Hybridation, polyploïdisation et diversification des génomes

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Génétique et évolution
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Hybridation, polyploïdisation et diversification des génomes

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1La polyploïdisation, processus d’évolution majeure de la taille du génome

 La taille d’un génome n’est pas proportionnelle à la complexité de l’organisme. Ainsi, certains poissons et certaines plantes ont un génome 40 fois plus grand que celui de l’Homme.

 La ploïdie d’une cellule caractérise le nombre d’exemplaires de ses chromosomes. Les cellules eucaryotes sont généralement haploïdes ( chromosomes) ou diploïdes ( chromosomes). Dans certains cas on peut observer un nombre supérieur à 2, on parle alors de polyploïdie. Elle concerne essentiellement les végétaux (50 % d’espèces polyploïdes) et quelques animaux.

 La polyploïdie génère un gigantisme des plantes, notamment au niveau de la fleur et donc des fruits. C’est pourquoi on l’observe régulièrement dans les espèces cultivées.

exemples Le blé sauvage diploïde chromosomes, le blé dur cultivé , ou le blé tendre .

 On distingue des polyploïdies :

  • Avec un nombre pair de chromosomes (, … où est le nombre de chromosomes) et provenant d’une division cellulaire non complète qui aboutit au doublement de la quantité de chromosomes dans la même cellule. Les individus sont alors fertiles car un nombre pair de chromosomes permet la réalisation de la méiose.
  • Avec un nombre impair de chromosomes (, …) et provenant de l’union de gamètes (de la même espèce ou non) à ploïdie différente (doc.1). Les individus sont généralement stériles, en raison de l’impossibilité d’une répartition équitable des chromosomes homologues au cours de la méiose.

 La polyploïdisation contribue massivement à l’évolution en taille des génomes, en augmentant la quantité de matériel génétique. On voit ici une source de diversification des génomes puisqu’il y a augmentation du nombre de gènes susceptibles de subir des mutations à l’origine de nouvelles protéines.

Doc. 1 Mise en place d’une polyploïdie de nombre impair, par méiose suivie de fécondation.

2Le couple hybridation-polyploïdisation, source de diversification des êtres vivants

 Il est possible d’envisager que deux espèces différentes se reproduisent entre elles. On parle d’hybridation. Toutefois, l’hybride obtenu ne présente qu’un exemplaire de chaque chromosome (pas d’homologue). La méiose à l’origine de la production des gamètes ne pourra donc pas se dérouler et l’individu sera stérile.

 Si l’hybridation est suivie d’une polyploïdisation, chaque chromosome est alors présent en nombre pair. La méiose est alors possible, l’hybride est donc fertile.

 Le couple hybridation-polyploïdisation est donc source de spéciation. Cela a par exemple été observé dans l’apparition d’une espèce de plante aquatique, connue depuis la fin du xixe siècle, la spartine de Townsend, issue de l’hybridation de deux anciennes espèces (doc.2).

Doc. 2 La diversité des spartines, résultat du couple hybridation/polyploïdisation.

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