dimanche 2 avril 2017

Une correction possible de la question IIb non spé SVT du bac blanc n°2

On connait deux types de population de tétra mexicain, une population possédant des yeux et vivant en surface et une population cavernicole constituée d'individus anophtalmes. La population de surface appartient à l'espèce Astyanax mexicanus. Le première question que l'on se pose est de savoir si la population souterraine fait aussi partie de la même espèce.

Deux croisements sont proposés (doc 2) :
un croisement 1 entre deux poissons cavernicoles mais ne provenant pas de la même grotte
un croisement 2 entre un poisson de surface et un poisson provenant d'une des deux grottes.
Intéressons-nous d'abord au croisement n° 2.
Ce croisement donne naissance à des alevins viables et fertiles, c'est à dire pouvant eux-mêmes engendrer des descendants. Ce résultat correspond au critère d'interfécondité entre deux individus tel que Buffon a défini l'espèce au XVIIIème siècle. Cependant, on connait des croisements interspécifiques donnant des individus viables et fertiles comme c'est le cas pour le Pizzly, hybride entre un ours brun et un ours blanc. Ce seul croisement est donc insuffisant pour être sûr que les deux types de poissons sont des variétés d'une même espèce.
Le croisement 1 a lieu entre deux individus cavernicoles mais provenant de grottes différentes. Pour analyser ce croisement, il faut, cependant, faire une supposition, c'est que les deux grottes n'ont pas de communications entre elles, sinon la démonstration tombe d'elle-même.
L'isolement géographique entre les deux poissons cavernicoles et le fait qu'ils soient interféconds permet de dire qu'ils descendent chacun d'une même souche ancestrale aérienne d'Astyanax mexicanus. Malgré la divergence d'évolution qui peut être due à l'adaptation des deux populations aux différences de conditions physico-chimiques régnant peut-être dans les deux grottes, la persistance de  l'interfécondité entre les deux poissons cavernicoles et entre un des poissons cavernicoles et un poisson de surface, permet de penser que les trois populations font partie de la même espèce. Cette affirmation est étayé par la grande ressemblance morphologique entre les deux types de population (doc 3a).

Ce problème résolu, intéressons-nous maintenant à l'absence d'yeux et à son origine.

Les gènes du développement sont des gènes homéotiques intervenant dans le plan d'organisation des être vivants. Dans le cadre de cette étude, les gènes du développement qui interviennent sur le développement de l'œil chez Astyanax mexicanus sont dlx3b, shh et pax2a (doc 1, expérience 1).
Pendant les premiers stades de développement de l'œil, l'évolution morphologique est la même chez un individu de surface et chez un individu cavernicole (doc 3b). C'est au stade 24 h que le divergence se fait jour. Chez les poissons souterrains, l'œil arrête de se développer. Pour autant, il ne disparait pas complètement. Chez un individu adulte de 3 mois, il existe encore d'importants restes de la structure oculaire. En revanche, part rapport à un individu vivant en surface, les territoires entourant le globe oculaire se sont développés et ont recouvert complètement l'œil. Si on injecte de l'ARNm produit par le gène shh à un poisson vivant en surface, on constate que l'œil semble recouvert par la peau (doc 1, expérience 2). C'est donc un excès de production de protéine Sonic Hedgehog induite par une augmentation artificielle de l'ARNm qui entraîne l'apparition d'une morphologie comparable à un poisson cavernicole, chez un poisson de surface.
On peut donc supposer que la modification morphologique subit par les poissons cavernicoles est due à une modification d'expression du gène shh, alors que l'expression des gènes dlx3b et pax2a est la même chez les deux populations.

Comme il n'est pas fait mention dans les documents proposés de mutations ayant touché le gène shh, on peut supposer que la modification a touché la séquence régulatrice induisant la quantité de protéine Sonic Hedgehog fabriquée.

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