Sciences et vie de la terre

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La dynamique du génome est donc un facteur clé de la diversification des êtres vivants et de l’évolution de ces derniers. Nous avons pu constater aussi qu’il existe bien des mécanismes de diversification autre que ceux impliquant des mutations et la reproduction sexuée. Par exemple il existe des hybridations suivies de polyploïdisation ou bien des transferts de gènes entre espèces différentes. Nous avons pu voir qu’il existait aussi une diversification sans modification du génome : ex : la symbiose. Chez les vertébrés, le développement de comportements nouveaux transmis d’une génération à l’autre par voie non génétique est aussi source de diversité : le chant d’oiseau.

Pratique du raisonnement scientifique et de l’argumentation :

Exercice 1 :

Dans cette exemple, on étudie la transmission de deux caractères, chaque caractère étant gouverné par un gène (un couple d’allèles).

Dans cet exemple, les individus de la génération parentale sont de lignée pure, c’est-à-dire homozygotes pour les deux gènes considérés.

Le F1 est homogène (1 seul phénotype). Les deux parents étant homozygotes, les femelles à l’abdomen uni et au thorax portant des soies ont transmis, par l’intermédiaire de leurs gamètes, les deux allèles responsables de ces caractères. Il en est de même pour les mâles à l’abdomen rayé et au thorax dépourvu de soies.

Les individus de F1 possèdent donc 4 allèles : l’allèle responsable de l’abdomen uni et l’allèle responsable de l’abdomen rayé, pour le premier couple d’allèles. Et l’allèle codant pour un thorax avec soies et celui codant pour un thorax sans soies, pour le second couple d’allèles. Or, dans les phénotypes des individus F1, un seul allèle de chaque couple s’exprime : il s’agit des allèles dominants notés u+ (pour l’abdomen uni) et s+ (leur thorax porte des soies). Les allèles mutés seront donc représentés par u (abdomen rayé) et s (absence de soies).

Les génotypes des deux parents seront (u+ // u+ ; s+ // s+) et (u // u ; s//s).

Les gamètes qu’ils reproduisent sont de génotypes (u+ ; s+) pour l’un et (u ;s) pour l’autre. Les individus F1, issus de la rencontre de ces gamètes, on donc pour génotype (u+ // u ; s+ // s).

Exercice 2 :

Hypothèse de scénario :

L’épinoche à trois épines est un poisson qui vivait uniquement en eau profonde. Elle possédait une nageoire pelvienne épineuse proéminente. D’après le document 1, il y a 20 000 ans, lors de la fonte des glaces, les lacs d’Amérique du nord se sont formés. On y retrouve aujourd’hui dans épinoches, donc en eau peu profonde, avec des nageoires pelviennes atrophiés et sans épines.

On nous dit que les longues épines pelviennes protègent des poissons carnivores mais, en eau peu profonde elles constituent un inconvénient car les larves de libellules, qui se nourrissent des alevins, peuvent s’y agripper.

Je pense donc que les gènes codant pour cette nageoire sont homéotique. Ce sont des gènes de développement. Au cours du développement, ils dirigent, ici par exemple, la formation d’une nageoire sans épines pour les épinoches lacustres car celle-ci les handicape.

Le document 2 nous confirme bien que les nageoires développées avec épines est l’allèle dominant. Les nageoires pelviennes atrophiées est bien l’allèle muté.

Le document 3 nous prouve bien que ces nouveaux gènes sont conservés au cours de l’évolution chez certains organismes. L’épinoche lacustre ne va plus transmettre les gènes codant pour une nageoire pelvienne avec des épines.

Pour conclure, on peut donc constater qu’une mutation sur un gène homéotique peut être à l’origine de modifications phénotypiques.