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Pare 1 : Généque et évoluon Terminale S TD. 5.1 : Diversificaon des êtres vivants Les mécanismes de brassage généque qui se déroulent au cours de la méiose et de la fécondaon parcipent à la diversificaon des êtres vivants au sein d'une même espèce. Mais l'origine de la diversificaon des êtres vivants ne se limite pas à ces seuls phénomènes. Nous allons nous intéresser ici à différents mécanismes intervenant dans la diversificaon des êtres vivants. A parr de l'exploitaon des documents fournis, préparer une présentaon orale de 5 minutes environ permeant d'expliquer le phénomène de diversificaon étudié. Votre présentaon doit permere de comprendre en quoi le(s) mécanisme(s) décrit(s) représente(nt) une source de diversificaon des êtres vivants. Votre présentaon doit s'appuyer sur des supports facilitant la compréhension (schémas, photos ….). 1 : Diversificaon généque chez un Gastéropode vert Elysia chloroca est une limace de mer, c'est-à-dire un mollusque sans coquille (photo gauche) vivant le long de la côte atlanque nord-américaine, du Canada jusqu'à la Floride. Cet animal de taille réduite (sa taille adulte varie de 1 à 3 cenmètres de long) se caractérise par sa couleur verte. Sa couleur est due à la présence de chloroplastes (photo droite : organites responsables de la photosynthèse) dans certaines cellules de son appareil digesf. Ces chloroplastes ont été acquis par le mollusque au cours du passage de la forme larvaire à la forme adulte juvénile en consommant des filaments d’une algue, Vaucheria liorea. Les chloroplastes du Mollusque, d’origine algale, demeurent fonconnels pendant toute la vie du Mollusque. Ces chloroplastes connuent donc de fonconner pendant plusieurs mois après l'ingeson de l'algue par Elysia. Pourtant, les chloroplastes sont soumis à un renouvellement permanent de leurs constuants, notamment de leurs protéines membranaires. Si un certain nombre de protéines chloroplasques sont codées par des gènes chloroplasques (ADN chloroplasque), la majorité l’est par des gènes nucléaires. Les protéines cytoplasmiques sont ensuite transférées du cytoplasme aux chloroplastes. (D'après Pour la Science – n°400 – Février 2011 et hp://acces.ens-lyon.fr/evoluon) 2 : Comparaisons de gènes de l'algue et de la limace de mer PsbO est une protéine chloroplasque constamment renouvelée, indispensable à la photosynthèse. Elle est codée par un gène présent chez tous les organismes photosynthéques. Ce gène est situé normalement dans le noyau des cellules et absent du règne animal. Or, ce gène a été idenfié dans le génome de la limace, à la fois au stade de l'oeuf et au stade adulte. Le tableau ci-dessous exprime les résultats d'une comparaison entre les séquences du gène PsbO de l'algue (PsbO_Vaucheria), de la limace au stade de l'oeuf (PsbO_Elysia-oeuf) et de la limace au stade adulte (PsbO_Elysia-adulte). La comparaison est exprimée en % de ressemblances entre les séquences de nucléodes. Séquences PsbO_Vaucheria (algue) PsbO_Elysia-oeuf (limace stade oeuf) PsbO_Elysia-adulte (limace stade adulte) PsbO_Vaucheria 100 % 100 % 100 % PsbO_Elysia-oeuf 100 % 100 % PsbO_Elysia-adulte 100 %

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Partie 1 : Génétique et évolution Terminale S

TD. 5.1 : Diversification des êtres vivants

Les mécanismes de brassage génétique qui se déroulent au cours de la méiose et de la fécondation participent à ladiversification des êtres vivants au sein d'une même espèce. Mais l'origine de la diversification des êtres vivants ne se limitepas à ces seuls phénomènes. Nous allons nous intéresser ici à différents mécanismes intervenant dans la diversification desêtres vivants.

