BIOLOGIE: Théorie de l'évolution

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De Brume d'Argent BIOLOGISTE

Comment diable une espèce peut-elle se modifier avec le temps ?

Pour comprendre les mécanismes de l'évolution, rien n'est plus simple que de regarder les animaux domestiques. Darwin avait d'ailleurs étudié les pigeons domestiques.
Le chien est aussi un bon exemple.
Lorsque les premiers chiens furent domestiqués, ils ressemblaient vraisemblablement beaucoup au loup. Si l'on regarde l'ensemble des races actuelles, par contre, il faut parfois beaucoup d'imagination pour y voir encore un semblant de loup.

Pensez au berger allemand... là encore ça va. Mais le Saint-Bernard, le lévrier, le chihuahua, le basset et le caniche nain? Comment toutes ces races sont-elles apparues?

Reprenons notre premier chien domestique, ou plutôt, notre première population de chiens domestiques. Imaginez les premiers éleveurs, avec leurs premiers élevages, en famille. Les premiers élevages de chiens ont dû être relativement consanguins. Du fait de cette consanguinité, de nouveaux caractères ont été révélés chez certains chiots (nouvelles couleurs, modification de la longueur des poils etc...). En croisant entre eux des chiens choisis pour ces particularités, les premiers éleveurs ont réussi à rendre leurs caractères préférés plus fréquents. Avec le temps, ils ont réussi à les fixer, c'est à dire à avoir des chiens portant chacun les caractères désirés.

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Regardons maintenant ce qui s'est passé au niveau génétique.
"Qu'est ce que c'est?"

Les gènes.
Les êtres vivants sont constitués de cellules. Ils peuvent en compter plusieurs, voire plusieurs dizaines, centaines, milliers, ou milliards, comme nous autres les animaux, ou une seule, comme les levures, ou les bactéries.
Chaque cellule vivante est différente des autres, et a des particularités métaboliques ou physiologiques. Comment une cellule "sait" elle comment elle doit être, et se comporter? Pourquoi une bactérie ne peut pas se transformer subitement en autre chose?
Dans chaque cellule, il y a son "mode d'emplois", ou son "plan". C'est de l'information, que chaque cellule porte en elle et qui détermine son aspect, son fonctionnement.
Cette information est portée par de longues molécules d'ADN.
Les gènes sont des fragments d'ADN. Ils sont le plan de fabrication de protéines (on dit qu'ils "codent" pour des protéines). Chaque cellule possède des molécules capables de "lire" l'ADN pour fabriquer les protéines qui correspondent.

L'information portée par la molécule d'ADN est codée dans un alphabet à 4 lettres, les bases azotées : thymine, guanine, Adnenine et cytosine. La suite de ces "bases" forme une sorte de "phrase" que l'on nomme "séquence".

Une molécule d'ADN forme ce que l'on appelle un chromosome. Les chromosomes peuvent, chez certaines espèces (les eucaryotes), être enfermés dans un compartiment spécial de la cellule, que l'on nomme "noyau".

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Chaque chien possède des gènes particuliers, qui vont déterminer la couleur de son poil, sa longueur, mais aussi la forme de son corps, de sa mâchoire, sa taille ou la longueur de ses pattes (et bien d'autres choses encore). Bien sûr certains caractères ne sont pas déterminés uniquement par les gènes. Par exemple, un chien mal nourri ne sera jamais aussi grand que s'il était bien nourri, mais c'est une autre histoire.

Dans notre population "ancestrale" de chiens, tous avaient à peu près le même aspect (en tous cas, ils y avait beaucoup moins de différences entre eux qu'entre le saint bernard et le chihuahua). Mais avaient-ils les mêmes gènes? Non. Ce n'est pas obligatoire, loin de là. Les chiens, comme tous les mammifères, sont diploïdes, c'est à dire qu'ils possèdent chacun de leurs chromosomes en deux exemplaires. Un exemplaire vient de la mère, et un autre vient du père. Ils ont ainsi chaque gène en double. Vous pouvez donc imaginer la situation : l'individu peut porter deux fois le même exemplaire de chaque gène, ou bien alors deux exemplaires différents (allèles). Dans le deuxième cas, on dit que l'individu est "hétérozygote" pour le gène considéré.

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"hétérozygote"

Qu'est ce que c'est?"

