Des mécanismes qui assurent la diversification sans modifier le génome

  Atelier 5 : Des mécanismes, qui assurent la diversification sans modifier le génome

Certains processus de diversification du vivant n’impliquent pas de modifications des génomes. C’est le cas par exemple, lors des symbioses qui  sont des association biologiques, durables et réciproquement profitable, entre deux organismes vivants.

Nous allons vous expliquer, durant cet exposé, comment les symbioses peuvent générer la diversité phénotypique, sans pour autant modifier le génome.

1.       L’exemple des mycorhizes

On va s’intéresser dans un premier temps, à l’exemple des mycorhizes. Comme dit

précédemment,  les symbioses sont des associations qui bénéficient aux deux partenaires

en interaction.

Les mycorhizes sont tout simplement des symbioses entre un champignon et les racines d’une plante.

On peut par exemple prendre le cas de la coulemelle et du pin représenté sur le doc 3. Ce schéma représente les échanges entre une plante et un champignon vivant en symbiose. On remarque que le réseau de filaments que possèdent le champignon va se fixer sur les racines d’une plante, ici le pin. Par ce mécanisme la coulemelle, donc le champignon, va grâce à son réseau, explorer le sol, et transférer des éléments minéraux à la plante. Il va recevoir de cette dernière des glucides fabriqués par photosynthèse.

En additionnant leurs capacités, les partenaires d’une symbiose occupent souvent une place dans l’écosystème qu’aucun n’occuperait seul.

On remarque d’ailleurs sur le doc 2, une différence de masse nettement observable entre les plantes mycorhizées et non mycorhizées.

On peut prendre en exemple le maïs doux qui à une masse moyenne de 166,5 g en vivant en symbiose contre 45,5 g en étant une plante non mycorhizée ou les tomates avec une masse de 174.6 g en vivant en symbiose contre une masse de 71g en étant une plante non mycorhizée. Les plantes mycorhizées ont eu un apport en minéraux conséquent grâce au mécanisme de symbiose. Elles ont ainsi un apport en nutriments plus important par rapport aux plantes non mycorhizées.

Ici ces différences de masse entre les plantes sont une représentation de la diversité assurée par des mycorhizes sans pour autant modifier le génome. Cette association est bénéfique à chacun des organismes.

La plupart des plantes exploitent les nutriments du sol grâce à des symbioses avec des champignons mycorhiziens qu’elles nourrissent en retour. Cela va permettre à certaines plantes de s’adapter à des sols pauvres ou toxique.

2.       L’importance écologique et évolutive des symbioses

Les symbioses peuvent aussi être à l’origine de nouvelles fonctions, comme l’assimilation de l’azote atmosphérique  par les plantes légumineuses vivant en symbiose avec certaine bactéries. Par exemple les bactéries vivant et se nourrissant dans les racines des légumineuses (comme le trèfle) vont transformer l’azote atmosphérique en azote assimilable par les deux partenaires. Ce métabolisme, qui fait de cette symbiose un “engrais vert”, ne peut se faire que si les bactéries se trouve dans les plantes donc que s’ils vivent en symbiose. 

Mais la symbiose n’est pas réservée au monde végétal seul ; elle opère également entre des

espèces animales. Par exemple, beaucoup d’herbivores comme la vache ne digèrent pas l’herbe qu’elles ingèrent, ce sont des

microorganismes vivant dans leur tube digestif qui s’en chargent. En effet, ces derniers se

nourrissent de cette herbe, tandis que la vache digère une fraction de ces microorganismes.

Cette association symbiotique, nous dit Marc-André, est bénéfique à chacun des

organismes. Elle leur permet d’acquérir de nouveaux caractères sans modification de leur

génome. La vache va pouvoir digérer l’herbe qu’elle ingère, tandis que les microorganismes

pourront se nourrir facilement.

Ici on s'intéresse aux coraux, présents dans les eaux transparentes, ces animaux sont dits superorganismes. Les coraux étant pauvres en nutriments minéraux vont s’associer avec une colonie de Polypes. Cet animal va se fixer sur l’algue et grâce à ses tentacules va attraper des petites proies. Une algue unicellulaire présente elle-même dans les cellules du polype va permettre la réalisation d’une photosynthèse et apporter les nutriments nécessaires. Celui-ci va attraper des petites proies qui vont servir de nutriments pour le corail. Cet animal va également réaliser une photosynthèses grâce à une algue unicellulaire présente dans son organisme.”phrase pour annoncer un nouvel exemple” des lichens, ils vivent pour le plus souvent sur des rochers ou des écorces d’arbre, c’est à dire des milieux pauvres en nutriments. Ce sont des organismes vivant en symbiose, ils forment un corps composé d’un champignon et d’une algue photosynthétique unicellulaire. le champignon se charge de capter les eaux de pluies et de ruissellement, quand à elle l’algue agit avec le champignon pour synthétiser l’acide lichéniques, qui est la cause de la couleur et de la toxicité des lichens. leur symbiose leur permet de se protéger des trop fortes intensités lumineuses ainsi que des prédateurs.

3.       Conclusion

La symbiose mycorhizienne, est donc une association entre deux partenaires: les racines d’une plante et un champignon mycorhizien qui vit ds le sol. La plante grâce à la photosynthèse va fournir des glucides indispensable pour le D du champignon et ce dernier permet à la plante d’explorer plus minutieusement le sol grâce à son réseau de racines, et lui apporter des minéraux supplémentaires. Les symbioses sont donc un puissant moteur de la diversification du vivant.

§  les nodosités des Fabacées, comme le haricot, associent les racines de ces plantes à des bactéries du genre Rhizobium : la plante fournit les produits de la photosynthèse, tandis que les bactéries apportent les produits azotés issus de la fixation de l'azote atmosphérique.

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