1-A-2 DIVERSIFICATION GENETIQUE ET DIVERSIFICATION DES
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1-A-2 DIVERSIFICATION GENETIQUE ET DIVERSIFICATION DES ETRES VIVANTS Notions L'association des mutations et du brassage génétique au cours de la méiose et de la fécondation ne suffit pas à expliquer la totalité de la diversification génétique des êtres vivants : il existe d’autres mécanismes permettant de créer une grande diversité d’espèces et d’augmenter leur variabilité. Ces mécanismes peuvent être accompagnés ou non d’une diversification des génomes. 1. Certains mécanismes font intervenir une modification du génome par apport complet ou partiel du génome d’une espèce différente ou non. La polyploïdie ( apport complet de génome) correspond à la possession de plus de 2 jeux complets de chromosomes. Le génome modifié, s’il est conservé, est alors à l’origine de caractères nouveaux et donc d’une diversification du vivant. S’ils proviennent d’espèces différentes, l’appariement des chromosomes à la méiose ne peut se faire et l’hybride obtenu est stérile. Exemples : le croisement cheval/ânesse donne le bardot, jument/âne donne le mulet. Si un doublement accidentel des chromosomes suit l’hybridation, chaque chromosome possède un homologue, la méiose peut alors se dérouler normalement et la polyploïdie est transmissible. Chez les végétaux, l’autofécondation permet aussi de transmettre la polyploïdie. Si de telles variations du génome sont rares chez l’animal qui les tolère peu ou pas, elles sont courantes dans l’histoire évolutive des végétaux. Les transferts horizontaux de gènes (apport partiel de génome) d’un organisme à un autre, d’espèce différente, sans intervention de la reproduction sexuée responsable des transferts verticaux de gènes, enrichisse les génomes et sont à l’origine de caractères nouveaux. Ces transferts horizontaux de gènes sont très fréquents chez les bactéries et peuvent expliquer la propagation de leurs résistances aux antibiotiques. Ces transferts peuvent faire intervenir des vecteurs comme les virus. Le transfert de gènes peut avoir lieu lors de l’infection d’une cellule à l’autre. L’importance de ces transferts est difficile à évaluer chez les Eucaryotes pluricellulaires. On peut les déceler lors de l’étude d’arbres phylogénétiques contradictoires. Activités, supports 2. Les modifications de l’expression des gènes du développement peuvent entraîner une diversité de formes vivantes Les gènes du développement ou gènes homéotiques sont impliqués dans la mise en place des différents organes d’un organisme suivant un plan d’organisation. Ces gènes sont communs à de nombreux organismes. Ils dérivent donc de gènes ancestraux communs et ont été très conservés au cours de l’évolution. Au sein d’un groupe (exemple des canidés), ces gènes présentent peu de différences génétiques alors qu’il existe une grande diversité morphologique. Ceci s’explique par des modifications dans les régions de l’ADN régulatrices de l’expression des gènes. Ce sont des modifications dans la durée, la chronologie, l'intensité, le domaine d'expression de ces gènes communs impliqués dans le développement qui sont responsables de cette diversité morphologique Ces modifications expliquent aussi l’apparition de plans d’organisation différents au cours de l’évolution. 2. Certains mécanismes de diversification ne modifient pas les génomes Les associations entre organismes d’espèces différentes permettent de leur conférer de nouveaux caractères sans que leur information génétique soit modifiée. Si l’association est durable et apporte des bénéfices à chaque partenaire, c’est une symbiose. Ces associations existent aussi bien chez les animaux que chez les végétaux Ces associations s’influencent réciproquement et peuvent provoquer des modifications du phénotype sans modification des gènes - - Les mycorhizes sont des associations entre champignon et racines végétales. Les filaments du champignon constituent un réseau facilitant le transfert des éléments du sol à la plante qui lui fournit des glucides, produits de sa photosynthèse. Cette association favorise la croissance des 2 partenaires. Les lichens associent un champignon et une algue et présentent un phénotype et une production de substances lichéniques propres à l’association comme la pariétine de Xanthoria, pigment jaune protecteur solaire. L’association doit être généralement renouvelée à chaque génération. Les organismes partenaires en additionnant leur capacité occupent dans l’écosystème une place qu’aucun n’occuperait seul - Les coraux sont formés par l’association d’animaux fixés : les cnidaires qui capturent leurs proies grâce à leurs filaments urticants et d’organismes unicellulaires photosynthétiques. La disparition de ces derniers entraîne le blanchiment et la mort du corail. Les 2 espèces associées peuvent ainsi survivre dans les mers tropicales pauvres en proies et en éléments minéraux. L’acquisition non génétique de comportements nouveaux enrichit la biodiversité et peut influencer la sélection naturelle donc le cours de l’évolution. - - Surtout chez les populations de vertébrés, la transmission de certains comportements au cours des générations est culturelle. Cette acquisition s’effectue non par voie génétique mais par apprentissage par imitation au contact même des individus Le chant des oiseaux s’élabore en imitant celui des adultes. Chez les Primates, l’utilisation d’outils dans la recherche de nourriture, les techniques de chasse ou la reconnaissance de plantes nocives ou curatives résultent d’un apprentissage des jeunes. Au cours de leur histoire évolutive, les individus d’une même population n’acquièrent pas les mêmes comportements et donc se diversifient. Les oiseaux d’une même espèce peuvent avoir des chants qui diffèrent d’une région à l’autre et n’attirent donc pas les mêmes femelles. Dans l’espèce humaine, langage, écriture sont différents selon les régions du monde.
