Sélection naturelle

Notions clésPréparation de l’enseignantProtocole de l’étudiant
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  1. Simulation de la sélection naturelle
    • Pour commencer, coupez les cure-pipes blancs, noirs et gris en quartiers, ce qui devrait produire un total de 100 morceaux de 3 pouces de long.
    • Ensuite, coupez les cure-pipes verts dans les quantités et les longueurs spécifiées dans la vidéo, en prenant soin de minimiser les déchets. Cela correspond à une répartition normale des longueurs et devrait donner un total de 100 pièces supplémentaires. REMARQUE : Un cure-pipe de 12 pouces devrait donner plusieurs longueurs, par exemple, un morceau de 5 pouces et un morceau de 7 pouces. Utilisez cet avantage pour réduire les déchets.
    • Maintenant, coupez une feuille de papier de construction noir et une feuille de papier de construction blanc en bandes d’environ 3 pouces mesurées le long du bord long du papier.
    • Collez ces bandes pour couvrir la base d’un plateau de dissection afin de créer un motif alterné de bandes noires et blanches. REMARQUE : Dans la première simulation, vous allez utiliser les segments de cure-pipe blanc, gris et noir sur un fond noir et blanc pour simuler différentes pressions de sélection dues à la prédation sur une population. Vous sélectionnerez votre proie à l’aide de deux stratégies différentes, les yeux ouverts et les yeux fermés. Pour chacune de ces stratégies, vous effectuerez quatre tours composés de 25 sélections, en alternance entre deux partenaires. Après chaque tour, vous restaurerez la population à sa taille d’origine en utilisant les proportions de phénotypes présents après la sélection.
    • Pour commencer le premier scénario, comptez 12 segments de cure-pipe blanc, 12 segments noirs et 26 segments gris avec votre partenaire. Hypothèses : Ici, l’hypothèse expérimentale pourrait être que différentes stratégies de prédation, comme avoir les yeux ouverts ou fermés, entraîneront des pressions de sélection distinctes sur les populations. De plus, différents phénotypes peuvent être sélectionnés positivement dans les scénarios alternatifs. L’hypothèse nulle pourrait être que différentes stratégies de prédation n’auront aucun effet sur les populations ou les phénotypes.
    • Mélangez les segments de cure-pipe du mieux possible. Ensuite, saupoudrez-les dans le plateau en papier. REMARQUE : Idéalement, les cure-pipes seront étalés. Cependant, cela peut ne pas se produire en raison de leur nature auto-adhérente.
    • Une fois que les segments sont dans le plateau, séparez-les du mieux possible sans trop les éloigner de l’endroit où ils ont atterri. Le moins de segments possible doivent se toucher.
    • Demandez au premier partenaire de fermer les yeux. Lorsqu’il reçoit un signal sonore du deuxième partenaire, le premier doit ouvrir les yeux et attraper le premier cure-pipe qu’il voit dans le plateau le plus rapidement possible.
    • Mets le cure-pipe retiré sur le côté.
    • En alternant les partenaires, répétez ce processus 25 fois au total (étapes 8 et 9).
    • Comptez les cure-pipes restants par couleur et enregistrez-les dans le tableau de collecte de données pour le scénario 1. Cliquez ici pour télécharger les tableaux 1 et 2
    • Ensuite, rétablissez la population à 50 en ajoutant un cure-pipe de la même couleur pour chacun des cure-pipes restants. Tenez-les sur le côté jusqu’à ce qu’ils soient tous rassemblés.
    • Ensuite, saupoudrez les cure-pipes dans le bac comme décrit précédemment (étapes 6-7). Répétez ce processus pour trois autres rondes composées de 25 sélections chacune et enregistrez les dénombrements de chacune des rondes dans le tableau de collecte de données pour le scénario 1.
    • Retirez tous les cure-pipes du plateau après le quatrième tour.
    • Pour le scénario 2, comptez à nouveau 12 segments de cure-pipe blanc, 12 segments noirs et 26 segments gris et saupoudrez-les au hasard dans le plateau.
