ESSENTIEL 2 - Diversification des êtres vivants

THEME 1 : LA TERRE DANS L’UNIVERS, LA VIE ET L’EVOLUTION DU VIVANT
THEME 1 A : GENETIQUE ET EVOLUTION
ESSENTIEL 2
- Diversification des êtres vivants  Connaissances
La biodiversité se définit à la fois comme la diversité des écosystèmes à la surface du globe, celles des espèces et
enfin des individus au sein des espèces. L’association entre les mutations et le brassage génétique au cours de la
méiose et de la fécondation ne suffit pas à expliquer la grande diversité des organismes sur Terre. Il existe d’autres
mécanismes génétiques ou non, qui sont à l’origine d’une grande diversité d’espèces, mais aussi d’augmenter la
variabilité au sein de celles-ci.
Quels sont les processus de diversification des êtres vivants ?
I.
Modifications du génome et diversification du vivant
 Modification du développement
Chez les animaux, la combinaison de certains gènes s'exprimant dans une région donnée de l'embryon est un
élément-clé qui détermine le tissu ou l'organe qu'elle va former. Ces gènes sont qualifiés de gènes homéotiques ou
gènes du développement.
Les mêmes gènes du développement peuvent être présents chez différentes espèces, mais leur chronologie
d'expression, l'intensité de cette expression ou la localisation dans l’embryon de cette expression varie d'une espèce
à l'autre. Ces variations de l’expression de ces gènes se traduisent par des modifications des organes formés à l'issue
du développement embryonnaire.
Des modifications de l'expression de gènes du développement 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.
 Transfert de gènes entre espèces
Le génome de nombreux organismes comportent des gènes qui ont été hérités, au cours de l'évolution, à l'occasion
de transferts entre espèces très éloignés (virus et animaux, bactéries et champignons, etc.). Ces transferts de gènes
sont dits horizontaux, par opposition aux transferts de gènes dits verticaux, liés à la reproduction sexuée.
Les transferts de gènes horizontaux sont des événements très rares, mais à l'échelle de l'histoire de la vie, ils ont lieu
à de nombreuses reprises. S'ils apportent un avantage aux individus qui les portent, les gènes nouveaux acquis par
transfert horizontal sont favorisés par la sélection naturelle et peuvent se répandre chez tous les individus de l'espèce
concernée, qui acquiert de la sorte un nouveau caractère.
Les transferts de gènes entre espèces différentes participent donc à la diversification du vivant.
 Polyploïdisation
Alors que beaucoup d'espèces sont diploïdes, une espèce polyploïde se caractérise par la possession de plus de
deux jeux complets de chromosomes.
Il existe plusieurs mécanismes à l'origine d'une polyploïde. Par exemple, deux individus appartenant à des espèces
différentes peuvent s'hybrider : le descendant hérite donc d’un lot chromosomique de chaque parent. Comme ses
chromosomes proviennent de deux espèces différentes, ils ne sont pas homologues et l'appariement lors de la
méiose est impossible. Cela explique que les hybrides sont, en général, stérile. C'est un événement accidentel de
doublement des chromosomes suit une hybridation, chaque chromosome se retrouve un homologue. La méiose
redevient possible et la fertilité est rétablie. Ces polyploïdes présentes des génomes différents de ceux des espèces
proviennent de : ils exprimeront donc des caractères différents.
Les espèces peuvent également résulter directement d'une anomalie de la méiose sans croisement avec une autre
espèce. Cela augmente également ploïdie des descendants qui présentent des différences morphologiques et
physiologiques par rapport à leurs parents. C'est ainsi que la plupart des fruits vendus sont des organismes
polyploïdes bien plus gros que les parents sauvages qu'ils sont issus.
II.
Diversifications du vivant sans modifications des génomes
 Symbioses
Des individus appartenant à des espèces différentes peuvent vivre en association étroite. On appelle symbioses ces
associations qui bénéficient aux deux partenaires en interaction. Elle doit, le plus souvent, être renouvelée à chaque
génération.
En additionnant leurs capacités, les partenaires d'une symbiose occupent souvent une place dans l'écosystème
qu’aucun n’occuperait seul.
Les symbioses peuvent aussi être à l'origine de nouvelles fonctions.
Les symbioses sont donc un puissant moteur de la diversification du vivant.
 Transmission des comportements
Chez les animaux, surtout chez les Vertébrés, certains comportements peuvent être qualifiés de « culturels ». Ils
résultent d’une transmission au sein d’une société d’individus vivant en commun : les comportements ainsi transmis
ne sont pas déterminés génétiquement, mais appris au contact des congénères.
Un comportement peut donc se transmettre de génération en génération dans une population par voie non génétique
(apprentissage par imitation) et être à l’origine d’une diversification du vivant.
Termes importants :
Gène homéotique (ou gène du développement) : gène jouant un rôle important dans la mise en places d’organes
au cours du développement de l’embryon.
Hybridation : fécondation entre deux organismes d'espèces différentes.
Polyploïdisation : augmentation du nombre d'exemplaires des chromosomes dans un organisme.
Transfert horizontal de gènes : transfert de matériel génétique en dehors de toute filiation, entre individus de la
même espèce ou non.
Symbiose : Interaction à bénéfice mutuel entre deux êtres vivants appartenant à des espèces différentes.
 Capacités et attitudes :
I
Ex
Recenser des informations afin :
- d’étudier les modalités d’une diversification par modification du génome.
- d’étudier un exemple de diversification sans modification du génome.
Manipuler et expérimenter :
- utiliser un logiciel de traitement de l’information (ANAGENE) pour comparer des séquences de gènes
homéotiques chez différentes espèces
Manifester sens de l’observation, curiosité, esprit critique.