D'autres mécanismes de diversification

Mutations, méiose et fécondation, expliquent en grande partie la diversité génétique des êtres vivants. Cependant d’autres processus de diversification des êtres vivants existent. Quels sont-ils ?

I Diversification et gènes de développement

A/ Gènes de développement et plans d’organisation

Les gènes homéotiques responsables de l’identité des segments d’un embryon, déterminent la mise en place des organes le long d’un axe antéro-postérieur. Des modifications de l’ordre d’expression de ces gènes ou des modifications de leurs territoires d’expression, ont des conséquences morphologiques importantes. Ex :  chez le serpent, l’augmentation du territoire d’expression du gène Hox C8 aboutit à l’absence de formation de membres antérieurs. Les gènes homéotiques possèdent de fortes homologies de séquence même chez des groupes très éloignés, preuves qu’ils dérivent de gènes ancestraux.  

B/ Gènes de développement et différences morphologiques

Des différences de morphologie entre espèces proches peuvent résulter de variations dans la chronologie et l’intensité d’expression de gènes communs. Chez le pinson, c’est l’intensité et la durée d’expression des gènes Bmp4 impliqués dans la croissance du bec qui varient, créant ainsi une multitude de formes différentes.

Ainsi la durée des différentes phases de développement peut être modifiée (allongées ou raccourcies voire disparues) et par conséquent la taille ou les proportions de  l’organisme pourront être différentes. Exemple, les chiens adultes présentent des caractères observés chez les loups au stade juvénile (oreilles tombantes, cerveau structuré comme celui d’un louveteau de 4 mois).

Toute mutation sur les séquences d’adn contrôlant l’expression des gènes homéotiques entraîne une modification de l’organisme. 

Gènes de développement : 

source : Genes hox.jpeg, via wikimédia commons, CC-BY-4.0http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0010820
Author Stefanie D. Hueber, Georg F. Weiller, Michael A. Djordjevic, Tancred Frickey, 

II Diversification et polyploïdisation

Poly =plusieurs   ploïdie = nbre de chromosomes : donc polyploïdisation = évènement qui augmente le nombre de chromosome

Une espèce polyploïde se caractérise par la possession de plus de deux jeux complets de chromosomes. Ceux-ci peuvent avoir pour origine la même espèce (autopolyploïde) ou des espèces différentes (allopolyploïde).

Lors d’une hybridation, le descendant hérite de chaque parent, d’un lot de chromosomes qui ne trouvent pas leur homologue : la méiose est donc impossible car l’appariement est impossible. Cet individu hybride est alors stérile. Parfois dans une cellule germinale ( à l’origine des gamètes), une méiose débute : les chromosomes sont doublés.Mais si la division ne s’effectue pas car le fuseau méiotique ne se forme pas ( accident), les chromosomes néoformés ne sont pas séparés : il y a eu doublement accidentel de chromosome. Si plus tard une méiose reprend dans cette même cellule, comme chaque chromosome possède un double, la division sera possible et la fertilité sera rétablie. Pour que cet évènement soit à l'origine de l'apparition d'une nouvelle espèce par  autopolyploïdisation, il doit obligatoirement y avoir une autofécondation car les gamètes ayant subi une méiose anormale à l'origine d'un doublement les chromosomes ne seront pas compatibles avec les gamètes d'individus de la même espèce n'ayant pas subi de méiose anormale. En réalisant une autofécondation on réunit des gamètes dont le nombre de chromosomes a doublé, créant ainsi une cellule- oeuf au caryotype doublé.

Ces polyploïdes présentent donc des génomes différentes de ceux des espèces dont ils proviennent : ils expriment des caractères différents.

Exemple de polyploïdisation dans une cellule germinale suivie d’une fécondation :

source :Polyploidization.svg Domaine publique via wikimédia commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Polyploidization.svg

C’est un phénomène fréquent dans le monde végétal (70% des plantes à fleurs ou angiospermes ont eu un événement de polyploïdisation dans leur histoire évolutive) mais plus rare dans le monde animal.

III Diversification et transmission culturelle de comportements

Chez les animaux, certains comportements « culturels » ne sont pas déterminés génétiquement, mais appris au contact des congénères (mis en évidence chez les oiseaux, les singes, les cétacés, les rats, les bourdons).

C’est le cas du chant des oiseaux qui s’ils sont élevés sans adultes, présentent un chant déstructuré comportant certains motifs caractéristiques de l’espèce mais incomplètement associés. Des oisillons élevés en présence d’adultes d’une autre population ne chanteront pas le chant de leur groupe mais de celui du groupe d’adoption.

De même, les singes apprennent à reproduire une action en observant la manière dont les congénères la réalisent. Dans un premier temps, l’apparition d’un nouveau comportement est suivie de l’observation de celui-ci par un individu de la même génération. L’apprentissage aux jeunes se fait ensuite avec des individus plus âgés expérimentés.

Un comportement peut donc se transmettre de génération en génération dans une population par voie non génétique et peut être à l’origine de la diversification du vivant.

Diversification et gènes de developpement # 1 - SVT Terminale S - Mathrix

Diversification et Polyploïdisation #2 - SVT Terminale S - Mathrix

Diversification et Transmission Culturelle #6 - SVT Terminale S - Mathrix