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