Chap VI: DES MECANISMES DE DIVERSIFICATION DES ETRES VIVANTS

Rappel A :LA RELATION ENTRE LE PHENOTYPE ET LE GENOTYPE:

  • Le phénotype s’exprime à l’échelle macroscopique, microscopique et moléculaire
  • le phénotype moléculaire dépend du patrimoine génétique de la cellule ( les différents gènes, les différents allèles de chaque gène)
  • Ils s’expriment sous l’effet de l’influence de facteurs internes et externes variés

 

Rappel B : LA DIVERSITE ENTRE LES INDIVIDUS AU SEIN DUNE MEME ESPECE :

Parmi les facteurs responsables de diversité au sein d’une espèce il y a :

  • Les mutations
  • Les mutations qui touchent soit
    • Une seule base
    • Un fragment de gène (plusieurs bases)
  • La nature des mutations
    • Insertion (addition)
    • Délétion (perte)
    • substitution (remplacement)
  • Les conséquences des mutations
    • Silencieuses (pas de modification de la séquence des aa)
    • Neutres (pas de modification de la fonction de la protéine)
    • Faux sens (protéine non fonctionnelle)
    • Non sens (codon stop plutôt è protéine plus courte)
  • les brasages génétiques associé à la méiose
    • brassage intra
    • brassage inter
    • les crossing over inégaux
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  • le brasage génétique associé à la fécondation

Or chaque espèce vie dans un milieu ( donné avec des conditions précises et variant selon une amplitude déterminée au cours du temps ( jour, mois, saison, année….. et présentant une certaine biodiversité.

Rappel C   Qu’est ce que la biodiversité ?

  • à la fois la diversité des écosystèmes à la surface du globe,
  • mais aussi celle :
    • des espèces
    • + celle des individus au sein des espèces.

 

Pb I Quels sont les mécanismes autres que les mutations et le brassage génétique qui peuvent-être source de diversité du vivant ?

I- les mécanismes de diversification du génome avec modification du génome TP 14

  • La polyploidisation
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Bilan

  • Un individu est dit polyploïde s’il possède plus de deux jeux complets de chromosomes.
  • La polyploïdisation s’est produite chez au moins 70% des plantes á fleur et chez 95% des fougères
  • Ainsi, par la combinaison d’au moins deux génomes existants, une nouvelle espèce peut apparaitre.
  • Elles présentent une combinaison originales des deux génomes et donc des caractéristiques nouvelles propres.
  • La polyploidisation semble être un événement plus rare chez les animaux. On ne connait actuellement qu’une seule espèce de mammifère polyploïde : le rat-viscache.

2- les transferts fer horizontaux de gènes

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Ex Les Syncytines, (autre exemple les porphyranases )

 

  • Le génome de nombreux organismes comporte des gènes provenant d’autres espèces éloignées.
  • Ces transferts sont dits horizontaux car il n’y a pas intervention de reproduction sexuée.
  • Ces transferts sont :
  • des évènements rares,
  • Capables d’apporter un avantage aux individus
  • Capables de se répandre par reproduction sexuée chez tous les individus de l’espèce.
  • Conclusion Ces transferts participent donc à la diversification du vivant.
  • Ex esp humaine 10% de son génome est constitué de séquences virales et 50 % chez le mais.

 

3- Les gènes de dvp et plan d’organisation

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  • gènes de dvp

Les gènes du développement sont des gènes qui s’expriment dans des périodes bien déterminées et dans des territoires bien déterminés pour permettre le développement de l’individu et la mise en place du plan d’organisation de l’espèce.

Bilan

  • La plupart des animaux, même éloignés phylogénétiquement, partagent des familles de gènes architectes. Ces gènes, impliqués dans la régulation de l’expression d’autres gènes, permettent la construction de plans d’organisation différents.
  • Ces gènes dérivent de gènes ancestraux communs et présentent de fortes homologies de séquences
  • Des mutations sur les gènes du développement peuvent avoir des conséquences importantes sur le phénotype macroscopique si elles ne sont pas éliminées par sélection naturelle.
  • De telles mutations peuvent engendrer des changements morphologiques et modifier le plan d
  • Des mutations des gènes du développement sont ainsi impliquées dans l’évolution des espèces.

Hétérochronie : chronologie d’expression des gènes de développement

  • Ces gènes peuvent être présents chez différentes espèces mais leur chronologie d’expression, leur intensité d’expression ou la région de l’embryon où cette expression a lieu varie d’une espèce à l’autre.

Bilan

  • Les hétérochronies sont des différences de la durée et de la vitesse des différentes étapes développement entre une espèce ≪ ancestrale ≫ et ses descendants.
  • Elles sont la conséquence de mutations de gènes du développement.
  • Ces variations génétiques se traduisent par des modifications des organes produits à l’issue du développement embryonnaire.
  • Des modifications de l’expression de gènes homéotiques au cours de l’évolution ont ainsi pu mener à des innovations qui ont été retenues par sélection naturelle d’où une diversification du vivant.

Exemples :

Gènes homéotiques et absence de pattes chez les serpents : document 3 p 45

Gènes homéotiques et fausses pattes chez les chenilles : document 4 p 45

Gènes homéotiques et forme du bec chez les pinsons : document 1 p 46

Pb II Quels sont les sources de diversifications sans modification de génome

II- diversification sans modification du génome : TP 15

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1- La symbiose ex Lichens :

2- Les mycorhizes et le développement de la plante : document 1

3- l’association symbiotique entre l’anémone et  d’autres espèces

4- l’association symbiotique entre  la salamandre et l’algue oophila

Bilan

Une symbiose est une association durable entre des êtres vivants appartenant à des espèces différentes.

Ce type d’association bénéficie aux deux partenaires : on parle d’association à bénéfices réciproques.

Elle se caractérise par l’apparition de nouveaux caractères propres à la symbiose.

Des associations entre êtres vivants peuvent permettre à ceux-ci de modifier leur croissance (cas des mycorhizes), de produire de nouvelles molécules (cas des champignons des lichens), de produire de nouvelles structures (cas des champignons en symbiose avec des fourmis), de produire de nouveaux comportements (cas des anémones en symbiose avec des algues)

 Par ces associations, de la diversité phénotypique est créée alors que les génomes des êtres vivants impliqués ne sont pas modifiés.

Pb III : comment s’effectue la diversité à partir de l’apprentissage comportemental ou culturel?

III- DIVERSIFICATION DES COMPORTEMENTS ET DIVERSIFICATION DU VIVANT : TP 16

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  1. Acquisition d’un comportement nouveau chez le chimpanzé p 51
  2. Apprentissage du chant chez les oiseaux Chant pinson Poly

Chez les mammifères et les oiseaux, une diversification des comportements peut opérer sans modification du génotype.

Un comportement peut se transmettre de génération en génération dans une population par voie non génétique ( apprentissage par imitation) et être à l’origine de la diversification du vivant. (chants, utilisation d’outils…)

 

 

 

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