Modéliser la sélection naturelle chez les pinsons publié le 22/10/2021

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Exploitation des résultats

Pas facile de mener l’activité à son terme en 1h30, les élèves moins efficaces repartent avec leur tableau renseigné, les documents numériques sont disponibles sur l’ENT pour terminer à la maison.

Il n’y a que trois questions d’argumentation dans ce TP :

  1. Que pouvez-vous déduire des résultats obtenus ?
  2. Quel jeu correspond à de la dérive génétique, quel jeu correspond à la sélection naturelle ?
  3. Justifier votre réponse.

L’argumentation doit être présente dans leur compte-rendu, mais je n’attends pas la "bonne" réponse puisque je construis le cours à partir de leur logique. Il faut simplement qu’ils se soient véritablement posé la question.

Exemple graphique jeu 1.

Pour la mise en commun, j’ai testé plusieurs stratégies.
Des captures écrans des graphiques de tous les groupes, montrées simultanément sur deux images A4 vidéoprojetées soit 6 graphiques par images. L’option est très "visuelle", mais il faut passer du temps pour saisir sur tableur leurs résultats quand les élèves ne l’ont pas fait.
Cette année, j’ai préféré présenter un décompte du nombre de fois où chaque pinson "gagne" (effectif le plus important) ou "perd" sur l’ensemble des groupes d’une classe, pour avoir une vision plus statistique.

Résultats jeu 1.

Avec le jeu n°1, le hasard détermine le nombre d’œufs qui se cassent dans le nid. Sur 12 groupes d’élèves, ce sont les pinsons à gros bec et les pinsons à bec pointu qui se développent le mieux, les pinsons à bec moyen (pince à linge) avaient plus de difficulté à se nourrir.
Cependant, les résultats en nombre de pinsons au total pour chaque espèce sont très fluctuants parmi les groupes d’élèves.
Même avec beaucoup de graines récoltées, il faut de la chance au dé pour ne pas casser trop d’œufs. Si il est clair que les gros becs semblent les plus adaptés dans le jeu 1, on remarque que pour 2 trinômes, les gros becs arrivent en dernière position (histogramme de droite), tandis que dans un autre trinôme (histogramme central), les becs fins arrivent à s’imposer.
Il existe donc un paramètre, indépendant de la forme du bec, ne donnant pas prise à la sélection, qui nous empêche ici de prédire à coup sûr ce qui va se passer, vers quelle direction on va tendre, c’est le hasard...
On parle alors de dérive génétique. Pourquoi « génétique » ? Car ce sont les gènes qui déterminent la forme du bec.

Afin d’illustrer les effets du hasard, donc de la dérive génétique, lors de la mise en commun, il suffit de construire les graphiques sans tenir compte des lancés de dés, et de les comparer à ceux réalisés par les élèves au sein de chaque trinôme.
Dans cette modélisation, l’effet des effectifs sur l’efficacité de la dérive génétique n’est pas étudié.

Pour le jeu n°2, le dé détermine le nombre de graines à enlever du milieu, comme pour une tempête qui détruirait les ressources nutritives. Puisque chaque pinson a un bec qui est adapté à son type de graines, ceux qui en auront moins à manger pourront moins facilement se reproduire.
Quand le dé ne pénalise qu’un seul type de graines, celle du pinson qui s’est par exemple le mieux nourri pendant le jeu n°1, ce dernier se développe comparativement moins vite que les deux autres espèces. Pourtant si il a réussi à supplanter les deux autres pinsons lors du jeu n°1, c’est bien qu’il était plus performant dans la récolte de nourriture... On parle alors de sélection naturelle.
Avec le deuxième jeu, ce n’est plus la forme du bec qui est importante, mais la pénurie ou la profusion de graines. La concurrence entre pinsons est plus rude, mais sur 12 groupes d’élèves, c’est pratiquement toujours le Géopize à bec fin (pince à épilée) qui prend l’avantage…