Diversité et sélection dans les plantes cultivées

Spé. SVT · Terminale · cours rédigé et vérifié par Claryo, conforme au Bulletin officiel

L'essentiel

La domestication est le processus par lequel l'Homme transforme une espèce végétale sauvage en plante cultivée, sur de nombreuses générations, pour l'adapter à ses besoins. Elle repose sur deux ingrédients : la variabilité génétique présente dans les populations sauvages (allèles différents pour un même caractère) et la sélection artificielle, c'est-à-dire le choix par l'Homme, à chaque génération, des individus porteurs des caractères recherchés que l'on reproduit.

Au fil des générations, ce tri répété fait augmenter la fréquence des allèles favorables et modifie profondément le phénotype des populations cultivées. Les caractères typiquement transformés sont : des grains plus gros et plus nombreux, un épi non cassant (les graines ne se dispersent plus seules, restant disponibles pour la récolte), la perte de la dormance (germination plus régulière), un rendement accru, et la réduction des protections de la plante sauvage (épines, amertume, toxines). L'exemple le plus célèbre est celui du maïs, issu de la téosinte mexicaine : d'un petit épi d'une dizaine de grains durs et protégés, la sélection humaine a abouti à un épi de plusieurs centaines de gros grains nus.

La sélection artificielle peut aussi engendrer une grande diversité de formes à partir d'un ancêtre unique, lorsque les sélections sont menées dans des directions divergentes. Ainsi, le chou-fleur, le brocoli, le chou de Bruxelles et le chou-rave dérivent tous d'une même espèce sauvage, Brassica oleracea, par sélection d'organes différents (inflorescences, bourgeons, tige).

Cette efficacité a une contrepartie : la sélection artificielle réduit souvent la diversité génétique des variétés cultivées par rapport à leurs ancêtres sauvages. Une variété trop uniforme est uniformément vulnérable à un même parasite, à une maladie ou à un changement de conditions, ce qui fait courir un risque aux monocultures. La conservation de la diversité (variétés anciennes, parents sauvages) est donc un enjeu majeur.

Formules et schémas clés

· Gain absolu de rendement : \Delta R = R_{final} - R_{initial}, en \text{q·ha}^{-1}. · Gain relatif : \dfrac{R_{final} - R_{initial}}{R_{initial}} \times 100, en %. · Schéma à savoir refaire : la comparaison téosinte/maïs (taille de l'épi, nombre et nature des grains) et un arbre de parenté reliant des variétés cultivées à un ancêtre sauvage commun.

Méthode type bac

Pour une étude de documents : 1) comparer la forme sauvage et la forme cultivée (caractères chiffrés si possible) ; 2) identifier les caractères sélectionnés ; 3) expliquer le mécanisme (variabilité + sélection + accumulation d'allèles favorables) ; 4) conclure sur la diversification et, le cas échéant, sur la perte de diversité génétique.

Pièges

· La sélection artificielle ne crée pas de nouveaux allèles : elle trie une variabilité préexistante (les mutations en sont la source). · Ne pas confondre sélection artificielle (par l'Homme) et sélection naturelle (par le milieu) : le mécanisme de tri est analogue, l'agent diffère. · Diversité des variétés cultivées \neq diversité génétique : une grande diversité de formes peut masquer une faible diversité d'allèles. · La domestication agit sur des populations sur plusieurs générations, pas sur un seul individu.

Pour l'épreuve

Maîtrisez la définition de la domestication et de la sélection artificielle, l'exemple maïs/téosinte et le cas des choux issus de Brassica oleracea. Sachez quantifier un gain de rendement (absolu et relatif) avec unités, et discuter le risque lié à la réduction de la diversité génétique des cultures.