    • Suivez le même protocole que dans le scénario 1. Cependant, lorsqu’on lui donne le signal, le partenaire qui saisit doit garder les yeux fermés. Pour améliorer la précision, il peut être utile de positionner la main près du plateau avant de la saisir.
    • Répétez ce processus 25 fois, en changeant de rôle de partenaire, et enregistrez les quantités restantes de cure-pipe dans le tableau de collecte de données pour le scénario 2.
    • Ensuite, rétablissez la population à 50 en fonction de ce nombre. Faites cela pour les quatre tours. REMARQUE : Dans la deuxième simulation, vous utiliserez les stratégies de prédation les yeux ouverts et les yeux fermés, comme décrit précédemment, pour sélectionner des cure-pipes de différentes longueurs.
    • Pour le scénario 3, rassemblez les 100 cure-pipes qui ont été coupés à différentes longueurs pour représenter différents phénotypes.
    • Un partenaire doit tenir tous les cure-pipes à la verticale et lâchement dans une main posée sur le dessus de la table, de sorte que l’extrémité inférieure de chaque cure-pipe repose contre le dessus de la table.
    • Maintenant, le partenaire qui ne tient pas les cure-pipes doit fermer les yeux. Lorsqu'il reçoit un signal sonore, le partenaire doit ouvrir les yeux et saisir le premier cure-pipe qu'il voit de la main de son partenaire.
    • Répétez ce processus 50 fois (étape 21). Cependant, les partenaires ne doivent pas échanger leurs rôles pendant le tour cette fois-ci. Le partenaire qui tient les cure-pipes doit toujours être celui qui donne le signal et ne saisit jamais le groupe.
    • Après le premier tour composé de 50 sélections, comptez les cure-pipes restants par longueur. Ensuite, enregistrez ces informations dans le tableau de collecte de données pour le troisième scénario. Cliquez ici pour télécharger les tableaux 3 et 4
    • Ajoutez un cure-pipe de la même longueur que chacun des autres pour ramener la population à 100. Cela nécessitera probablement plus de cure-pipes que ceux qui ont été coupés à l’origine. Essayez d’utiliser les restes de la classe pour réduire les déchets.
    • Répétez cette opération pendant trois tours supplémentaires, en alternant le partenaire qui tient ou attrape chaque tour.
    • Pour réaliser le scénario 4, rassemblez les cure-pipes de différentes longueurs dans leurs proportions d’origine.
    • Répétez maintenant le processus de saisie, comme décrit dans le scénario 3. Cependant, n’enlevez que 30 cure-pipes au lieu de 50.
    • Divisez le décompte à la fin de chaque tour par deux pour chaque phénotype de 4 pouces ou moins, en arrondissant les fractions vers le bas.
    • Ensuite, enregistrez ces valeurs dans le tableau d’enregistrement des données pour le scénario 4.
    • Utilisez les proportions relatives des phénotypes dans la population finale pour ramener la population à 100. Lors du rétablissement de la population à 100, il peut être nécessaire de calculer les proportions relatives des phénotypes.
    • Répétez cette opération pendant trois tours supplémentaires, en alternant à nouveau en tenant et en saisissant les cure-pipes.
    • Pour chaque scénario, calculer la survie pour chaque phénotype, c’est-à-dire la proportion du phénotype survivante.
    • Ensuite, calculez la valeur adaptative relative, ou w, entre chaque tour. Comme le taux de reproduction ne varie pas dans cette simulation, il doit toujours être considéré comme égal, ou 1.
    • Calculez également les coefficients de sélection pour chaque phénotype.
    • Maintenant, utilisez les fréquences relatives de chaque phénotype pour créer des histogrammes avec des axes étiquetés de manière appropriée pour chaque scénario montrant la population avant toute sélection, puis à côté de ceux-ci dans une couleur différente après quatre tours de sélection.
    • Identifiez le type de sélection qui a lieu dans chaque scénario et étiquetez les graphiques.
    • Développez une hypothèse pour expliquer vos observations.

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