A partir de l'exploitation des documents fournis, préparer une présentation orale de 5 minutes environ permettantd'expliquer le phénomène de diversification étudié.Votre présentation doit permettre de comprendre en quoi le(s) mécanisme(s) décrit(s) représente(nt) une source dediversification des êtres vivants.Votre présentation doit s'appuyer sur des supports facilitant la compréhension (schémas, photos ….).

1 : Diversification génétique chez un Gastéropode vert

Elysia chlorotica est une limace de mer, c'est-à-dire un mollusque sans coquille (photo gauche) vivant le long de la côteatlantique nord-américaine, du Canada jusqu'à la Floride. Cet animal de taille réduite (sa taille adulte varie de 1 à 3centimètres de long) se caractérise par sa couleur verte. Sa couleur est due à la présence de chloroplastes (photo droite :organites responsables de la photosynthèse) dans certaines cellules de son appareil digestif. Ces chloroplastes ont été acquispar le mollusque au cours du passage de la forme larvaire à la forme adulte juvénile en consommant des filaments d’unealgue, Vaucheria littorea. Les chloroplastes du Mollusque, d’origine algale, demeurent fonctionnels pendant toute la vie duMollusque.

Ces chloroplastes continuent donc de fonctionnerpendant plusieurs mois après l'ingestion de l'algue parElysia. Pourtant, les chloroplastes sont soumis à unrenouvellement permanent de leurs constituants,notamment de leurs protéines membranaires. Si uncertain nombre de protéines chloroplastiques sontcodées par des gènes chloroplastiques (ADNchloroplastique), la majorité l’est par des gènesnucléaires. Les protéines cytoplasmiques sont ensuitetransférées du cytoplasme aux chloroplastes.

(D'après Pour la Science – n°400 – Février 2011 et http://acces.ens-lyon.fr/evolution)

2 : Comparaisons de gènes de l'algue et de la limace de mer

PsbO est une protéine chloroplastique constamment renouvelée, indispensable à la photosynthèse. Elle est codée par ungène présent chez tous les organismes photosynthétiques. Ce gène est situé normalement dans le noyau des cellules etabsent du règne animal. Or, ce gène a été identifié dans le génome de la limace, à la fois au stade de l'oeuf et au stade adulte.

Le tableau ci-dessous exprime les résultats d'une comparaison entre les séquences du gène PsbO de l'algue(PsbO_Vaucheria), de la limace au stade de l'oeuf (PsbO_Elysia-oeuf) et de la limace au stade adulte (PsbO_Elysia-adulte).

La comparaison est exprimée en % de ressemblances entre les séquences de nucléotides.

Séquences PsbO_Vaucheria(algue)

PsbO_Elysia-oeuf(limace stade oeuf)

PsbO_Elysia-adulte(limace stade adulte)

PsbO_Vaucheria 100 % 100 % 100 %

PsbO_Elysia-oeuf 100 % 100 %

PsbO_Elysia-adulte 100 %

Partie 1 : Génétique et évolution Terminale S

3 : Des transferts de gènes entre individus d'espèces différentes (d'après TS SVT, édition Belin 2012)

Les transferts de gènes chez les Eucaryotes peuvent se réaliser selon différentes modalités présentées dans les schémas ci-dessous (a) : parabsorption d'ADN libre, par transfert d'ADN issu des organites (chloroplaste, mitochondrie) ou par l'ADN porté par un virus.A l'issue de ce transfert, la cellule a acquis de nouveaux gènes (b).

a b

Partie 1 : Génétique et évolution Terminale S

TD. 5.2 : Diversification des êtres vivants

Les mécanismes de brassage génétique qui se déroulent au cours de la méiose et de la fécondation participent à ladiversification des êtres vivants au sein d'une même espèce. Mais l'origine de la diversification des êtres vivants ne se limitepas à ces seuls phénomènes. Nous allons nous intéresser ici à différents mécanismes intervenant dans la diversification desêtres vivants.

A partir de l'exploitation des documents fournis, préparer une présentation orale de 5 minutes environ permettantd'expliquer le phénomène de diversification étudié.Votre présentation doit permettre de comprendre en quoi le(s) mécanisme(s) décrit(s) représente(nt) une source dediversification des êtres vivants.Votre présentation doit s'appuyer sur des supports facilitant la compréhension (schémas, photos ….).

