Cours gratuit

Diversification du vivant sans modification du génome

Exploration des mécanismes non génétiques créant de la diversité phénotypique. L'élève doit connaître les notions de symbioses, d'acquisition du microbiote et de transmission culturelle des comportements.

Duree estimee : 20 min

Au-delà de l'ADN : une diversité insoupçonnée

Bonjour ! Jusqu'à présent, nous avons vu que les mutations et le brassage génétique créent de la diversité. Mais imagine des vrais jumeaux : ils ont le même ADN, pourtant ils ne sont pas parfaitement identiques, surtout en vieillissant.

Il existe d'autres mécanismes qui modifient le phénotype, c'est-à-dire l'apparence et le fonctionnement des êtres vivants, sans toucher à la séquence de l'ADN. C'est ce que nous allons découvrir dans ce cours.

À retenir : Le phénotype peut se diversifier grâce à l'environnement et aux interactions, sans modification du génome.

L'union fait la force : Symbiose et Microbiote

La première source de diversification non génétique est l'association entre deux êtres vivants d'espèces différentes : la symbiose. Ensemble, ils développent un nouveau phénotype avec des capacités qu'ils n'auraient pas seuls.

Schéma pédagogique en coupe du sol. À gauche, une racine de plante épaisse (couleur beige). À droite, de très fins filaments blancs (champignons) qui s'enroulent autour de la racine et s'étendent loin dans le sol marron. Des flèches bleues montrent l'eau allant du champignon vers la racine. Des flèches vertes montrent les sucres allant de la racine vers le champignon. — Observons une association très fréquente dans la nature : la mycorhize.

La plante fournit des sucres au champignon, et le champignon aide la plante à capter l'eau et les minéraux du sol. La plante pousse mieux grâce à ce partenaire : son phénotype est modifié sans que son ADN ne change.

C'est la même chose pour nous ! Notre tube digestif abrite des milliards de bactéries formant le microbiote. Il nous aide à digérer et nous protège. Ce microbiote est acquis à la naissance et par l'alimentation, il n'est pas codé par nos gènes.

Attention, ne confonds pas hérédité génétique et transmission du microbiote. Les bactéries ne sont pas dans les gamètes (spermatozoïdes/ovules). Elles se transmettent par contact direct entre les individus ou via l'environnement.

Apprendre et transmettre : la culture animale

Chez les animaux, certains comportements ne sont pas innés (instinctifs) mais appris au contact des autres. C'est une transmission culturelle qui modifie le phénotype comportemental d'une population.

Dessin naturaliste simple : deux oiseaux (pinsons) posés sur une branche d'arbre. L'oiseau de gauche, adulte au plumage coloré, a le bec ouvert comme s'il chantait (notes de musique dessinées). L'oiseau de droite, plus jeune et terne, regarde l'adulte et a aussi le bec ouvert, essayant d'imiter. — Un exemple célèbre concerne le chant des oiseaux.

Certains oiseaux, comme les pinsons, doivent écouter les adultes pour apprendre à chanter correctement. S'ils sont isolés, leur chant est déformé. Il existe ainsi des dialectes régionaux qui se transmettent de génération en génération par apprentissage.

On observe aussi l'utilisation d'outils. Les chimpanzés apprennent à utiliser des brindilles pour attraper des termites en imitant leur mère. Ce savoir-faire n'est pas inscrit dans leur ADN.

L'apprentissage permet une transmission horizontale (entre voisins) ou verticale (parents-enfants) de traits, bien plus rapide que l'évolution génétique.

Utiliser la matière et évoluer

Le phénotype ne s'arrête pas toujours aux limites du corps. Certains animaux recrutent des éléments inertes (non vivants) de leur environnement pour se protéger ou chasser. On parle parfois de phénotype étendu.

La larve de phrygane (un insecte aquatique) construit un fourreau avec des petits cailloux ou du bois pour se protéger. Ce fourreau est une extension de son corps, indispensable à sa survie, construite sans modification de son génome.

Ces traits culturels et comportementaux évoluent au cours du temps sous l'effet de la sélection naturelle. Un comportement utile se répandra par imitation, tandis qu'un comportement inutile ou dangereux cessera d'être enseigné et disparaîtra.

L'évolution n'est pas que génétique : la culture, les symbioses et les constructions modulent aussi la survie et la reproduction.

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