Chapitre 2 : LA DIVERSIFICATION DES
ÊTRES VIVANTS
création de
nouveaux allèles
DIVERSITE
MUTATIONS héréditaires
Méiose (brassages chromosomiques)
+ fécondation
création de nombreuses combinaisons
alléliques
Anomalies de la méiose
Anomalies du caryotype
+ Création de gènes
Problème : Quels sont les autres processus impliqués dans la diversité du vivant ?
I. Mécanisme de diversification avec modification du génome
Voir DM avec exposés oraux
Sujet 1 : La diversite des variétés du blé: quand les
chromosomes s’associent
1- LES HYBRIDATIONS SUIVIES DE POLYPLOÏDISATION
Egilope de Sears
Engrain Egilope de Tauschii
Amidonnier sauvage
Blé dur Blé tendre
CARYOTYPE 2n = 14 2n = 14 2n = 14 2n = 14 + 14 2n = 14 + 14 2n = 14+14+14 MODE DE
VIE Uniquement sauvage
Formes sauvages et
cultivées
Uniquement sauvage
Formes sauvages et domestiques
Uniquement domestique
Uniquement domestique
Egilope de Sears 14 chrs AA
Engrain 14 chrs BB
Hybride Stérile 14 chrs AB
Amidonnier sauvage 28 chrs AABB
Blé dur 28 chrs AABB
Blé tendre 42 chrs AABBDD
Egilope de tauschii 14 chrs DD
Hybride Stérile 21 chrs ABD
Document 3 : la généalogie des blés cultivés
engrain 2n = 14
Egilope de Sears
2n = 14
MEIOSE FECONDATION
2n = 7+7= 14
Hybride
stérile
gamètes
Croisement entre 2 espèces
différentes
n = 7
n = 7
2n = 7+7
Hybride
stérile Division anormale
2n = 14+14
amidonnier
Blé dur
egilope tauschii
2n = 14 n = 7
n = 7+7
MEIOSE
gamètes NOUVELLE
ESPECE
n = 7
n = 7+7
gamètes
FECONDATION
2n = 7+7+ 7 = 21
2n = 14+14+ 14= 42
Blé tendre
Division anormale
Hybride
stérile
Croisement entre 2 espèces
différentes
NOUVELLE
ESPECE
Espèce 1 Espèce 2
Génotype 1 + génotype 2
Hybridation
Polyploidisation
Nouvelle espèce
Génotype 3
2n = 64 2n = 62
2n = 32 +31
Gènes du développement= gènes architectes = gènes homéotiques
Gènes qui interviennent dans la mise en place du plan d’organisation des êtres vivants au niveau embryonnaire
2- DES VARIATIONS D’EXPRESSION DES GENES DEVELOPPEMENT
Sujet 2 l’origine des doigts des Vertébrés : des gènes architectes
en action
ADN
Protéine élaborée par un gène homéotique
polysyndactylie Mutation du gène HoxD13
Drosophile antennapédia Mutation du gène Ubx
Drosophile ultrabithorax Mutation du gène Antp
2 paires d’ailes
pattes
Drosophile normale
1 paire d’ailes
antennes
des anomalies du phénotype liées à des mutations de gènes
homéotiques
Comparaison des gènes homéotiques de la souris et de la drosophile
Ils sont disposés dans le même ordre que les région du corps qu’ils contrôlent suivant l’axe AP
Les gènes positionnés au même endroit chez des espèces différentes ont une même fonction
Embryon de souris
Il y a une forte homologie (fort pourcentage de similitudes) entre les gènes homéotiques des animaux, ce qui indique qu’ils les ont hérités d’un ancêtre commun. Ce sont des gènes appartenant à une famille multigénique.
o Comparaison du même gène homéotique entre plusieurs espèces
o Comparaison de plusieurs gènes homéotiques chez l’Homme
Chez l’Homme, les différents gènes homéotiques sont semblables à 80% : ils dérivent d’un même gène ancestral qui s’est dupliqué de nombreuses fois. Ce sont des gènes appartenant à une famille multigénique.
Comment peut-on expliquer la grande diversité des espèces alors que les gènes homéotiques présentent si peu de différences entre eux?
L’apparition des membres chez les tétrapodes
Document 4 : Conséquences de différentes mutations du gène Hox D13 sur la main chez l’Homme
Document 5 : Comparaison de l’expression du gène Hox D13 lors de la formation des membres postérieurs chez l’embryon du poisson-zèbre et celui de la souris
Un virus enveloppe
capsule
Protéines membranaires
Matériel génétique (ARN ou
ADN)
3- LES TRANSFERTS HORIZONTAUX DE GENES
Sujet 3 : la mise en place du placenta humain : merci les virus !
Noyau de la cellule hôte ayant intégré les
gènes du virus
Infection d’une cellule par un virus : il insère alors son génome dans celui de la
cellule hôte
Si cette infection a touché des cellules germinales, les gènes viraux sont transmis
de génération en génération et sont donc
conservés
Partie du génome de la cellule étant d’origine
virale
Au cours du temps, ces gènes accumulent, comme les
autres, des mutations
Gènes dont la séquence est très proche de celle des gènes viraux, et qui codent pour des
protéines ayant une fonction très proche de celle des protéines virales
Exemple : la syncytine des Primates, dont la fonction est très proche de la protéine virale Fv (rôle dans la fusion des membranes). Leurs gènes présentent de grandes similitudes (80%).
La formation du placenta
Fusion des cellules embryonnaires en un syncytium placentaire qui progresse dans l’endomètre
La syncytine est une protéine élaborée par le placenta et les virus MPMV
II . DES MECANISMES NON GENETIQUES
1-. LES SYMBIOSES
Les lichens: symbiose algue/champignon
champignon Algue
chlorophyllienne
lumière
CO2 H2O
MOLECULES
ORGANIQUES
(GLUCOSE…)
Acides
lichéniques
H2O, sels minéraux
Acides lichéniques
Pour supports Photosynthèse importante Bcp de glucose produit Développement important Protection contre les uv et les herbivores
Bcp de glucose apporté Développement important Acides lichéniques pour installation sur les supports
Echanges entre les deux organismes de la symbiose et l’environnement
Symbiose plante/bactérie
Symbiose plante/champignons
Symbiose animal/algue
Une mitochondrie Une cellule animale
Schéma de théorie endosymbiotique de la mitochondrie (Jussieu)
A une autre échelle de temps
Elle proviendrait de l’absorption d’une bactérie par une cellule eucaryote primitive il y a 2 Ga
B. DES TRANSFERTS DE COMPORTEMENT
B/ Transmission de comportements
Voir livre p.42 et 43
Exemple : le chant du pinson
Chants très différents selon les régions, au sein de cette même espèce DIVERSITE
Individu témoin
Individu + congénères dont
un adulte
Individu seul
Individu sourd
Donc le chant n’est pas d’origine génétique, mais issu d’un APPRENTISSAGE
Sonogrammes des pinsons selon les conditions expérimentales
Expérience visant à déterminer l’origine du chant des pinsons
Autre exemple : culture et diversité chez l’Homme
Le comportement fait partie des nombreuses caractéristiques d’un être vivant et présente également une grande diversité (ex : chant des oiseaux d’une même espèce, langages de l’Homme, etc.).
Des comportements sont transmis de manière non génétique, par un apprentissage, et sont aussi une source de diversité pouvant influencer la sélection naturelle.
III. Bilan
Lire livre p.44 à 47 + faire QCM p.48