1 : Les syncitines, des protéines humaines placentaires (d'après http://acces.ens-lyon.fr)

L’embryon humain, juste avant sa nidation dans la paroi utérine, est constitué par un massif cellulaire (à l'origine del'embryon) et d’une couche cellulaire externe, le trophoblaste. L’embryon s’implante dans la paroi utérine grâce à sontrophoblaste qui prolifère. Les membranes des cellules du trophoblaste fusionnent et constituent une couche cellulaireparticulière appelée le syncytiotrophoblaste, lui-même à l’origine du placenta par la suite. Dans ce trophoblaste, leschercheurs ont identifié deux protéines, les Syncytines 1 et 2.

2 : Comparaison fonctionnelle et moléculaire entre les syncitines et des protéines virales (d'après http://acces.ens-lyon.fr)

• Le document ci-dessous présente une comparaison de fonctions de la protéine virale (à gauche) et de la protéinehumaine (à droite).

• Le tableau ci-dessous présente le résultat d'une comparaison de la séquence de 4 protéines : une protéine durétrovirus MSRV, la syncitine de l'Homme (HERWE1_HOMO), la syncitine du Chimpanzé (ENW1_PAN_TRO) et lasyncitine du Gorille (ENW1_GORILLA). Les résultats expriment le % de ressemblances entre les séquencesprotéiques.

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3 : Quelques propriétés des rétrovirus endogènes

Un rétrovirus est un virus dont le génome est constitué d'ARN. Sa particularité est de posséder une enzyme qui permet latranscription de l'ARN viral du génome en molécule d'ADN capable ensuite de s'intégrer à l'ADN de la cellule hôte. Il utiliseensuite la machinerie cellulaire pour se répliquer. Le schéma ci-dessous présente les étapes du mode d'action d'un rétrovirus infectant une cellule hôte.

(d'après http://sgugeneticsgroup12.pbworks.com/w/page/226078/FrontPage)

Les rétrovirus infectieux possèdent la propriété remarquable de s’intégrer dans l’ADN de nos chromosomes. En général, lescellules infectées sont des cellules somatiques (cellules non reproductrices) qui ne sont donc pas impliquées dans latransmission de notre patrimoine génétique. Cependant, lorsqu’un rétrovirus parvient à infecter une cellule de la lignéegerminale (à l'origine des cellules reproductrices), le rétrovirus intégré peut se transmettre à la descendance commen’importe quel gène : il devient alors un « rétrovirus endogène ». Le génome de tous les vertébrés est ainsi envahi par detelles structures et le séquençage systématique d’un grand nombre de génomes, dont ceux de l’homme et de la souris,montre que les rétrovirus endogènes représentent près de 8% du matériel génétique de ces espèces.

Fort heureusement, la plupart des rétrovirus endogènes sont inactifs, en raison d’altérations génétiques, ou de la répressionde leur expression par différents systèmes de contrôle développés par la cellule. Quelques rares éléments sont cependanttoujours capables de produire des protéines d’origine rétrovirale. Parmi celles-ci, on trouve des protéines d’enveloppeexprimées à la surface de certaines cellules et qui ont gardé une des propriétés canoniques de leur ancêtre « rétrovirus », àsavoir la capacité à faire fusionner deux membranes lipidiques entre elles.

(d'après http://www.cnrs.fr/insb/recherche/parutions/articles09/t-heidmann.htm)

4 : Les modalités de transferts de gènes entre cellules

ba

http://quizlet.com/19137551/biology-111-chapter-1-flash-cards/

Les transferts de gènes chez les Eucaryotes peuvent se réaliser selon différentes modalités présentées dans les schémas ci-dessus (a) : par absorption d'ADN libre, par transfert d'ADN issu des organites (chloroplaste, mitochondrie) ou par l'ADN porté par un virus. A l'issue de ce transfert, la cellule a acquis de nouveaux gènes (b).

