Lorsque vous regardez une population d’animaux, vous pouvez remarquer des variations ou des différences entre les individus d’une même espèce. Peut-être que certains sont plus grands que d’autres ou qu’il y a des différences dans leur coloration. Ces variations servent de base à la sélection naturelle où les traits bénéfiques d’une population qui affectent positivement la survie et la reproduction seront préservés. Par exemple, les animaux qui peuvent plus facilement se camoufler avec leur environnement échappent aux prédateurs et transmettent plus souvent leurs gènes que ceux qui ne le font pas. Cette coloration de camouflage est un phénotype, défini comme l’expression visuelle d’un caractère. Un génotype fait référence à l’ensemble des gènes responsables d’un phénotype. Par conséquent, en raison de la sélection naturelle, certains génotypes sont maintenus dans le temps, tandis que les variations moins favorables disparaissent, ce qui entraîne l’évolution des populations.
Nous, les humains, avons étudié ce processus et tiré parti des variations naturelles pour faire évoluer délibérément des plantes et des animaux à élever ou à garder comme compagnons. Ce processus est connu sous le nom de sélection artificielle, la propagation et la domestication des plantes et des animaux pour des traits favorables. Prenons l'exemple des chiens. Il y a des milliers d’années, les humains ont commencé à élever sélectivement des couples de loups pour des traits tels que la docilité, la protection et les prouesses de chasse ainsi que l’apparence. Nous avons poursuivi cet élevage sélectif sur d’innombrables générations et cela a abouti à des dizaines de races de chiens modernes, y compris le dogue allemand et le chihuahua, qui sont à leur tour très différents en apparence et en caractère de leur ancêtre, le loup.
Nous avons également mis en place la sélection artificielle chez les plantes. Brassica oleracea était autrefois une grande plante à feuilles, mais elle a été sélectionnée artificiellement de différentes manières pour produire de nombreux légumes courants que nous mangeons aujourd’hui, notamment le chou frisé, le chou, le chou-fleur et même le chou-rave. Une autre espèce de la même famille, Brassica napus, est communément appelée colza oléagineux en raison de l’abondance d’huile séquestrée dans ses graines, qui sont excellentes pour la cuisine ou la production de carburant.
Dans ce laboratoire, vous allez sélectionner artificiellement des caractères de colza pour produire deux lignées présentant différents niveaux d’un caractère, la pilosité.
- Observation de la sélection artificielle chez les plantes
- Pour commencer l’expérience, collectez cinq plantes cultivées âgées de deux semaines de la population de la première génération qui semblent en bonne santé. Remarque : Les plantes doivent apparaître vertes, non fanées et ne pas avoir de feuilles endommagées. Hypothèse expérimentale : L’hypothèse expérimentale de ce laboratoire pourrait être que le nombre de trichomes de plomb varie naturellement, mais que le nombre moyen augmentera au fil des générations si seules les plantes avec le plus grand nombre de trichomes sont croisées ou diminuera si celles qui en ont le moins sont croisées. Hypothèse nulle : L’hypothèse nulle pourrait être que le nombre moyen de trichomes ne changera pas au cours des générations suivantes après la sélection artificielle.
- Étiquetez chaque plante avec une lettre de A à E et avec les noms des deux partenaires.
- Notez toutes les différences naturelles que vous voyez entre vos échantillons de plantes. Remarque : Toutes les plantes ont le même âge, de sorte que toute variation observée est due au phénotype exprimé et non au développement.
- Utilisez une loupe pour compter le nombre de trichomes trouvés sur le pétiole de la feuille la plus basse, sans compter les cotylédons ronds de chaque plante qui poussent en premier. Remarque : Il peut être utile de faire briller la plante d’une lumière et de la tenir contre un fond sombre, comme une paillasse de laboratoire, pendant l’analyse des trichomes.
- Les deux partenaires effectueront des comptages sur chaque plante indépendamment et compareront les réponses. Si les comptes sont différents, engagez un troisième compteur ou prenez la moyenne des deux résultats.
- Après cela, déterminez le nombre médian de trichomes pour toute la classe. Cliquez ici pour télécharger le tableau A
- Déterminez les 10 % supérieurs et inférieurs des plantes à partir de la classe de trichomes. Ces groupes constitueront les deux lignes sélectionnées artificiellement : pilosité élevée et pilosité faible, respectivement.
- Si plus de 10 % des plantes n’ont pas de trichomes, sélectionnez 10 % de ces plantes au hasard pour la lignée de plantes à faible pilosité.
- Séparez les deux groupes de plantes sélectionnées et étiquetez-les clairement.
- Déplacez les plantes dans un endroit bien éclairé et gardez-les bien arrosées jusqu’à ce qu’elles développent des fleurs. Remarque : Les fleurs se développent généralement vers 14 jours.
- Lorsque les fleurs sont complètement développées, utilisez une baguette de pollinisation ou un pinceau pour frotter le stigmate et l’anthère des fleurs d’une plante pendant quelques secondes.
- À l’aide de la même baguette ou du même pinceau, frottez l’intérieur de chaque fleur de chaque autre plante sur la même ligne de sélection.
- À l’aide d’une baguette ou d’un pinceau différent, répétez les étapes 11 et 12 sur l’autre ligne. Remarque : Veillez à ne pas franchir les lignes. Ne répartissez le pollen que parmi les plantes sélectionnées de manière appropriée.
- Retournez les plantes de la première génération dans les zones de culture. Lorsque les plantes atteignent environ 1 mois, elles devraient produire des gousses matures.
- Laisse les plantes se dessécher une fois que les gousses jaunissent.
- Ouvrez les gousses et récupérez les graines.
- Obtenir de nouveaux pots pour les graines de la deuxième génération.
- Remplissez les pots de terreau humide à moitié environ et ajoutez une pastille d’engrais dans chaque pot.
- Remplissez les pots avec plus de terre à remplir juste en dessous de la lèvre.
- Faites une dépression peu profonde dans le sol de chaque pot avec une sonde.
- Touchez un cure-dent propre à un bâton de colle et utilisez le cure-dent pour transplanter les graines dans le sol une par une.
- Recouvrez les graines d’une fine couche de terre.
- Étiquetez les pots avec leur ligne de pilosité et placez-les dans la zone de culture désignée.
- Utilisez un compte-gouttes en plastique pour arroser les plantes au besoin afin qu’elles ne se dessèchent pas.
- Lorsque les plantes ont deux semaines, prélevez cinq plantes de chaque ligne et étiquetez-les de A à E.
- Ensuite, comptez les trichomes sur ces plantes comme décrit précédemment (étapes 4 et 5). Cliquez ici pour télécharger le Tableau B
- Analyse des données
- Créez un graphique de fréquence basé sur les données de la classe de première génération avec le nombre de trichomes sur l’axe des x et le nombre de plantes sur l’axe des y. Étiquetez la moyenne.
- Ensuite, créez des graphiques de fréquence pour les deux lignes de pilosité sélectionnées.
- Comparez les graphiques de fréquence pour la première génération et les deux lignes de pilosité.
- Prenez note des changements phénotypiques observés dans les lignes de pilosité sélectionnées.
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