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 ?

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 antéropostérieur. Des modifications de l’ordre d’expression de ces gènes ou des modifications de leurs territoires d’expression, ont des conséquences morphologiques importantes. 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 entraine une modification anatomique de l’organisme. Comme a pu le dire François Jacob (prix Nobel de médecine, 1965), l’évolution se comporte en « bricoleur », utilisant de manière variée des éléments communs présents dans une même boîte à outils.

cours commenté sur youtube :

Vidéos : 

A/ la polyploïdisation

Poly =plusieurs   ploïdi = 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).

L'allopolyploïdie : Lors d’une hybridation un des parents donne dans ses gamètes un lot de chromosomes non compatibles avec ceux de l'autre paretn d'une espèce différente. Lors de la première division de mitose de la cellule oeuf hybride, le doublement des chromosomes se fait mais la division cellulaire ne se fait pas car les chromosomes doubles formés  ne peuvent s’apparier. On se retrouve donc avec deux lots différents de  chromosomes doubles. Les chromatides se séparant, on obtiendra donc des paires de chromosomes provenant de deux lots différents. L'hybride sera alors fertile. Ces polyploïdes présentent donc des génomes différentes de ceux des espèces dont ils proviennent : ils exprimeront des caractères différents.

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

L'autopolyploïdie : 

Elle est souvent spontanée ou alors créée par l'hOmme pour ses besoins agricoles. Parfois dans une cellule germinale, une méiose débute, les chromosomes sont doublés mais la division ne s’effectue pas car le fuseau méiotique ne se forme pas. Les chromosomes néoformés ne sont pas séparés : il y a eu doublement accidentel de chromosome. Si plus tard une méiose reprend, comme chaque chromosome possède un double, la division sera possible et l'individu obtenu par autofécondation aura donc vu son génome doubler.

cours commenté sur youtube :

Vidéo :

B/ l’association de génome

L’association de deux espèces peut donner une espèce nouvelle.

Les chloroplastes, en raison de leur structure, seraient issus de cyanobactéries vivant en symbiose dans le cytoplasme de cellules eucaryotes ancestrales, on parle d’endosymbiose. Ces symbiotes sont devenus des organites : la cellule hôte profite des caractéristiques génétiques du symbiote et devient photosynthétique dans ce cas. C’est l’origine des différents groupes d’algues et des plantes terrestres. Les mitochondries, organites permettant l’oxydation du glucose et la libération d’énergie proviendraient de l’endosymbiose d’une protéobactérie.

  Les cryptophytes possèdent des mitochondries et des plastes à double membrane possédant eux-mêmes leur propre génome : ces organismes unicellulaires proviennent d’une double endosymbiose.

L’endosymbiose a été à l’origine d’une très forte diversification du vivant.

vidéo :

C/ les transferts horizontaux de matériel

Lors de la reproduction sexuée, du matériel génétique est transmis de manière verticale des parents aux enfants. Il existe des transferts de matériel dits « horizontaux » car ils ont lieu en dehors de toute filiation et s’effectue entre individus de la même espèce ou pas. Ces transferts ont été décrits pour la première fois en 1928 chez les bactéries par Griffith. C’est un des mécanismes expliquant la propagation du caractère « résistance aux antibiotiques ».

Il peut y avoir intégration par une cellule d’un fragment d’adn libre dans le milieu ou encore des transferts faisant intervenir des vecteurs comme certains virus. L’adn cellulaire humain contient 10 % d’ADN viral, le mais en contient 50%...

Chez les primates, le gène de la syncytine permettant la fusion des cellules embryonnaires, est issu d’un transfert horizontal avec le virus MPMV et a permis la formation d’un placenta plus efficace que celui des autres mammifères.

Ainsi, si les gènes transférés apportent un avantage aux individus qui les portent ( avantage sélectif), ils vont être conservés car transmis aux descendants créant ainsi un nouveau caractère.

vidéo : 

cours commenté sur youtube :

A/ Des associations entre être vivants

Symbiose = association durable et à bénéfice réciproque entre deux espèces.

Elle peut exercer une influence sur le phénotype de l’un ou des deux individus.

 Les mycorhizes (association symbiotique entre chpg et racines de végétaux), favorisent la croissance des deux partenaires de l’association. En développant un réseau de filaments connecté aux racines, le chpg favorise l’absorption racinaire en augmentant la surface d’échange de l’arbre avec le sol induisant une meilleur croissance. Le chpg quant à lui bénéficie de matière organique produite par la plante. 85% des végétaux développent des mycorhizes. Il existe des endomycorhizes où les filaments du chpg pénètrent dans les cellules des racines et des ectomycorhizes où le mycélium circule autour des cellules racinaires

Ainsi par l’association, de la diversité se manifeste sans pour autant que les informations génétiques des partenaires ne soient modifiées.

autres symbioses : nodosités, lichen, coraux et zooxanthelles..

vidéos :

cours commenté sur youtube :

B/ la transmission culturelle de comportements

1. Apparition d’un comportement et propagation rapide de celui-ci

Apparition = 1920 changement de la fermeture de la bouteille : bouchon remplacé par opercule plus facile à percer

Propagation = mimétisme, comportement donnant un avantage sélectif :la crème est riche en graisse permet aux mésanges de résister au froid, mimétisme intra spécifique et interspécifique car oiseaux espèces différentes partageant même milieu de vie (grandes villes) ont développé ce comportement dans les villes de Southampton au sud et au nord Sunderland.

2. Changement d’environnement : de 1920 à 1945 propagations du comportement entre les deux grandes villes, car augmentation des populations dans les villes, pression du milieu provoquant une migration des individus dans les petites villes voisines provoquant par mimétisme une  modification du comportement sur individus de même espèce mais de milieu voisin .

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 par 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.

cours commenté sur youtube :