Partie 1 : Génétique et évolution Terminale S

TD. 5.3 : Diversification des êtres vivants

Les mécanismes de brassage génétique qui se déroulent au cours de la méiose et de la fécondation participent à ladiversification des êtres vivants au sein d'une même espèce. Mais l'origine de la diversification des êtres vivants ne se limitepas à ces seuls phénomènes. Nous allons nous intéresser ici à différents mécanismes intervenant dans la diversification desêtres vivants.

A partir de l'exploitation des documents fournis, préparer une présentation orale de 5 minutes environ permettantd'expliquer le phénomène de diversification étudié.Votre présentation doit permettre de comprendre en quoi le(s) mécanisme(s) décrit(s) représente(nt) une source dediversification des êtres vivants.Votre présentation doit s'appuyer sur des supports facilitant la compréhension (schémas, photos ….).

1 : La mycorhize, c'est quoi ?

La mycorhize, serait selon des chercheurs, unphénomène vieux comme le monde à l’origine de lacolonisation de la surface terrestre par les plantesaquatiques. Les mycorhizes sont formés par deschampignons microscopiques, très abondants dans lessols, pouvant atteindre jusqu'à 20m/cm3 ! Ilsfonctionnent comme des extensions des systèmesracinaires et augmentant très fortement le volume deprospection de la plante.

Cette symbiose entre la plante et un ou plusieurs champignons au niveau de ses racines l’aide à mieux se nourrir en eau et enminéraux et à mieux résister aux maladies. En effet, les champignons s'alimentent en carbone qu'ils puisent du végétal, maisils lui rendent en échange de nombreux services :

• ils captent et transportent de l'eau, des éléments nutritifs et minéraux, améliorant ainsi la nutrition des plantesnotamment en phosphore et en oligo-éléments, généralement peu disponibles dans le sol ;

• ils secrètent des enzymes dans la zone racinaire, contribuant à la mobilisation des éléments du sol via la dégradationde la matière organique et l'altération de minéraux du sol ;

• ils acheminent et redistribuent les éléments nutritifs entre les plantes par l'intermédiaire de leurs réseaux trèsvastes ;

• ils améliorent la protection des plantes, s'associant avec des bactéries qui synthétisent des agents antimicrobienspouvant limiter les attaques pathogènes.

Pour toutes ces raisons, il existe des interactions fortes entre la diversité des plantes et celles des communautés dechampignons mycorhiziens du sol, l'une pouvant influencer l'autre. Des chercheurs ont démontré qu'une forte biodiversité ausein des mycorhizes favorise une forte diversité végétale et une meilleure capture des nutriments pour la plante (d'aprèshttp://www.inra.fr/ et http://www.cnrs.fr/).

2 : Les nodosités

Il existe également une relation très particulière entre certaines bactéries fixatricesd'azote, les rhizobiums et les plantes de la famille des légumineuses. L'azote est unfacteur limitant majeur des productions végétales. Bien que l'atmosphère en constitueune réserve inépuisable, les plantes sont incapables d'utiliser l'azote atmosphérique.Seuls certains microorganismes, appelés fixateurs d'azote, peuvent réduire l'azoteatmosphérique en ammoniac assimilable par les plantes. Il existe des systèmessymbiotiques qui associent la majorité des plantes de la famille des légumineuses(soja, haricot, arachides, luzerne, trèfle, acacias…) et des bactéries appeléescollectivement rhizobiums (bactéries gram négatif du sol).

Ces bactéries, qui s'installent sur la racine ou la tige des légumineuses, induisent la formation de véritables organesspécialisés dans la fixation de l'azote, les nodosités. Elles provoquent la formation de nodules à l'intérieur desquels elles semultiplient et fixent l'azote. La plante fournit à ces dernières les substrats carbonés issus de la photosynthèse et en échangeelles alimentent la plante en composés azotés.

