PLUSDEBONNESNOTES.COM

30 octobre 2017 Créé par : plusdebonnesnotes

Corrigé, énoncé 3, exercice de type 2.2 sur la diversification du vivant

Diversification du vivant

1

Corr

igé,

éno

ncé

3, e

xerc

ice

de ty

pe 2

.2 s

ur la

div

ersi

ficat

ion

du v

ivan

t | 3

0/10

/201

7

Corrigé, énoncé 3, exercice de type 2.2 sur la diversification du vivant

Diversification du vivant

ENONCE

CORRECTION REDIGEE DETAILLEE Les mécanismes connus de la diversification du vivant sont la mutation génétique ainsi que le brassage

génétique réalisé à chaque génération par la méiose et la fécondation. Ceux-ci se font de manière régulière et aléatoire et impose une diversification lente des espèces. Il existe d’autres processus de diversification qui permettent aux espèces d’évoluer beaucoup plus rapidement, il peut se produire des modifications des gènes particuliers, ceux qui contrôlent le développement embryonnaire. Le cas du poisson tétra mexicain est un

2

Corr

igé,

éno

ncé

3, e

xerc

ice

de ty

pe 2

.2 s

ur la

div

ersi

ficat

ion

du v

ivan

t | 3

0/10

/201

7

exemple d’évolution rapide. En effet, certains de ces poissons sont aveugles tandis que d’autres ont des yeux parfaitement fonctionnels et sont donc capables de voir. Dès lors on peut se demander quel est ou quels sont le ou les mécanismes qui permettent d’expliquer cette différence. On peut également se demander si ces différences sont suffisamment importantes pour que les deux types de poissons constituent deux espèces différentes. Dans cette perspective, nous allons d’abord montrer que les deux types de poissons appartiennent bien à la même espèce, puis dans un second temps, nous démontrerons que c’est l’expression d’un gène du développement qui explique la différence de phénotype entre les deux espèces.

Dans le document 1 on effectue deux croisements. Le premier croisement se fait entre deux espèces qui vivent dans les grottes et qui n’ont pas de yeux. Le croisement s’effectue entre un poisson cavernicole provenant de la grotte Tinaja et un autre poisson provenant de la grotte Molino. Le document nous apprend que la progéniture issue de ce croisement est parfaitement viable et fertiles. De même le croisement entre un poisson de surface (qui a des yeux) et un poisson cavernicole (qui n’a pas de yeux) donne également naissance à un poisson parfaitement fertile et viable. Or, nous savons qu’une espèce est l’ensemble des individus qui peuvent donner naissance à des individus viables et fertiles. On en déduit donc que les poissons vivant dans les grottes ainsi que ceux qui vivent à la surface font partie de la même espèce.

L’analyse des autres documents, à savoir le document 2 et 3, nous suggère que l’origine de cette différence entre individus d’une même espèce a pour origine une différence au niveau des gènes qui contrôlent la mise en place des organes, c’est-à-dire au niveau des gènes qui contrôlent l’embryogénèse. En effet, nous voyons dans le document 2a que dans les trois premiers jours de développement embryonnaire, les poissons de surface et les poissons cavernicoles sont quasiment identiques. En revanche à partir du troisième jour les poissons de surface voient leurs yeux apparaître alors que les poissons cavernicoles n’ont pas de yeux. Le document 2b va dans le même sens. En effet, nous y voyons que pendant les 20 premières heures du développement embryonnaire, l’évolution de l’embryon est parfaitement identique que ce soit chez le poisson cavernicole ou le poisson de surface. Ce n’est qu’après que le poisson cavernicole voit son « pré-œil » régresser et disparaître alors que ce dernier se développe normalement chez le poisson de surface. Ces éléments nous montrent que chez le poisson cavernicole, les yeux devraient se former mais un gène qui contrôle la mise en place des caractères empêche l’établissement des yeux chez ce poisson.

Dans le document 3 on réalise deux expériences. La première expérience nous montre que trois gènes interviennent dans l’embryogénèse des poissons : dlx3b, pax2a ainsi que shh. On y apprend que c’est la zone d’expression du gène shh qui est différente suivant que le poisson soit cavernicole ou de surface. En effet la zone d’expression du gène shh pour le poisson cavernicole est légèrement plus importante. Lorsqu’on injecte l’ARNm issu des gènes des poissons cavernicoles dans l’œil l’embryon des poissons de surface, on obtient un poisson qui n’a pas de yeux. Or nous savons que c’est l’ARNm qui lorsqu’il est traduit dans le cytoplasme des cellules permet la synthèse des protéines, ici en l’occurrence la protéine sonic Hedgehog. On en déduit que c’est bien le gène shh (gène qui contrôle l’embryogénèse) qui est responsable de la non apparition des yeux chez les poissons des grottes.

Finalement, la différence constatée entre les poissons des grottes et les poissons des surfaces est mise en place pendant l’embryogénèse au bout de 20 heures. Cette différence est due à la synthèse d’une protéine sonic Hedgehog chez le poisson cavernicole. La synthèse de cette protéine est possible en raison d’un gène : le gène shh dans la zone d’expression est différente chez les deux types de poissons. C’est donc un caractère nouveau qui est apparu chez des poissons d’une même espèce. La modification d’un gène qui contrôle l’embryogénèse est donc un autre moyen beaucoup plus rapide pour diversifier une espèce en quelques générations. Il suffit juste que l’innovation apportée par ce changement soit utile dans la survie ou dans la reproduction de cette espèce, c’est-ce que l’on appelle la sélection naturelle.