Sciences de la vie et de la Terre

TS-MÉCANISMES DE L’EVOLUTION (corrigé)

18 / 12 / 2007 | Liliane Grandmougin

Introduction : quels mécanismes moléculaires permettent-ils d’expliquer deux caractères dérivés importants acquis au cours de l’évolution des cordés ?

Doc.1 : Quand HoxL6 s’exprime dans l’arc mandibulaire, il n’y a pas de mandibule, s’il ne s’exprime pas, il y en a une.
Int : HoxL6 est un gène qui réprime le développement de la mâchoire. On peut donc supposer que chez les gnathostomes, ce gène est inefficace : il a été muté sur des cellules germinales (ou bloqué par un nouveau gène répresseur, ce qui revient au même).

Ccl : 1er caractère dérivé, conservé, permettant d’expliquer le passage des agnathes aux gnathostomes .

Doc. 2 : a : On apprend

  • qu’un seul gène, Tbx4/5 est responsable de la présence d’une nageoire impaire de chaque côté de l’animal
  • 2 gènes sont nécessaires pour avoir deux nageoires paires de chaque côté. Ce document seul ne permet que d’émettre l’hypothèse d’une duplication, mais on ne sait si les gènes sont apparentés.

b : On peut comparer les séquences proposées de 3 manières :

  • Comparaison de Tbx4 (ou Tbx5) de groupes différents : on remarque que le nombre d’acides aminés différents augmente de la Roussette au Danio puis au « groupe » Homme-Poulet. Ces différences reflètent l’éloignement génétique et ainsi une parenté de plus en plus grande. (1)
  • Comparaison de Tbx4 et Tbx5 (dans un même groupe) : leurs séquences sont très proches, quel que soit le groupe considéré : ils forment une famille multigénique et auraient divergé après duplication puis mutations germinales sur un gène ancestral. (2)
  • Comparaison de Tbx4/5 (un gène) avec Tbx4 et/ou Tbx5 (deux gènes) d’une même espèce : les 3 gènes ont des séquences très proches => il y a une parenté. Tbx4/5 étant présent chez des groupes apparus avant ceux possédant Tbx4 et5, serait proche du gène ancestral de Tbx 4 et Tbx5. Il aurait donc été dupliqué, ce qui confirme l’hypothèse du a. (3)

Conclusion : L’étude des deux types de gènes du développement permet de comprendre l’évolution des Chordés :

  • Une mutation germinale sur le gène HoxL6 (plus vraisemblablement sur un gène de son expression) l’empêche de s’exprimer dans l’arc mandibulaire des gnathostomes : ceux-ci développent une mâchoire.
  • Une duplication d’un gène ancestral proche de Tbx4/5, présent chez les céphalocordés et les agnathes, responsable de la présence d’une nageoire le long du corps, en 2 gènes Tbx4/5 (deux nageoires) mutés ensuite en Tbx4 et tbx5 permet de former 4 membres pairs chez les « Poissons » puis les tétrapodes.
  • D’autres mutations germinales ont ensuite augmenté les divergences entre groupes, chez les « poissons » cartilagineux, osseux, puis les tétrapodes (ici : Poulet, Homme). L’hypothèse de cette chronologie est donc confirmée. Il manque cependant l’étude des gènes expliquant le passage des céphalocordés aux chordés agnathes (squelette vrai).

Retour à l’exercice :
http://www.ac-creteil.fr/svt/Exo/ExoTS/cordes/evol_cordes.htm

 

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