Stabilité et diversité des phénotypes

Caractères et espèces vivantes

Tous les êtres vivants sont différents les uns des autres et les espèces sont différentes les unes des autres de par leur taille, leur couleur, leur mode de vie, la forme du corps de l’individu, etc. Quand on étudie le vivant, on a besoin de définir et de connaître le terme de caractère.

 

I. Caractère = attribut

 

Le caractère, qu’on appelle aussi attribut, est un aspect qui peut être visible ou non et qui peut être caractéristique de différentes choses. Un attribut est une marque distinctive :

– Cette marque permet de distinguer un individu parmi les autres. Par exemple, pour les humains, la forme des oreilles (lobe de l’oreille adhérent ou libre), la couleur des cheveux, etc.

– Cette marque permet aussi de définir une espèce. Par exemple : dire que chez tous les humains, les bras sont plus courts que les jambes ; ou que chez toutes les mouches, il y a deux ailes.

– Cette marque permet enfin de définir un groupe d’espèces. Par exemple : chez tous les végétaux de la lignée verte, il y a de la chlorophylle qui est un pigment vert et qui leur permet de fonctionner et qui les définit tous ensemble.

Un attribut est donc un aspect qui définit un individu ou un groupe d’individus. On insiste sur le fait que ce soit visible ou pas : par exemple, une des caractéristiques de chaque être humain c’est son groupe sanguin, et ce n’est pas visible à l’œil nu.

 

II. Caractères héréditaires et variations individuelles

 

Un caractère héréditaire est une marque distinctive qui se trouve dans les familles, c’est-à-dire que cela va être transmis de générations en générations, et c’est présent dès la naissance chez un individu. Même si ça ne se voit pas, ou même si, comme pour des maladies, ça ne se déclare que plus tard, c’est quelque chose d’inné.

En revanche, les variations individuelles, qui permettent de distinguer les individus les uns des autres, peuvent être liées au mode de vie. Par exemple : le bronzage, la musculature que l’on développe en faisant des exercices, ou le fait qu’une plante puisse changer de forme en fonction de l’endroit où elle se trouve (avec du vent, etc). Ces variations individuelles ne sont pas transmises de générations en générations, elles concernent un individu et dépendent de son milieu, de son mode de vie.

 

III. Espèce

 

Une espèce est un ensemble d’individus qui se ressemblent physiquement et dans leur mode de vie, mode de fonctionnement, et des individus qui peuvent se reproduire et vont avoir une descendance fertile ou féconde (la descendance peut aussi se reproduire). Mais chaque individu au sein d’une même espèce est différent des autres. Ils ont beaucoup de points communs mais aussi des caractères différents dus aux variations individuelles.

Le phénotype des individus

Le phénotype est l’ensemble des caractéristiques ou caractères (attributs) qu’on peut observer chez un individu à différentes échelles. Ces caractères peuvent être hérités (familiaux), on dit aussi innés, ils sont donc transmissibles de génération en génération. Ils peuvent être aussi acquis en fonction de l’environnement et du mode de vie de l’individu. Il existe trois échelles de phénotypes observables. On dit observable car cela peut être observable à l’œil nu ou avec des appareils comme des microscopes.

 

I. Le phénotype macroscopique

 

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Le premier phénotype est le phénotype macroscopique, visible à l’œil nu. Si on regarde un ensemble de visages humains, le phénotype macroscopique va être la couleur de la peau, la forme de leur visage, la forme de leurs oreilles, etc. Le phénotype macroscopique est donc le phénotype observable à l’œil nu chez un individu.

 

II. Le phénotype cellulaire

 

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Le deuxième phénotype est le phénotype cellulaire. Il ne sera visible qu’au microscope. Ce sont par exemple des cellules humaines (neurone avec une forme allongée et des caractéristiques sur une zone du neurone étoilée, globule rouge, spermatozoïde, etc.). Chez un même individu, chez l’être humain, les cellules ont différentes formes très diverses dans le corps humain, ce qui va leur permettre de jouer un rôle particulier.

 

III. Le phénotype moléculaire

 

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Dernier niveau de phénotype, le phénotype moléculaire, il est difficilement observable puisque les molécules sont toutes petites. A part avec des microscopes très perfectionnés pour les molécules les plus grosses, on ne peut pas les observer autrement. En revanche, selon les caractéristiques, on est capables de reconstituer des modèles. Par exemples : l’insuline, une protéine qui sert à réguler le taux de sucre dans le sang ; le glycogène, une molécule de stockage des sucres dans l’organisme ; et l’ADN, qui contient le programme génétique et qui est contenu dans le noyau de chaque cellule.

Le programme génétique

Le programme génétique est l’ensemble des informations, qui par nature sont génétiques, déterminant les caractères héréditaires d’un individu.

Les informations sont des gènes portés par ce programme génétique qui vont permettre de construire un individu. Ces informations déterminent des caractères qui sont des attributs, des marques distinctives. Ces caractères sont héréditaires quand ils sont transmis de générations en générations, quand ils sont familiaux. Ces caractères héréditaires permettent de définir un individu. Pour rappel, il y a des caractéristiques propres à l’individu et des caractéristiques propres à l’espèce à laquelle appartient cet individu.

Le programme génétique est donc responsable du phénotype, c’est-à-dire tout ce qu’on peut observer à différentes échelles, des individus, en grande partie puisque le phénotype dépend aussi de l’environnement et du mode de vie.

 

Expérience réalisée chez les souris

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Dans cette expérience on a utilisé deux lignées de souris : une lignée grise de générations en générations et une lignée blanche. On a récupéré, après fécondation, une cellule-œuf de la lignée grise et une cellule-œuf de la lignée blanche. On a manipulé cette cellule-œuf de façon à obtenir le noyau de la cellule-œuf de la lignée blanche, qu’on a placé dans le cytoplasme de la cellule-œuf de la lignée grise. Ensuite, on a essayé de faire se développer cet embryon qu’on avait manipulé.

Quelle que soit la mère porteuse dans laquelle on met cette cellule-œuf manipulée : grise ou blanche, la souris qu’on obtient après développement de la cellule-œuf manipulée est une souris blanche. Autrement dit, dans cette expérience, on avait un cytoplasme issu de la lignée grise et un noyau issu de lignée blanche, et la souris obtenue au final est blanche. Cela signifie que c’est dans le noyau que l’on va trouver les informations qui ont fait que la souris devient blanche.

 

Interprétation

C’est le noyau de la cellule-œuf qui contient le programme génétique. Ici, on le prouve avec la couleur de la souris obtenue. C’est donc le noyau qui contient les informations codées, dans les gènes. Ces informations codées permettent de définir le phénotype des individus, en l’occurrence ici la couleur des souris. Le programme génétique, pour sa localisation, se trouve donc dans le noyau de la cellule-œuf mais aussi dans toutes les cellules de l’organisme qui contiennent un noyau. Sa transmission se fait au moment de la reproduction sexuée. Lors de la fécondation, le noyau du spermatozoïde du père et le noyau de l’ovule de la mère vont fusionner et mélanger des informations en partie paternelles, en partie maternelles.