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3 : La saveur de la fraise conditionnée par sa teneur en sucres et acides

La fraise est composée de sucres, dont la teneur peut atteindre à maturité 500 mg par kg de poids sec. Glucose, fructose etsaccharose représentent 99 % de la composition totale de sucres. Leur concentration chez la fraise est partiellementconditionnée par le transporteur FaSUt1. En inoculant des plants de fraisiers, les chercheurs ont mesuré les impacts surl’expression de ce transporteur et la teneur en sucres du fruit.

Rhizophagus irregularis : un champignon mycorhizien bénéfique pour la croissance du fraisierLes gloméromycètes, champignons connus pour leurs symbioses de type mycorhizes à arbuscules, vivent avec un grandnombre de plantes. Leurs effets ont été observés non seulement au niveau du système racinaire mais aussi au niveau desfeuilles, des fleurs et des fruits. Grâce aux échanges nutritionnels entre champignons et plante, la symbiose exerce un impactsur certaines caractéristiques des fruits charnus : teneur en minéraux, en acides aminés, en antioxydants, en caroténoïdes, ensucres et composés volatils.

Effet de la conjugaison de mycorhizes à arbuscules avec des rhizobactéries de type PGPRSur une période de 2 ans, les travaux ont visé à comprendre l’effet de R. irregularis, une bactérie du sol, lors d’interactionsnaturelles au niveau des racines, sur la production et la qualité de la fraise. Diverses rhizobactéries promotrices de croissancedes plantes ont été testées en conditions semi-contrôlées. Les résultats ont montré l’effet bénéfique d’une co-inoculation deR. irregularis et de Pseudomonas fluorescens Pf4, sur le rendement et la qualité du fruit.

Distribution du sucre dans les fruits : mécanisme et acteurs moléculairesPour comprendre les effets synergiques de l'ensemble « champignon/bactérie » sur la croissance et le développement dufraisier, les chercheurs ont analysé son impact sur l’expression des transporteurs de sucres (FaSUTs) dans les différentsorganes de la plante. Pour ce faire, des plants de fraisiers (Fragaria x ananassa Duch. Var. Elyana F1) ont été mis en cultureavec ou sans inocula (apport du couple « champignon/bactérie ». De la floraison à la récolte, le nombre de fleurs et de fruits aété enregistré 3 fois par semaine. Les fruits mûrs ont été pesés, mesurés et analysés biochimiquement (pH, teneur en sucres).

Des résultats prometteurs pour les producteurs d’inoculaL’outil statistique montre que le champignon a un effet positif sur le développement végétatif du fraisier, alors que la bactérieagit sur le rendement et la qualité du fruit. Reste à présent à trouver la combinaison idéale aux conditions de culture (pleinchamp, conditions semi-contrôlées ou contrôlées…) permettant d’optimiser le goût et la qualité de la fraise tout enmaintenant une productivité élevée. L’UMR Agroécologie souhaite poursuivre ce travail par des tests- consommateurs enpartenariat avec le CSGA (Centre des sciences du goût et de l’alimentation) pour valider les effets sur la qualité du produit.

4. Quelques effets de la mycorhization

(d'après http://www.inoplant.com/La-Biotisation-en-images_a29.html)

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TD. 5.4 : Diversification des êtres vivants

Les mécanismes de brassage génétique qui se déroulent au cours de la méiose et de la fécondation participent à ladiversification des êtres vivants au sein d'une même espèce. Mais l'origine de la diversification des êtres vivants ne se limitepas à ces seuls phénomènes. Nous allons nous intéresser ici à différents mécanismes intervenant dans la diversification desêtres vivants.

A partir de l'exploitation des documents fournis, préparer une présentation orale de 5 minutes environ permettantd'expliquer le phénomène de diversification étudié.Votre présentation doit permettre de comprendre en quoi le(s) mécanisme(s) décrit(s) représente(nt) une source dediversification des êtres vivants.Votre présentation doit s'appuyer sur des supports facilitant la compréhension (schémas, photos ….).

