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TS Ch 2 - Diversification génétique et diversification des êtres vivants

, par Géofan

  • À côté des mutations et de la reproduction sexuée, existe-t-il d’autres mécanismes de diversification des génomes ?
  • Comment les mêmes gènes peuvent-ils être utilisés de manière différente et permettre une diversification des êtres vivants ?
  • Une diversification des êtres vivants est-elle possible sans modification des génomes ?

La biodiversité, telle que nous pouvons l’observer aujourd’hui, repose sur l’existence de multiples processus de diversification des êtres vivants. Certains de ces mécanismes font intervenir une modification des génomes, d’autres non.

I - D’autres mécanismes de diversification génétique

Il existe des mécanismes de diversification des génomes autres que les mutations et le brassage génétique résultant de la reproduction sexuée :

  • un événement accidentel de doublement des chromosomes, après une hybridation, produit un polyploïde qui possède un génome nouveau, et exprimera des caractères différents ;
  • des transferts horizontaux de matériel génétique entre individus, de la même espèce ou non, sont possibles en dehors de toute filiation. Un indice pouvant les révéler est la confrontation d’arbres de parenté contradictoires.

Un arbre phylogénétique traduit les relations de parenté entre des êtres vivants. Si l’on y fait figurer ces autres événements (polyploïdies, transferts horizontaux), cela devient un « réseau phylogénétique ».

Arbre phylogénétique du vivant (d'après Wikipédia)
Arbre phylogénétique du vivant (d’après Wikipédia)
Réseau phylogénétique du vivant avec le transfert horizontal des mitochondries et des plastes
Réseau phylogénétique du vivant avec le transfert horizontal des mitochondries et des plastes

II - Des modifications de l’expression des génomes

La plupart des animaux, même très éloignés phylogénétiquement, partagent des familles de gènes impliqués dans la construction de plans d’organisation différents. Ces gènes présentent de fortes homologies de séquences, preuve qu’ils dérivent de gènes ancestraux communs.
Des différences morphologiques entre des espèces proches peuvent résulter de variations dans la chronologie et l’intensité d’expression de gènes communs, plus que d’une différence entre ces gènes ; en revanche, les séquences régulant l’expression génétique sont modifiées.

III - Des diversifications sans modification des génomes

Une diversification des êtres vivants est aussi possible sans modification des génomes. Certaines associations entre êtres vivants peuvent conduire à une diversification : modification de la morphologie, synthèse de nouvelles substances, mise en place de nouvelles structures, modification de comportements (ex : les symbioses). Pour autant, les informations génétiques des partenaires ne sont pas modifiées.

Chez les vertébrés, le développement de comportements nouveaux, transmis d’une génération à l’autre par voie culturelle et non génétique, est aussi source de diversité (ex : chants d’oiseaux, utilisation d’outils).

Bilan : processus de diversification du vivant.

D’autres mécanismes de diversification des génomes existent : hybridations suivies de polyploïdisation, transfert par voie virale, etc.
S’agissant des gènes impliqués dans le développement, des formes vivantes très différentes peuvent résulter de variations dans la chronologie et l’intensité d’expression de gènes communs, plus que d’une différence génétique.
Une diversification des êtres vivants est aussi possible sans modification des génomes : associations (dont symbioses) par exemple.
Chez les vertébrés, le développement de comportements nouveaux,
transmis d’une génération à l’autre par voie non génétique, est aussi source de diversité : chants d’oiseaux, utilisation d’outils, etc.

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