Génétique et évolution

Thème 1 : La Terre, la vie et l’organisation du vivant :

Partie 1 : Génétique et évolution :

Chapitre 4 : D’autres mécanismes contribuent à la diversité du vivant :

I : Diversification et associations non-héréditaires :

      1 : Associations symbiotiques : 

Une symbiose est une association à bénéfices réciproques entre deux êtres vivants.

             A : Exemple du microbiote intestinal :

Le microbiote est constitué par l’ensemble des bactéries et champignons qui vivent en nous et sur nous en parfaite symbiose. Le microbiote intestinal est la partie du microbiote localisé dans les intestins (majeure partie).

L’étude de souris ou de drosophiles dans des milieux axéniques (=sans microorganismes) démontrent que le développement du système nerveux et comportemental est en partie influencés par le microbiote.

Le microbiote intervient également dans le métabolisme en favorisant la digestion notamment des glucides complexes. IL a un rôle essentiel dans le développement de l’obésité.

90% de la flore intestinale est représentée par deux familles : Bacteroïdetes et Firmicutes. La digestion des glucides complexes est favorisée par les bactéries Firmicutes.

La flore intestinale d’un individu obèse diffère de celui d’un individu mince. 25% de bacteroïdetes et 75% de firmicutes. Cependant pauvre en bacteroïdetes (5%) la composition de ce microbiote pour cette famille bactérienne peut progressivement augmenter grâce à un régime hypocalorique pour rapprocher celle d’un individu mince en 52 semaines (1an).

Lee transfert de microbiote intestinal humain à des souris axéniques provoque un surdéveloppement des tissus gras si le donneur est obèse alors que le développement du tissus gras est normal si le donneur a un IMC normal.

Le transfert de microbiote par coprophagie (manger ses crottes) entre souris peut rétablir un microbiote de souris minces riches en bacteroïdetes chez une souris ayant initialement un microbiote de souris obèse.

Les bactéries vivant dans l’intestin ont un rôle essentiel dans la maturation du système immunitaire chez l’enfant, elles renforcent les défenses immunitaires de l’hôte, le microbiote peut même favoriser la guérison de cancers (mélanome ou lymphome) en permettant selon sa composition une action positive des traitements médicamenteux (en immunothérapie).

Le microbiote intestinal s’acquiert au moment de l’accouchement et de l’allaitement e continue de se diversifier tout au long de la vie.

B : Exemple de l’association symbiotique du corail et du zooxanthelle :

La symbiose entre le corail et son algue symbiotique, permet aux algues de récupérer le CO2 qui est un déchet de la respiration du corail pour faire la photosynthèse. Le polype du corail consomme les produits de la photosynthèse réaliser par l’algue. 

Un déplacement du corail entraîne une modification importante des espèces qu’il contient. Chez les coraux initialement à proximité de la surface et déplacé plus en profondeur, cette modification ne s’accompagne pas de blanchiment mais est marquée par une part non négligeable de mortalité chez certaines espèces de corail.

A l’inverse les coraux vivant en grande profondeur et déplacés vers la surface ne meurent pas mais blanchissent massivement de l’ordre de 54% et voient leur contenu en zooxanthelle modifié.

C : Exemple de l’association symbiotique des nodosités et des fabacées :

Doc 4 et 5 page 101 :

Les fabacées constituent une famille de végétaux angiospermes (plante à fleur) qui contient notamment le haricot, le petit pois, le lupin etc…

Les fabacées forment des excroissances racinaires appelées nodosités lorsqu’elles sont associées à une bactérie nommée rhizobium grâce à cette association symbiotique, elles sont capables de fixer le diazote atmosphérique. De ce fait elles sont souvent utilisées en agriculture pour enrichir le sol en azote mobilisable par d’autres végétaux sous forme de NH4+.

D : Exemple des Lichens :

Les Lichens correspondent à des associations symbiotiques entre un champignon et une algue qui constituent une forme de vie particulière. Ils ne correspondent pas à une simple addition des phénotypes des individus impliqués mais possèdent leur propre phénotype. Par exemple le Lichens Xanthoria Parietina fabrique de la pariétine. Il s’agit d’un pigment qui les protègent contre les UV. Cette innovation favorise la colonisation de milieux hostiles par les lichens.

Conclusion : La symbiose d’espèces différentes apporte des avantages aux deux partenaires qui augmentent leurs capacités :

• En protégeant l’hôte des pathogènes : Le microbiote augmente notamment la survie de l’hôte
• En apportant une nouvelle fonction métabolique (Lichens et fabacées)
• En permettant une adaptation plus facile au milieu (corail)

2 : Associations entre hôtes et pathogènes : 

A : Exemple des fourmis Leptothorax :

Doc 6 page 101 :

La consommation de déjections d’oiseaux par la fourmi leptothorax peut entraîner l’ingestion d’œufs de vers plats qui éclosent et se développent dans le tube digestif des fourmis. Celles-ci deviennent de ce fait moins agressives et plus jaunes. Elles seront donc plus facilement repérables et consommable par des oiseaux comme le pic épeiche. Les vers se reproduiront alors dans le tube digestif de ce dernier et leurs œufs se retrouveront dans ses déjections. Le vers peut ainsi en utilisant deux autres intermédiaires boucler son cycle de vie. Le phénotype d’un des hôtes est modifié par le parasite.

B : Exemple des gammares :

Les gammares sont des crustacés qui peuvent parasités par des acanthocéphales qu’on dit manipulateurs. Effectivement, lorsqu’on place des gammares dans une éprouvette et que l’on observe leur position verticale (géotactisme), environ 89% des gammares non parasité repose au fond de l’éprouvette quel que soit la source de l’éclairement alors que le comportement des gammares parasité diffère, la moitié d’entre eux se trouvent proches de la surface. Ce phénomène est encore plus marqué, il atteint 82% des gammares si la source de lumière vient du haut comme dans la nature.

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