1 : Les gènes homéotiques

Les gènes homéotiques sont des gènes impliqués au cours du développement dans la mise en place de régions complètes ducorps d’un organisme. Ils permettent la synthèse de protéines qui contrôlent l’expression d’autres gènes. Ces gènes seretrouvent chez de très nombreux animaux. Chez les Vertébrés, la majeure partie des gènes homéotiques intervient dansl’identité des différentes parties du corps, suivant l’axe antéro-postérieur. Une partie d’entre eux joue également un rôle dansl’édification des membres. Chez la souris par exemple, les gènes homéotiques, regroupés en 4 complexes appelés HOX A àHOX D, interviennent dans la régionalisation de la colonne vertébrale et du système nerveux central. Des mutations de cesgènes entraînent par exemple l’apparition de vertèbres cervicales à l’endroit des de vertèbres dorsales.

2 : Le squelette des Vertébrés et l'expression des gènes Hox (d'après http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/02691465/0/fiche___ressourcepedagogique/)

Le gène HoxC8 appartient à la catégorie desgènes homéotiques Hox. L'utilisation d'anticorpsspécifiques anti-HoxC8 permet de repérer et devisualiser l'expression du gène dudéveloppement HoxC8. Toutes les flèchesdélimitent le début et la fin de la régiond'expression du gène HoxC8

En réalisant une étude identique avec deux autres gènes (HoxC6 etHoxB5), on a pu établir une « carte » des différentes zones d'expressionde ces 3 gènes du développement. Celle-ci est présentée ci-contre.

- en vert : zone d'expression du gène HoxB5

- en bleu : zone d'expression du gène HoxC8

- en rouge : zone d'expression du gène HoxC6

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3 : Des résultats de sur-expression génétique chez la souris

Le document ci-dessous correspond à un squelette d'embryon de souris chez lequel on a artificiellement activé l'expressiondu gène HoxC6 sur tout le corps (Travaux de Moisés Mallo de l'Instituto Gulbenkian de Ciência – Portugal).

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TD. 5.5 : Diversification des êtres vivants

Les mécanismes de brassage génétique qui se déroulent au cours de la méiose et de la fécondation participent à ladiversification des êtres vivants au sein d'une même espèce. Mais l'origine de la diversification des êtres vivants ne se limitepas à ces seuls phénomènes. Nous allons nous intéresser ici à différents mécanismes intervenant dans la diversification desêtres vivants.

A partir de l'exploitation des documents fournis, préparer une présentation orale de 5 minutes environ permettantd'expliquer le phénomène de diversification étudié.Votre présentation doit permettre de comprendre en quoi le(s) mécanisme(s) décrit(s) représente(nt) une source dediversification des êtres vivants.Votre présentation doit s'appuyer sur des supports facilitant la compréhension (schémas, photos ….).

1 : Les gènes du développement

De très nombreux gènes contrôlent en partie les étapes du développement embryonnaires. Ce sont les gènes dudéveloppement. Parmi eux, on distingue les gènes homéotiques qui sont impliqués au cours du développement dans la miseen place de régions complètes du corps d’un organisme. Ils permettent la synthèse de protéines qui contrôlent l’expressiond’autres gènes. Ces gènes se retrouvent chez de très nombreux animaux. Chez les Vertébrés, la majeure partie des gèneshoméotiques intervient dans l’identité des différentes parties du corps, suivant l’axe antéro-postérieur. Une partie d’entre euxjoue également un rôle dans l’édification des membres.

2 : Le gène BMP4 et la formation du bac des oiseaux

La mise en place du bec des oiseaux est en partie contrôlée par un gène du développement, le gène BMP4. Différents travauxont permis de déterminer le rôle et l'importance de ce gène dans la mise en place du bec des oiseaux.

