Chapitre 10 : La complexification des génomes et l’évolution des formes de vie

« L’entraide, un facteur de l’évolution ».
Pierre Alexeïevitch Kropotkine, 1902

Un plant de tabac exprimant un gène de luciole, comment est-ce possible ?

Ce cours doit vous permettre de comprendre comment la mise en commun de génomes contribue à la diversification du vivant.

Voici les mots que vous devrez savoir utiliser à l’issue de ce cours:

Transferts génétiques horizontaux versus verticaux,
conjugaison,
transformation,
transduction
endosymbiose,
hérédité cytoplasmique,
phylogénies.

L’essentiel à retenir :

1-Des échanges d’ADN entre des êtres vivants très différents:

L’universalité de l’ADN et l’unicité de sa structure dans le monde vivant autorisent des échanges génétiques entre organismes non nécessairement apparentés.

2- L’importance de ces échanges génétiques dans l’évolution du vivant:

Des échanges de matériel génétique, hors de la reproduction sexuée, constituent des transferts horizontaux. Ils se font par des processus variés: vecteurs viraux ou conjugaison bactérienne. Les transferts horizontaux sont très fréquents et ont des effets très importants sur l’évolution des populations et des écosystèmes. Les pratiques de santé humaine sont concernées notamment la propagation des résistances aux antibiotiques.

3-Les endosymbioses et l’origine de la cellule eucaryote:

Les endosymbioses transmises entre générations, fréquentes dans l’histoire des eucaryotes, jouent un rôle important dans leur évolution. Le génome de la cellule (bactérie ou eucaryote) intégré dans une cellule hôte régresse au cours des générations, certains de ses gènes étant transférés dans le noyau de l’hôte. Ce processus est à l’origine des mitochondries et des chloroplastes, organites contenant de l’ADN.

Conclusion:

Comme l’a dit Kropotkine, l’entre-aide est probablement un facteur d’évolution aussi puissant que la sélection naturelle. En effet, la vie est apparue il y a 3,5 milliards d’années, alors que la reproduction sexuée n’est apparue que vers un 1 milliard. Donc pendant plus de 2,5 milliard d’année, seuls les mécanismes d’échanges d’informations ou de mise en commun d’informations via la symbiose existaient. Alors ces mécanismes n’étaient probablement pas aussi puissants que la sélection naturelle basée sur la reproduction sexuée car les archives géologiques montrent que les espèces se sont beaucoup diversifiées après 1 milliard d’années, mais probablement que ces mécanismes primitifs permettaient de bonnes capacités d’adaptations au milieu.

Documents « Des échanges d’ADN » :

L’expérience historique de Frederick Griffith (1928):

Un caractère héréditaire peut-il se transmettre entre souches bactériennes différentes ?

Ce chercheur a étudié deux souches de la bactérie Streptococcus pneumoniae. Les bactéries de la souche S, pour Smooth ou lisses, causent la pneumonie, une inflammation des poumons, chez les souris. Le caractère Smooth est un caractère héréditaire (voir le 1er document). Ces bactéries sont pathogènes parce que leur capsule les protège contre le système immunitaire des animaux. Les bactéries de la souche R, pour Rough ou rugueuses, sont dépourvues de capsule et ne sont donc pas pathogènes. Griffith se demande si un caractère héréditaire peut se transmettre entre souches bactériennes.

L’expérience historique d’Alfred Hersey et Martha Chase (1952)

Le matériel génétique d’un virus peut-il se transmettre à une bactérie? Hersey et Chase ont utilisé du soufre radioactif pour marquer des protéines et du phosphore radioactifs pour marquer de l’ADN de virus appelés bactériophage T2, ou phage T2. Puis ils ont mélangé virus et bactéries.

bacterie-virus-caractere-hereditaire Télécharger

La particularité des virus:

Documents sur l’importance des échanges génétiques

Un transfert horizontal de gène d’un virus dans l’histoire humaine, c’est possible ?

(Image credit: Wei Hsu and Shang-Yi Chiu, Wikipedia)

La syncytine est une protéine produite chez l’Homme dans certains tissus, notamment le placenta. Les chercheurs pensent que son existence témoigne d’un transfert de gènes par voie virale.

Cliquez ci-dessous pour ouvrir discuter des différents arguments des chercheurs: 2e_partie_exo_2_nouvelle_caledonie_2017__syncitine

Un problème de santé publique: