La phalène du bouleau est un papillon qui présente deux phénotypes : clair et sombre, déterminés par un couple d'allèles :
- c : « clair » (récessif)
- S : « sombre » (dominant)
On a remarqué que l'importance relative de ces deux phénotypes a fluctué au cours du temps.
Documents
Dans toutes les régions d'Angleterre, les populations de cette espèce étaient, jusqu'en 1848, exclusivement composées des formes claires. L'examen des collections de ce papillon révèle que c'est à cette époque que fut capturé, dans la région de Manchester, le premier papillon totalement noir.
Voir tableau.
| Individus clairs (%) | Individus sombres (%) | |
|---|---|---|
| Régions industrielles | 5 | 95 |
| Régions rurales | 80 | 20 |
Pendant le jour, les phalènes s'immobilisent sur les troncs d'arnres ; elles sont alors des proies faciles pour les oiseaux. L'expérience suivante a été effectuée par un entomologiste britannique, H. Kettlewell (1955).
Des phalènes des deux phénotypes sont marquées d'une petite tache de peinture, puis lâchées :
- dans un bois dont les arbres sont sombres car pollués par la suie de charbon (Birmingham).
- dans un milieu rural (Dorset) dans un bois où les arbres sont clairs (car couverts de lichen).
Au cours des nuits qui suivent le lâcher, les papillons survivants sont recapturés puis dénombrés.
Voir tableau.
| Papillons lâchés (%) | Papillons recapturés (%) | |||
|---|---|---|---|---|
| clairs | sombres | clairs | sombres | |
| Birmingham | 29 | 71 | 16 | 84 |
| Dorset | 49 | 51 | 74 | 26 |
Questions et solutions
- Quelles constatations peut-on faire en étudiant le doc. no 1 et 2 ?
- Quelles conclusions générales peuvent être tirées des deux documents étudiés ?
- À l'aide de vos réponses précédentes proposez une explication à l'origine de ces variations.
- Quel mécanisme évolutif est impliqué ?
- Dans le document 1 on observe que les différents phénotypes (sombres et clairs) de phalènes ne sont pasuniformément répartis sur le territoire. En effet on observe qu'il y a plus d'individus sombres dans les régions polluées de Birmingham (95% de sombres contre 5% de clairs) et qu'il y a plus d'individus clairs dans les régions rurales (Dorset, 80% de clairs contre 20% de sombres).
Dans le document 2 on observe que dans la région de Birmingham la proportion de papaillons clairs recapturés est inférieure à celle des papillons lachés (29% de pappilons clairs lachés et seulement 16% recapturés). Cette expérience montre que dans la région de Birmingham la prédation touche préférentiellement les formes clairs, c'est l'inverse dans les régions rurales où les formes sombres sont préférentiellement prédatées. - Cette différence de prédation observée dans le doc 2 permet d'expliquer les différences de répartition des phénoypes dans les deux régions (doc 1). A chaque fois la forme la moins prédatée est la forme dominante de la région (formes claires en milieu rurale et forme sombre dans els régions industrielles.)
- On rappelle que la forme sombre portée par l'allèle S et la forme claire est déterminée par l'allèle c. Suite à l'industrialisation, la pollution, notamment due au charbon à recouvert l'écorce des arbres comme dans celle de Birmingham, les rendant plus sombres. Les formes claires, majoritaires en 1848 qui s'immobilisaient sur les abres étaient alors plus visibles et plus chassées que les quelques individus sombres, dans ce contexte l'allèle S est donc avantageux pour les individus qui le porte. La meilleure survivabilité des individus sombres leur a permis de se reproduire plus facilement au détriment des individus clairs ce qui a conduit à l'augmentation de la fréquence de l'allèle S et une augmentation de la proportion d'individu sombres dans les régions polluées.
- le mécanisme évolutif impliqué est donc celui de la sélection des invidus par les conditions du milieu, qui conduit à une variation non aléatoire des fréquences des allèles ; c'est la sélection naturelle.