Activité 2- Déterminer comment notre vision à base de trois couleurs s’est mise en place

1°- Rappeler quels sont les photorécepteurs impliqués dans la vision des couleurs. les cônes.

2°- D’après le document 1 p.40, quelle(s) molécule(s) permettent à ses cellules d’être sensibles à différentes longueurs

d’onde spécifiques. Les opsines, sensibles soit au bleu (cône « bleu »), soit au rouge (cône « rouge »), soit au vert (cône

« vert »).

Ces molécules sont des protéines. Elles sont constituées à partir d’acides aminés. Il existe une vingtaine d’acides aminés différents. Par analogie, si une protéine équivaut à un collier de perles, un acide aminé correspond à une perle. Pour fabriquer « ces colliers » ( ces protéines), les êtres vivants disposent d’une vingtaine de sortes de perle. La synthèse (=fabrication) d’une protéine est toujours codée par un gène.

3°- Quels sont les gènes qui codent pour chacune de ces protéines et par quelles paires de chromosomes sont-ils portés ? Gène B code l'opsine « bleue »/ sur paire de chromosomes 7 –Gènes R code l'opsine « rouge » et gène V code l'opsine

« verte » /sur chromosome X de la paire de chromosomes sexuels.

4°- Rappeler de quoi sont constitués les gènes. un fragment de la molécule d’ADN, composé d’une séquence ordonnée de

nucléotides.

L’étude des gènes codant ces molécules ainsi que certaines de ces molécules chez différentes espèces de Primates permet d’établir le degré de parenté entre ces différentes espèces de Primates. Ainsi plus les séquences de nucléotides des gènes codant des protéines similaires présentent de similitudes, autrement dit plus il y a de nucléotides identiques placés à la même position de la molécule chez deux espèces différentes, plus ces deux espèces sont proches.

Donc, plus les séquences d’acides aminés des protéines correspondantes présentent de similitudes, autrement dit plus il y a d’acides aminés identiques placés à la même position de la molécule chez deux espèces différentes, plus ces deux espèces sont proches.

Les résultats des comparaisons sont indiqués généralement dans un tableau appelé « matrice des similitudes » ou « matrice des

différences » (logiciel phylogène). Il faut donc bien lire le titre du document !

5°- Etablir les relations de parenté entre l’Homme et certains autres Primates.

Le tableau ci-dessous présente l’équipement génétique relevé chez quelques Mammifères.

Espèces Gène R codant l'opsine (L)

sensible au rouge

Gène V codant l'opsine (M)

sensible au vert

Gène B codant l'opsine (S)

sensible au bleu

Homme présent présent présent

Saïmiri présent absent présent

Souris absent présent présent

Macaque présent présent présent

Chimpanzé présent présent présent

TABLEAU RECAPITULANT L’EQUIPEMENT GENETIQUE LIE A LA VISION DES COULEURS DE PRIMATES ET DE LA SOURIS.

a- D’après ce tableau, quels sont les animaux qui sont les plus proches les uns des autres ? Expliquer votre

raisonnement. L’Homme, le Macaque et le Chimpanzé partagent les 3 types de gènes étudiés, tandis que la Souris

et le Saïmiri n’en possèdent que deux et pas les mêmes. Donc l’Homme, le Macaque et le Chimpanzé sont les plus

proches.

b- On dit que la vision de l’Homme est trichromatique. De quel adjectif pourrait-on qualifier la vision des Saïmiris ?

Dichromatique.

c- D’après le tableau ci-dessus, la séquence de nucléotides de quel gène serait-il logique d’étudier et de comparer

chez ces différentes espèces, afin d’affiner leurs relations de parenté. Le gène B, car seul gène en commun.

d- Cette comparaison a été réalisée à l’aide du logiciel Anagène. Voir doc. 2 p. 41.

D’après ce document et en expliquant votre raisonnement, classer les espèces en fonction de leur degré de parenté,

par rapport à l’Homme. Homme Chimpanzé (99,8% de nucléotides identiques) Macaque (96,9% similitudes) Saïmiri

(93,7% similitudes) Souris (86,5% similitudes). Plus il y a de similitudes entre les séquences de 2 espèces plus ces

espèces sont proches.

e- Comparer les séquences d’acides aminés des opsines sensibles au bleu à l’aide du logiciel phylogène.

Lancer le logiciel Phylogène

Sélectionner en bas de la fenêtre la collection « Archontes (Primates) Ok.

Dans le menu Fichier, cliquer sur Ouvrir Tableau de séquences Opsine-bleue.aln Ouvrir (bouton)

Dans le tableau qui s’affiche en bas, apparaissent les séquences d’acides aminés des opsines bleues de plusieurs espèces. Chaque lettre désigne un acide aminé particulier (parmi les 20 existants). En rouge, ce sont les acides aminés identiques et en noir, les acides aminés différents.

Sélectionner les séquences à comparer : celles des opsines bleues produites par le Saïmiri, l’Homme, le

Chimpanzé, la Souris et le Macaque.

Cliquer sur le bouton « Matrice des distances ». (= matrice des différences)

Vérifier le nombre d’acides aminés différents indiqués entre les séquences de l’opsine bleue produites par

la Souris et le Macaque. Pour vous aider, surligner la séquence de la Souris.

Recopier la matrice des différences obtenue dans le tableau ci-après.

TITRE : MATRICE DES DIFFERENCES ENTRE LES SEQUENCES D’ACIDES AMINES DE L’OPSINE SENSIBLE AU BLEU DE 4 PRIMATES

Indiquer quelles sont les espèces les plus proches des Saïmiri (en jaune dans le tableau) ? Quelle est l’espèce la plus

éloignée ? (en rose dans le tableau)

Classer toutes ces espèces de la plus proche à la plus éloignée de l’Homme. Comparer cette réponse avec la réponse

5a. Chimpanzé / Macaque / Saïmiri/ souris . Elle est plus précise que la réponse 5a, mais c'est le même classement que

celui proposé en 5d (étudier le gène B chez plusieurs espèces ou la protéine correspondante chez plusieurs espèce donne

le même résultat!)

Cliquer sur le bouton « Arbre ». Recopier et titrer l’arbre de parenté obtenu.

Arbre de parenté entre 4 espèces de Primates

Comparer l’organisation de l’arbre avec votre réponse précédente. voir réponse ci-dessus.

En plus ! Voici un autre arbre des parentés entre Primates.

ARBRE DE PARENTE ENTRE 4 ESPECES DE PRIMATES

Dater approximativement l’apparition de la trichromatie, en expliquant votre raisonnement. La trichromatie serait

apparue il y a environ et au moins 22Ma Puisque l'ancêtre commun au macaque, au Chimpanzé et à l'Homme (le n°2)

présente les 3 gènes B,R,V alors que celui qu'ils partagent avec le cebus (le n°1) n'en possède que deux (B et R).

Saïmiri Homme Chimpanzé Souris Macaque

Saïmiri 0 26 26 48 26

Homme

0 0 45 12

Chimpanzé

0 45 12

Souris

0 48

Macaque

0

Ech

elle

de t

em

ps (

en

Ma)

ancêtre commun 1

ancêtre commun 2

ancêtre commun 3