Polyploïdisation : multiplication du nombre de chromosomes d’un individu, suite à une anomalie de méiose.( augmentation du nombre de chromosomes par lot ou du nombre de lots)

Activité 9 : Les conséquences évolutives des accidents de la méiose

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Famille multigénique : ensemble de gènes issus d’un même gène ancestral, qui a pu être dupliqué, transloqué (déplacement sur un autre chrosomome ) et/ou muté.

Bilan n°7 : Des anomalies peuvent survenir au cours de la méiose : crossing-over inégal ; migrations anormales de chromosomes ou chromatides au cours des divisions de méiose…

Ces accidents, souvent létaux (trisomies, monosomies …), engendrent parfois une diversification importante des génomes et jouent un rôle essentiel dans l’évolution biologique. Voici deux exemples :

1. Un crossing-over inégal aboutit parfois à une duplication (copie) de gènes. Les gènes dupliqués peuvent obtenir de nouvelles fonctions par accumulation de mutations, ce qui est à l’origine des familles multigéniques.

2. Des lots entiers de chromosomes peuvent ne pas se séparer lors de méiose, aboutissant à une POLYPLOÏDISATION créant ainsi de nouvelles espèces (barrières de reproduction génétique entre populations)

III. La complexification des génomes : transferts horizontaux et endosymbioses

A – Découverte, mécanisme et impact évolutif

Activité 10 : Des transferts horizontaux

Bilan n °8 : Les transferts horizontaux de gènes permettent des échanges génétiques entre organismes non nécessairement apparentés :

- Ils reposent sur l’universalité de la composition et de la structure de l’ADN, le nouveau caractère peut être exprimé.

- Ils se font par des processus variés (vecteurs viraux, conjugaison bactérienne, transformation…)

- Ils sont fréquents

- Ils ont un impact évolutif très important sur les populations, les écosystèmes. Ils peuvent entraîner notamment la résistance aux antibiotiques des bactéries qui est un problème important en santé humaine. Mais aussi, ces transferts peuvent être contrôlé par l’homme au travers d’application de biotechnologique (création d’organisme génétiquement modifié).

L’ADN transmis peut-être un plasmide (molécule circulaire située dans le cytoplasme indépendant du chromosome bactérien), on parlera d’hérédité cytoplasmique pour qualifier la transmission de caractère par plasmide.

Une fois intégrés dans l’organisme, ils sont transmis ensuite verticalement aux générations suivantes.

B. Du transfert horizontal…à une transmission verticale :

TP ECE type 1 Activité 11 : Même les animaux ont des chloroplastes

Activité 12 : Endosymbiose ou la domestication des bactéries par les eucaryotes !

Bilan n ° 9 : L’endosymbiose est une théorie qui propose que certains organites comme les mitochondries et chloroplastes proviennent d’une symbiose initiale entre proto-eucaryote qui aurait phagocyté une cellule (bactérie ou eucaryote).

Les endosymbioses, fréquentes dans l’histoire des eucaryotes, jouent un rôle important dans leur évolution ;

Elles font l’objet d’une transmission :

- Horizontale : Le génome des endosymbiotes régresse et est partiellement transféré dans le noyau des cellules hôtes.

- Verticale : Cet ADN sera ensuite transféré par hérédité nucléaire.

Alors que les endosymbiotes le seront via le cytoplasme des gamètes = hérédité cytoplasmique.

IV – Une évolution des génomes inéluctable au sein des populations.

Rappel sur l'évolution & QCM Le modèle d’Hardy-Weinberg

---) VIDEO HW

---) VIDEO Rappel Evolution 1

---) VIDEO rappel Evolution 2

Activité 13 : La vie équilibrée ? C’est contre-évolutif !

Bilan n ° 10

Dans les populations eucaryotes à reproduction sexuée, le modèle théorique de Hardy-Weinberg prévoit la stabilité des fréquences relatives des allèles dans une population. Mais, dans les populations réelles, différents facteurs évolutifs empêchent d’atteindre cet équilibre théorique :

- L’existence de mutations aléatoires diversifiant les allèles.

- De forces évolutives exerçant un tri :

o Par sélection naturelle en fonction du caractère favorable ou défavorable des mutations. Une innovation génétique aléatoire peut être avantageuse pour la vie de l’individu dans un environnement donné. Dans la population et dans cet environnement, les individus porteurs de cette innovation auront donc une probabilité plus grande de se reproduire et de transmettre leurs allèles à la descendance. Ainsi, la fréquence de cette innovation augmente au sein de l’espèce et modifie la biodiversité.

o Par sélection sexuelle, certains caractères, mais aussi la communication interindividuelle peuvent contribuer à la SELECTION entre partenaires (majoritairement faite par les femelles).

Ici les caractères/comportements favorisant la reproduction (mais pas forcément avantageux en termes de survie) se transmettront préférentiellement aux générations suivantes.

o Par dérive génétique dans une population limitée, (une innovation neutre peut se propager au cours des générations dans une population de faible effectif par le biais du hasard).

Activité 14 : Un nouveau regard sur la notion d’espèce

Bilan n ° 11 : Les populations subissent continuellement les mécanismes de l’évolution, associé à l’instabilité de l’environnement biotique et abiotique, une différenciation génétique se produit obligatoirement au cours du temps.

Cette différenciation peut conduire à limiter les échanges réguliers de gènes entre différentes populations. Cet isolement reproducteur a conduit à la formation de nouvelles espèces : il y a eu spéciation

QCM & SB des mécanismes de l’évolution

---) VIDEO 1

---) VIDEO 2

Schéma bilan

V. D’autres mécanismes contribuent à la diversité du vivant

Activité 15 : Les mécanismes non génétiques de diversification du vivant

Bilan n ° 12 :

La diversification phénotypique des êtres vivants n’est pas uniquement due à la diversification génétique. D’autres mécanismes interviennent :

●Associations d’individus non transmises par hérédité nucléaire (parasitisme ou symbioses ; cas du microbiote acquis…) ;

●Recrutement de composants inertes du milieu qui modulent le phénotype (constructions, parures…).

●Les comportements acquis peuvent être transmis d’une génération à l’autre par apprentissage et constituer une source de diversité : chant des oiseaux, utilisation d’outils …

Comme toutes ces variations ont des composantes héréditaires, ces traits sont susceptibles d'évoluer dans le temps par l'effet de la sélection naturelle ou de la dérive (apparition nouveaux traits puis sélection ou contre-sélection), et donc de participer à l'évolution.

L’évolution culturelle influence l’évolution biologique.

Phénotype étendu : Concept selon lequel le phénotype ne doit pas être limité au seul résultat de l’expression des gènes mais étendu à toutes les manifestations qui en découlent comme le comportement de l’individu dans son environnement

ECE : génétique & Evolution Diversification par apprentissage

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