Sciences et vie de la terre

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Question de synthèse :

    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 du génome, d’autres non. Nous allons donc montrer qu’il existe des mécanismes de diversification des génomes autres que ceux impliquant les mutations sur des gènes de structure et la reproduction sexuée. Nous verrons dans un premier temps la dynamique du génome,  et ensuite les mécanismes de diversification des êtres vivants autres que les mutations et la reproduction sexuée.

    Lors de la reproduction sexuée, la rencontre au hasard des gamètes lors de la fécondation construit de nouvelles combinaisons alléliques et amplifie la diversité potentielle des génotypes. La variation génétique entre les individus d’une population constitue donc sur le long terme un moteur de l’évolution.

Des remaniements chromosomiques, des duplications de gènes, des duplications du génome, mais également des transferts horizontaux de gènes, c’est-à-dire d’une espèce à une autre, contribuent à la diversification génétique du vivant.  Il est possible que des erreurs surviennent lors de la formation des gamètes et elles peuvent générer des anomalies, que ce soit sur le plan du nombre de chromosomes ou de la structure de chromosomes. Des remaniements de structure existent aussi, (translocation, inversion, délétion, duplication) et se traduisent par des fragments de chromosomes manquants ou supplémentaires. Ils ont joué un rôle majeur dans l’émergence de la lignée humaine à partir du dernier ancêtre commun.

La complexité d’un génome à un moment donné est le fruit d’une évolution passée et la probabilité d’une évolution future. Le génome doit donc être saisi dans une perspective dynamique.

   Nous avons vu à quel point la dynamique du génome est importante à la diversification du vivant, montrons maintenant, qu’il existe une diversification génétique très varié.

    Des regroupements de gènes issus de lignées différentes dans une même lignée ont contribué à la diversification du vivant. Un évènement accidentel de doublement de chromosomes, après une hybridation, produit un polyploïde qui possède un génome nouveau et exprimera des caractères différents. Des gènes peuvent également être transmis d’un organisme d’une espèce à un autre organisme d’une autre espèce : ex : la limace de mer est un animal ayant acquis les gènes d’une algue.

Il existe aussi une diversification du vivant sans modification du génome.

Des mécanismes de coopération entre espèces existent. Ainsi, la symbiose, association durable entre deux organismes d’espèces différentes et qui est bénéfique à chacun d’eux, permet la colonisation de milieux extrêmes. Elle conditionne même à l’existence de certains écosystèmes. L’endosymbiose, est une symbiose où l’un des partenaires vit dans les cellules de l’autre. La présence de mitochondries et de chloroplastes dans les cellules eucaryotes serait la conséquence d’une endosymbiose. Chez les vertébrés, le développement de comportements nouveaux transmis d’une génération à l’autre par voie non génétique est source de diversité. Ainsi, chez les chimpanzés mais également chez les orangs outans, des études ont montré que des différences dans les phénotypes comportementaux sont transmises par apprentissage social. Ces deux phénomènes complètent et enrichissent la théorie de l’évolution.

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