2ème
PARTIE – Exercice 2 (ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE). 5 points
Pas de difficulté si l'on ne tient pas rigueur des
incohérences
manifestes dans le document 3. [que tout n'est pas précisé
dans le doc 3]
On veut montrer que deux populations pourtant morphologiquement
différentes suite à leur milieu de vie font partie d'une même
espèce, et que les différences (notamment l'absence d'yeux) sont
dues à la modification de l'expression d'un gène du dvt.
Doc1. Croisement de poissons de diverses populations
Selon la définition biologique de l'espèce : croisements
possibles (interfécondité) et descendance fertile (= flux génétique
possible donc pas d’isolement reproducteur), les individus des
trois populations font bien partie d'une seule et même espèce.
Doc2. Au vu de la qualité des photos, le développement des
alevins aux deux stades proposés est similaire. Si on se focalise
sur l'œil (c'est la problématique), on devine bien un œil (le
gauche) chez les alevins cavernicoles. Or, il disparaît chez
l'adulte de 3 mois (contrairement au poisson de surface). On retrouve
ceci sur le schéma du document 2b. Début du développement
identique chez les deux poissons (jusqu'à 20h), puis poursuite du
développement de l'œil chez le poisson de surface (jusqu'à 3
mois), arrêt de croissance et régression / dégénérescence chez
le poisson cavernicole (en plus c’est écrit !). Le poisson
cavernicole possède bien les gènes responsables de la mise en place
des yeux, sauf que ceux-ci dégénèrent par la suite.
Doc3. Repérage des zones d'expression de trois gènes du
développement : dlx3b, shh et pax2a. Chez tous les embryons, les
gènes dlx3b et pax2a s’expriment dans des zones comparables. Chez
l’embryon de poisson cavernicole, le gène shh s’exprime dans une
zone plus large que chez l’embryon de poisson de surface (tout est
écrit) => modification de la région d’expression de ce gène
du développement. On injecte dans l’œil d’alevins, issus d’une
population de surface, des ARNm du gène shh. Ces ARNm sont traduits
dans les cellules de l’œil et permettent la production de la
protéine Sonic Hedgehog. L’individu témoin (poisson de surface)
possède des yeux. Ce même individu avec injection d’ARNm du gène
shh ne possède pas d’œil visible => régression de l’œil.
Là, si on regarde dans le détail, on a deux informations
contradictoires entre les deux expériences [mais non pas du
tout!].
Dans la 1, c’est un problème de région
d’expression, dans la 2 c’est un problème d'intensité
d'expression [non c'est aussi un pb dde localisation :
injection dans l'oeil => pas d'oeil]… Quoi qu'il en soit, il y a
une modification de l'expression de ce gène du développement
(
intensité ? Région
?) qui
provoque une régression de l’œil chez la population cavernicole.
Bilan : Reprendre les arguments qui montrent que les diverses
populations constituent une seule et même espèce, et ceux qui
montrent que les différences sont dues à une modification de
l'expression du gène shh.
http://lewebpedagogique.com/bouchaud16_TS_polynesie2016
Au sein d’une espèce, les individus ont des caractères communs
qui permettent de classer cette espèce, mais les individus sont
tous différents. La transmission de cette diversité peut être due
à la reproduction sexuée. De nombreux autres mécanismes de
diversification du monde vivant existent, par exemple des
modifications de l’expression de gènes de développement. On
connait des poissons tétra mexicain, dont certaines populations
vivent en surface, mais d’autres vivent dans des grottes. Tous les
individus des grottes sont aveugles.
Est-ce que cette différence entre les populations de surface et
les populations cavernicoles en fait 2 espèces différentes, ou
appartiennent-elles à la même espèce ? La différence phénotypique
entre ces populations est-elle le résultat d’une modification au
niveau des gènes de développement ?
Document 1 : croisement entre population
Quand on croise deux poissons de 2 grottes différentes, ou deux
poissons dont l’un provient de surface et l’autre d’une grotte,
cela donne des alevins viables
qui se transforment en adultes fertiles qui sont donc capables de
se reproduire. Les poissons de surface et des différentes grottes
appartiennent à la même espèce, car le critère d’interfécondité
est le critère de la définition biologique de l’espèce.
Document 2 : les stades de développement embryonnaire des
poissons de surface et des poissons cavernicoles
Document 2a : On voit que les alevins se ressemblent, mais
rapidement (3 jours) les poissons de surface ont des yeux alors que
les cavernicoles n’en n’ont pas.
Document 2b : le début du développement embryonnaire (les 20
premières heures) est identique dans toutes les populations. Mais
dès la 24ème heure, le développement change. L’œil grandit chez
les alevins de poissons de surface, mais cesse rapidement de se
développer et même dégénère au bout de quelques jours. La
présence ou l’absence d’œil chez l’adulte est donc un
problème lors du développement embryonnaire.
Document 3 : comparaison de l’expression de gènes de
developpement chez les différentes populations
Expérience 1 : 3 gènes de développement s’expriment lors du
développement embryonnaire chez tous les poissons, quelque soit leur
lieu de vie, surface ou grotte. Les aires de l’expression des gènes
dlx3b et pax2a sont les mêmes pour tous les tétras mexicains, mais
l’aire d’expression du gène shh est différente. Elle est plus
grande chez les alevins des poissons des grottes.
Expérience 2 : on injecte de l’ARNm du gène shh dans l’œil
des alevins issus d’un croisement entre poissons de surface qui ont
donc normalement des yeux. L’ARNm est la transcription du gène shh
et permet la synthèse de la protéine sonic Hedgehog. On voit que
ces poissons n’ont pas d’yeux. Donc c’est l’expression du
gène shh dans les cellules de l’œil qui est responsable de
l’absence des yeux. Ainsi, la modification de la région
d’expression d’un gène du développement (le gène shh) se
traduit par la modification d’un organe, l’œil. Ainsi, l’absence
d’œil chez les poissons cavernicoles est une innovation qui a été
conservée par la sélection naturelle, et a permis une
diversification des populations au sein de la même espèce. Puis
cette innovation a été transmise à tous les poissons
cavernicoles.
Corrigé bac 2016 – Série S – SVT obligatoire – Polynésie
www.sujetdebac.fr
http://www.sujetdebac.fr/annales-pdf/2016/s-svt-obligatoire-2016-polynesie-corrige.pdf
http://www.sujetdebac.fr/annales/s-svt-obligatoire-2016-polynesie
