Sciences de la vie et de la Terre · Terminale · Génétique et Évolution : La Diversité du Vivant · 1er Trimestre

Sélection Naturelle et Artificielle

Les élèves comparent les principes de la sélection naturelle et de la sélection artificielle, en identifiant leurs mécanismes et leurs conséquences sur la diversité des espèces.

• Programmes Officiels
• EDNAT: TLE-SVT-1.5

À propos de ce thème

La sélection naturelle et la sélection artificielle partagent un mécanisme fondamental : la reproduction différentielle des individus en fonction de leurs caractéristiques. Dans la sélection naturelle, ce sont les contraintes environnementales qui favorisent certains phénotypes. Dans la sélection artificielle, c'est l'humain qui choisit les reproducteurs selon des critères précis (rendement, taille, couleur, comportement).

En Terminale, les élèves doivent comprendre que la sélection modifie la fréquence des allèles dans une population au fil des générations. La sélection naturelle agit sur des variations préexistantes (mutations, brassages) et favorise les allèles qui confèrent un avantage reproductif dans un environnement donné. La sélection artificielle, en revanche, peut réduire drastiquement la diversité génétique en ne conservant que quelques lignées.

Comparer des exemples concrets de sélection naturelle (phalène du bouleau, résistance bactérienne) et artificielle (races canines, variétés de chou) à travers des études de cas en groupe permet aux élèves de saisir les similitudes mécanistiques et les différences de conséquences sur la biodiversité.

Questions clés

1. Distinguez les forces motrices de la sélection naturelle et de la sélection artificielle.
2. Analysez comment la pression de sélection peut modifier la fréquence des allèles dans une population.
3. Évaluez l'impact de la sélection humaine sur la biodiversité des espèces domestiquées.

Objectifs d'apprentissage

• Comparer les mécanismes de la sélection naturelle et artificielle en identifiant les agents de sélection et les pressions exercées.
• Analyser l'impact de la sélection artificielle sur la variation génétique et la diversification des espèces domestiquées, en utilisant des exemples précis.
• Expliquer comment la modification de la fréquence des allèles dans une population résulte de la pression de sélection, qu'elle soit naturelle ou artificielle.
• Évaluer les conséquences de la sélection humaine sur la biodiversité, en distinguant les gains de productivité des pertes de diversité génétique.

Avant de commencer

Les bases de la génétique : gènes, allèles, génotypes et phénotypes

Pourquoi : Les élèves doivent maîtriser le vocabulaire et les concepts de base de la génétique pour comprendre comment les variations sont transmises et sélectionnées.

Les mécanismes de l'évolution : mutations et brassages génétiques

Pourquoi : Il est essentiel que les élèves comprennent l'origine de la variation (mutations, recombinaisons) avant d'aborder comment la sélection agit sur ces variations.

Vocabulaire clé

Sélection naturelle	Processus par lequel les organismes les mieux adaptés à leur environnement survivent et se reproduisent davantage, transmettant leurs caractères favorables à leur descendance.
Sélection artificielle	Processus par lequel l'humain choisit et croise des individus d'une espèce selon des caractères d'intérêt, modifiant ainsi les caractéristiques de l'espèce au fil des générations.
Pression de sélection	Facteur environnemental ou humain qui favorise la survie et la reproduction de certains individus au détriment d'autres, entraînant une modification des fréquences alléliques.
Fréquence allélique	Proportion d'un allèle donné dans une population, indiquant sa présence relative par rapport aux autres allèles d'un même gène.
Diversité génétique	Variété des allèles et des génotypes au sein d'une population ou d'une espèce, essentielle à son adaptation et à sa survie à long terme.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Les individus se transforment pour s'adapter à leur environnement.

Ce qu'il faut enseigner à la place

La sélection naturelle ne modifie pas les individus. Elle trie parmi des variations génétiques préexistantes dans la population. Les individus porteurs d'allèles avantageux survivent et se reproduisent davantage, modifiant la composition génétique de la génération suivante. La simulation avec les billes rend ce tri visible et corrige cette confusion lamarckienne.

Idée reçue courante

La sélection artificielle est fondamentalement différente de la sélection naturelle.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Le mécanisme est identique : reproduction différentielle en fonction de critères de sélection. Seul l'agent de sélection diffère (environnement vs humain). Darwin a d'ailleurs construit sa théorie de la sélection naturelle par analogie avec la sélection pratiquée par les éleveurs. Le tableau comparatif en binôme aide à identifier cette parenté mécanique.

Idée reçue courante

La sélection naturelle produit toujours des organismes « meilleurs ».

Ce qu'il faut enseigner à la place

La sélection naturelle favorise les allèles avantageux dans un environnement donné. Si l'environnement change, un allèle autrefois avantageux peut devenir neutre ou désavantageux. Il n'y a pas de progrès absolu, mais une adaptation relative et contingente. Le débat en classe permet d'explorer cette nuance fondamentale.

Idées d'apprentissage actif

Jeu de simulation: Sélection naturelle avec des billes

Les élèves simulent la sélection naturelle avec des billes de couleurs différentes sur un tissu de fond coloré. Les billes les plus visibles sont « prédatées » et retirées. Après plusieurs générations, les élèves analysent l'évolution de la fréquence des couleurs et relient les résultats au concept de pression de sélection.

35 min·Petits groupes

Étude de cas: Phalène du bouleau et races canines

En binôme, les élèves analysent deux dossiers documentaires : l'un sur la phalène du bouleau (sélection naturelle), l'autre sur la sélection des races canines (sélection artificielle). Ils construisent un tableau comparatif (agent de sélection, critères, vitesse, impact sur la diversité) et présentent leurs conclusions.

40 min·Binômes

Débat structuré : La sélection artificielle menace-t-elle la biodiversité ?

Deux camps s'affrontent : l'un défend que la sélection artificielle crée de la diversité (milliers de variétés cultivées), l'autre qu'elle l'appauvrit (érosion génétique, consanguinité). Les élèves utilisent des données chiffrées (nombre de races, diversité allélique) pour argumenter. La synthèse met en lumière la nuance.

30 min·Classe entière

Galerie marchande: Exemples de sélection dans le vivant

Cinq postes présentent chacun un cas de sélection : résistance aux antibiotiques, mimétisme du papillon Heliconius, sélection du maïs depuis le téosinte, races bovines laitières, tolérance au lactose chez l'humain. Les élèves circulent, identifient le type de sélection et résument le mécanisme.

35 min·Petits groupes

Liens avec le monde réel

• Les éleveurs de bovins utilisent la sélection artificielle pour améliorer le rendement laitier ou la qualité de la viande, en choisissant les taureaux et les vaches les plus performants. Ce processus a conduit à des races spécialisées comme la Normande ou la Charolaise.
• Les agriculteurs sélectionnent des variétés de blé résistantes aux maladies ou adaptées à des conditions climatiques spécifiques, comme le mildiou ou la sécheresse. Cette sélection permet d'assurer les récoltes et de nourrir une population croissante.
• Les programmes de conservation des espèces menacées s'appuient sur la compréhension de la sélection naturelle. Par exemple, l'étude de la résistance des bactéries aux antibiotiques informe les stratégies de lutte contre les infections nosocomiales.

Idées d'évaluation

Question de discussion

Présentez aux élèves deux scénarios : un cas de résistance bactérienne aux antibiotiques et un cas de développement de nouvelles variétés de pommes. Demandez-leur : 'Quels sont les points communs et les différences dans les mécanismes de sélection observés dans ces deux cas ? Comment l'intervention humaine est-elle présente ou absente ?'

Vérification rapide

Distribuez une fiche avec trois phrases décrivant des situations de sélection (ex: 'Les pinsons des Galápagos avec des becs plus longs survivent mieux en période de sécheresse', 'Un éleveur sélectionne des poules pondeuses', 'Les papillons de nuit s'adaptent à la pollution industrielle'). Demandez aux élèves d'identifier pour chaque phrase s'il s'agit de sélection naturelle ou artificielle et d'expliquer brièvement pourquoi.

Billet de sortie

Sur un post-it, demandez aux élèves de définir en une phrase la différence fondamentale entre sélection naturelle et artificielle. Ensuite, ils doivent citer un exemple concret pour chaque type de sélection et expliquer brièvement la pression de sélection impliquée.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre sélection naturelle et sélection artificielle ?

La sélection naturelle résulte des pressions environnementales (prédation, climat, ressources) qui favorisent certains phénotypes. La sélection artificielle est exercée par l'humain qui choisit les reproducteurs selon des critères précis. Le mécanisme fondamental est le même (reproduction différentielle), mais l'agent de sélection et la vitesse diffèrent considérablement.

Comment la sélection modifie-t-elle la fréquence des allèles ?

Les individus porteurs d'allèles avantageux (pour la sélection naturelle) ou souhaités (pour la sélection artificielle) se reproduisent davantage. Leurs allèles deviennent plus fréquents dans la population à chaque génération. Au fil du temps, certains allèles peuvent se fixer (fréquence de 100 %) tandis que d'autres disparaissent.

Pourquoi la sélection artificielle réduit-elle la diversité génétique ?

En ne sélectionnant que quelques individus comme reproducteurs, la sélection artificielle réduit la taille efficace de la population. La consanguinité augmente et de nombreux allèles sont perdus. Par exemple, certaines races canines présentent une diversité génétique très faible, ce qui les rend vulnérables aux maladies héréditaires.

Quelles activités actives pour enseigner la sélection en SVT Terminale ?

La simulation avec des billes colorées sur un tissu de fond permet de visualiser le tri sélectif sur plusieurs générations. L'étude de cas comparée phalène/races canines construit le tableau comparatif. Le débat structuré sur biodiversité et sélection artificielle développe l'argumentation nuancée attendue au baccalauréat.