L'hétérozygotie.
Il existe des espèces qui, au moins à un moment de leur vie, possèdent deux lots de chromosomes. Ce sont les diploïdes. C'est le cas par exemple de l'espèce humaine. Les spermatozoïdes et les ovules portent chacun un lot de chromosomes, ce qui en fait deux pour l'embryon.

Les individus diploïdes ont donc deux exemplaires (on les nomme allèles) de chaque gène. Cela peut être deux exemplaires différents. C'est le cas des hétérozygotes, par rapport aux homozygotes qui ont deux fois le même exemplaire. Ainsi, un bébé ayant un parent à peau claire et un parent à peau sombre aura un exemplaire de chaque, et une peau de couleur intermédiaire.
Un allèle peut aussi être dominant sur l'autre (qui est alors dit "récessif") c'est à dire qu'il l'empêche de s'exprimer. Pour la couleur des yeux, par exemple; si l'allèle "couleur marron" est dominant sur l'allèle "couleur bleue", alors l'individu qui en a un de chaque aura les yeux.... Marrons, c'est bien, je vois que vous suivez. Nous reviendrons sur la couleur des yeux dans l'encadré spécial sur les croisement.

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Dans de nombreux cas, l'un des allèles est "dominant" sur l'autre, c'est à dire qu'il est le seul à avoir un effet visible

Si nous avons des chiens portant des allèles récessifs rares, cela ne se voit pas, jusqu'à ce que par hasard, soient croisés deux individus portant le même, et que naisse un chiot homozygote pour cet allèle récessif particulier (portant deux exemplaires identiques du gène considéré). En croisant les homozygotes pour cet allèle, avec les hétérozygotes (souvent les parents ou les frères et soeurs, dont on pense qu'ils peuvent porter une copie de cet allèle récessif), on finit par obtenir de plus en plus d'individus homozygotes pour l'allèle récessif. Et le tour est joué.

Quelques milliers d'années plus tard, nous avons notre caniche nain.

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Pour aller plus loin"

Peut-on prévoir les résultats d'un croisement?
Tout à fait, à condition bien sûr que le caractère que l'on étudie soit génétiquement transmissible. C'est d'ailleurs une des bases de la génétique, initiée par le moine Mendel. Chaque parent transmet, via ses gamètes, un de ses allèles à son descendant. Chaque allèle a donc une chance sur deux d'être transmis.
Si l'on sait quels allèles possèdent les parents, on peut prévoir ceux des descendants, en terme de probabilités. Inversement, voir les allèles d'une descendance permet de déduire le génotype des parents (quels allèles ils possèdent).
Prenons un exemple simple : celui de deux couleurs d'yeux, bleu et marron. Ces couleurs sont dues à la mélanine, pigment marron foncé, qui, dans un cas, sera présente dans les couches profondes de l'iris seulement (oeil bleu), et dans l'autre, jusqu'en surface (oeil marron).
La mélanine est fabriquée en plusieurs étapes. Une première molécule est synthétisée, puis intervient ensuite une enzyme qui transformera cette première molécule en une deuxième, par réaction chimique. Plusieurs autres enzymes interviennent, jusqu'à ce que la mélanine, produit final, soit produite.

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"Pour aller plus loin"

Les phénomènes épigénétiques et les effets maternels.
Il serait trop simple que l'information héritable d'une génération à l'autre ne soit portée que par la molécule d'ADN, à l'exception de tout autre moyen. On sait maintenant que des molécules produites au cours de la vie de la cellule peuvent influencer l'expression des gènes. C'est ce qui explique notamment pourquoi d'une cellule-oeuf, on peut arriver à obtenir tout un tas de cellules, qui, bien que portant la même information génétique, sont toutes différentes (cellule musculaire, cellule nerveuse, etc...)
Ainsi, même si un gène est présent et fonctionnel dans une cellule, son expression peut être modulée par ces molécules, aquises au cours de la vie de l'individu.
Mais il y a encore autre chose : imaginez que certaines de ces molécules soient présentes dans l'ovule, et qu'elles puissent changer en fonction du mode de vie de la femelle qui a produit cet ovule... C'est alors l'histoire de vie de la mère qui pourra influer l'expression des gènes de son descendant. Ce sont les effets maternels.
Certains croisement peuvent donc avoir des résultats inattendus, à cause des phénomènes épigénétiques, ou des effets maternels, bien que ce soit peu fréquent.

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ça vous a donnez envie d'en savoir plus ?
Je vous conseil d'aller sur son site pour continuer la lecture
BIOLOGISTE http://www.brumedargent.net/biolo/articles/evo4.php