Objectifs

• Comprendre les principes de la sélection naturelle et de la sélection artificielle.
• Relier variabilité génétique, pression de sélection et évolution des populations végétales.
• Connaître des exemples concrets de domestication (maïs, blé, tomate) et des méthodes de sélection moderne.
• Mesurer les avantages et risques écologiques/économiques liés à la domestication.

Notions clés

• Variabilité génétique : diversité des allèles au sein d'une population — condition nécessaire à la sélection.
• Héritabilité : proportion de la variation phénotypique due à des facteurs génétiques.
• Sélection naturelle : processus non dirigé où les individus mieux adaptés à l'environnement laissent plus de descendants.
• Sélection artificielle : intervention humaine qui favorise des caractères jugés utiles (rendement, taille, goût, résistance).
• Domestication : transformation génétique et phénotypique d'une espèce sauvage sous l'influence humaine sur plusieurs générations.

Mécanismes — comment la sélection modifie une population

1. Existence de variants (mutations, recombinaisons, flux génétique).
2. Pression de sélection : facteurs abiotiques/biotiques (climat, pathogènes, pratiques culturales).
3. Reproduction différentielle : les individus avec les caractères favorisés produisent davantage de descendants.
4. Changement de fréquence allélique dans la population au fil des générations.

Illustration (schéma simplifié)

Exemples historiques et concrets

• Maïs : issu de la teosinte (Mexique). Modifications majeures de la taille, de la forme des épis et des grains par sélection humaine.
• Blé : sélection pour l'éréosité (épiaisement) et le rendement ; hybridations et polyploïdie ont joué un rôle important.
• Tomate : domestication axée sur la taille, la couleur et la conservation; diversité réduite chez les variétés commerciales.

Méthodes de sélection artificielle

• Sélection massale et sélection familiale — choix de plants/semences selon le phénotype.
• Croisements dirigés (hybridation) pour combiner caractères favorables.
• Sélection assistée par marqueurs (MAS) — utilisation de marqueurs moléculaires pour accélérer la sélection.
• Transgénèse et cis-génèse — introduction d'un ou plusieurs gènes pour un trait précis.
• Édition génomique (CRISPR-Cas) — modifications précises de gènes existants; ouvre des stratégies rapides mais soulève des questions éthiques et réglementaires.

Conséquences de la domestication et de la sélection artificielle

• Avantages : augmentation des rendements, amélioration de la qualité, résistance à certains stress, standardisation des cultures.
• Risques : érosion génétique (perte de diversité), dépendance aux semences commerciales, vulnérabilité aux nouvelles maladies, appauvrissement des écosystèmes locaux.
• Enjeux actuels : préserver la diversité (banques de semences, variétés locales), associer sélection moderne et pratiques agroécologiques.

Activités pédagogiques et travaux pratiques (synthétique)

• TP 1 — Simulation de sélection : utiliser des haricots de tailles différentes, sélectionner les plus grands sur plusieurs générations pour observer le changement de distribution.
• TP 2 — Étude comparative : analyser des images/mesures de maïs sauvage (teosinte) vs maïs cultivé et identifier caractères domestiqués.
• Documentaire suivi d'une fiche problématique : enjeux éthiques et socio-économiques de l'édition génomique chez les plantes.

Questions de révision (court)

1. Définir sélection naturelle et sélection artificielle; citer une différence fondamentale.
2. Expliquer pourquoi la variabilité génétique est nécessaire à la domestication.
3. Donner deux avantages et deux risques associés à la sélection artificielle des plantes.
4. Quel rôle jouent la polyploïdie et l'hybridation dans l'histoire du blé ?

Conclusion

La domestication marque une interaction majeure entre l'humain et les plantes : la sélection artificielle a transformé des espèces sauvages en cultures productives. Comprendre les mécanismes (variabilité, pression, héritabilité) et les méthodes modernes (marqueurs, édition génomique) permet d'évaluer les bénéfices mais aussi les risques, notamment pour la biodiversité et la sécurité alimentaire.