BOOST SVT - DIVERSIFICATION DU VIVANT SANS MODIFICCATION DU GÉNOME

Le génome est l’ensemble des gènes au sein d’une espèce. Si on observe les individus au sein d’une espèce, on constate une grande diversité. On constate aussi une biodiversité entre les espèces. Comment des processus non génétiques peuvent expliquer cette diversification du vivant ?

I. Diversification par le biais des microbiotes

Au sein de l’espèce humaine, les individus diffèrent non seulement génotypiquement ou par le biais de leur alimentation, mais aussi par le biais de la présence de microorganismes (bactéries à la surface de la peau, au niveau de la bouche, de l’appareil uro-génital et au niveau intestinal). Ainsi, on a pu classer trois entérotypes majeurs qui pourraient expliquer des phénomènes d’obésité voire même des comportements. Le microbiote intestinal est ainsi un exemple de diversification du vivant sans modification du génome : nous sommes ce que nous sommes grâce ou à cause de nos bactéries. On considère qu’il y a 2 kg de bactéries par organisme. Finalement, notre espèce représente 23 000 gènes mais les bactéries de notre intestin portent jusqu’à 600 000 gènes différents : les proportions sont bien plus importantes en intégrant le microbiote intestinal par rapport au génome global humain.

II. Diversification par l’épigénétique

Les facteurs environnementaux jouent sur l’expression de gènes : bien que nous ayons 23 000 gènes, ceux-ci ne vont pas toujours s’exprimer. Cette expression dépend des lignées cellulaires et de l’environnement qui peut exercer une action directe sur l’expression des gènes, on parle d’épigénétisme. Par exemple, la méthylation est permise par une méthylase qui serait sous l’influence de l’environnement. Méthyler un gène c’est induire l’extinction de son expression (il ne s’exprime plus).

La chaire d’épigénétisme et de mémoire cellulaire existe au Collège de France seulement depuis 2012, ces notions sont relativement récentes.

III. Diversification par la transmission culturelle

Frans de Waal a écrit des ouvrages et posé la notion de culture chez les espèces animales. Il explique ce qu’est la culture : « des savoirs et des habitudes acquis auprès des autres et souvent auprès des aînés ».

Nous allons développer des exemples pour montrer l’importance des réseaux sociaux au sein des sociétés animales pour transmettre un savoir, une culture ; l’importance des femelles (ce sont souvent elles qui vont transmettre des habitudes, des techniques dans les soin qu’elles donnent aux petits) ; et enfin l’importance de l’âge. Frans de Waal dit en effet « souvent des aînés » : les femelles aînées sont plus expérimentées et vont pouvoir transmettre des innovations.

Exemple 1 : les macaques japonais

On a constaté dans les années 1960 que ces macaques prenaient des bains dans des onsens. Les onsens sont des bains chauds dans lesquels les hommes viennent se baigner. Prendre un bain chaud a la vertu de diminuer le stress. Des scientifiques ont vu des macaques mimer des hommes et aujourd’hui ils en prennent très souvent : cela a un effet aussi relaxant pour cette espèce. Seuls les macaques qui sont proches des onsens au Japon ont acquis cette innovation comportementale qui leur apporte du bien-être. Le stress est un facteur qui peut être négatif d’un point de vue espérance de vie, même si les macaques ne vont pas vivre plus longtemps parce qu’ils prennent des bains. Toujours est-il que cette innovation est transmise d’une génération à l’autre et apporte un avantage, peut-être pas adaptatif, mais montre une évolution positive. 

Exemple 2 : utilisation d’outils par les chimpanzés

Dans la forêt de Taï en Côte d’Ivoire, les chimpanzés et les femelles en particulier utilisent des morceaux de bois très fins et pointus pour rentrer dans la termitière ou fourmilière, ce qui leur permet d’y récupérer leurs mets de prédilection (fourmis ou termites). Quand la baguette est un peu abimée, ils vont essayer de la rendre plus fine avec leurs dents.

En république démocratique du Congo, où l’on trouve aussi des chimpanzés qui mangent des termites et des fourmis, ils utilisent également un outil, plutôt un petit bâton assez effiloché, mais cette fois pour nettoyer l’entrée de la termitière ou fourmilière afin d’augmenter le diamètre dans lequel ils vont rentrer leur bâton et récupérer davantage de fourmis ou termites. C’est une autre façon, une autre technique d’alimentation.

Ce sont donc deux populations qui ne sont pas dans la même zone géographique, qui n’ont pas la même culture (une culture qu’ils ont transmise au sein de leur population). C’est donc un exemple de culture chez les singes.

Exemple 3 : les mouettes de Tinbergen

Nikolaas Tinbergen a observé deux espèces de mouettes : les rieuses (à gauche) et les tridactyles (à droite). Il a constaté que chez les mouettes rieuses, une fois les petits éclos, les adultes jetaient très loin les débris de coquilles. Or les œufs des mouettes rieuses sont tachetés lorsqu’ils sont pleins, et l’intérieur très clair est visible une fois l’œuf éclos. L’hypothèse de Tinbergen était qu’une fois les petits éclos les adultes jetaient les débris pour éviter d’attirer les prédateurs. En revanche, chez les mouettes tridactyles qui ont des nids en hauteur dans les rochers où il y a peu de prédateurs, une fois les petits éclos, les parents rejettent peu les débris de coquilles, ne les retirant que pour confort sans les jeter très loin.

Son hypothèse était que le comportement des mouettes est sélectionné par la présence de prédateurs. Il a donc fait une expérience : il a mis près des mouettes rieuses des œufs foncés et des œufs clairs et observé le comportement des prédateurs. Il a constaté que les prédateurs mangeaient préférentiellement les œufs clairs sans trop s’intéresser aux œufs foncés (ils ne les mangeaient pas). Il a ainsi pu valider son hypothèse : les mouettes rieuses ont ce comportement de rejeter très loin les débris coquillés pour éviter que les prédateurs ne viennent manger les petits. C’est un exemple de transmission culturelle : la mouette rieuse, d’une génération à l’autre, apprend à jeter les débris coquillés loin pour éviter que les petits ne soient mangés.

Exemple 4 : les femelles orangs-outans de Sumatra

Cet apprentissage dure plusieurs années chez certaines espèces. À Sumatra, les femelles orangs-outans restent avec leur petit 6 à 8 ans pour leur apprendre quelle plante manger, avec quelle plante se soigner. Si on retire la mère d’un petit avant qu’il n’atteigne les 6 ans, ce petit est voué à mourir puisqu’il n’aura pas appris toute la culture qui lui permettra tout seul d’évoluer dans un milieu relativement hostile, si on considère les forêts équatoriales qui se développent sur l’île de Sumatra.