• Corrélation entre taille du bec et expression du gène BMP4 au cours du développement chez différentesespèces de pinsons

Des chercheurs ont cherché à corréler les conditions d'expression du gène BMP4 avec la taille du bec de différentes espècesde pinsons. L'intensité et la précocité de l'expression de ce gène dans le tissu embryonnaire à l'origine du bec (mésenchymereprésenté en gris clair) sont représentées par la couleur bleue : plus la teinte bleue est foncée, plus l'expression du gène estintense et précoce. (http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/selection-VIH-pinsons-Darwin.xml)

• Effet de modifications expérimentales de l'intensité d'expression du gène BMP4 Des chercheurs de Harvard ont modifié expérimentalement l'intensité de l'expression du gène BMP4. (D'après Bordas TS)

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3 : Le gène HoxD13 et la formation des membres (d'après TS SVT ; édition Belin 2012)

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TD. 5.6 : Diversification des êtres vivants

Les mécanismes de brassage génétique qui se déroulent au cours de la méiose et de la fécondation participent à ladiversification des êtres vivants au sein d'une même espèce. Mais l'origine de la diversification des êtres vivants ne se limitepas à ces seuls phénomènes. Nous allons nous intéresser ici à différents mécanismes intervenant dans la diversification desêtres vivants.

A partir de l'exploitation des documents fournis, préparer une présentation orale de 5 minutes environ permettantd'expliquer le phénomène de diversification étudié.Votre présentation doit permettre de comprendre en quoi le(s) mécanisme(s) décrit(s) représente(nt) une source dediversification des êtres vivants.Votre présentation doit s'appuyer sur des supports facilitant la compréhension (schémas, photos ….).

1 : L'apprentissage du chant chez les oiseaux

(d'après « Perception et communication chez les animaux » - Par Stéphane Tanzarella ; édition de Boeck 2005)

2 : Les chimpanzés consomment certaines plantes pour leurs vertus thérapeutiques

Depuis 2000, une française, Sabrina Krief, vétérinaire de formation a choisi de se laisser guider dans ses recherches par leschimpanzés. Le déclic ? Peut-être lorsqu’elle découvre, dans la littérature scientifique, que certains singes sauvagesingurgitent des feuilles d’Aspilia : rugueuses et hérissées de petits poils, celles-ci provoquent l’expulsion rapide des parasitesintestinaux. Mais c’est surtout sa première expérience au Congo, auprès de chimpanzés orphelins élevés par des humains qui,une fois relâchés en milieu naturel, ont intégré dans leur alimentation des plantes utilisées en médecine traditionnelle, quipousse la chercheuse à creuser le sujet.

Toujours en quête de nouvelles molécules, la primatologue, aujourd’hui maître de conférences au Muséum national d’histoirenaturelle, à Paris, alterne entre paillasse et missions dans le parc ougandais de Kibale. Là, au cœur de la forêt équatoriale, ellepiste les chimpanzés malades ou au comportement inhabituel, récolte leurs fèces et leur urine, recueille les parties de plantesqu’ils ont consommées (tige, feuille, fruit, écorce et racine) et les compare aux 300 parties de plantes composant leur régimealimentaire habituel.

Parmi ses trouvailles marquantes, des résidus d’Albizia : atteinte de troubles digestifs, une jeune chimpanzé s’est isolée unmatin pour mâcher l’écorce de ce gros arbre au goût très amer délaissé par ses pairs ; deux jours plus tard, la chargeparasitaire élevée diagnostiquée précédemment dans ses selles était éradiquée. Plus récemment, la consommation par leschimpanzés de ce groupe d’une dizaine de plantes différentes, capables de limiter la prolifération du Plasmodium, parasite àl’origine du paludisme, a pu être établie. Sabrina Krief a également pu constater que les chimpanzés ingéraient certainesplantes avec de la terre, comme on le pratique en galénique pour optimiser l’efficacité d’une molécule. De quoiimpressionner les pharmacologues !

L’origine du comportement de ces chimpanzés n’en reste pas moins mystérieuse. C’est aujourd’hui la question principale quitaraude notre chercheuse : « Comment cette connaissance est-elle acquise ? Relève-t-elle de l’inné ou de l’appris ? On a puremarquer qu’il existait des différences dans l’utilisation des plantes entre des communautés de chimpanzés voisines alors queles mêmes végétaux sont à disposition. Nos observations confirment aujourd’hui qu’une partie au moins des informationssont transmises socialement. »

(d'après https://lejournal.cnrs.fr/articles/ces-animaux-qui-se-soignent-tout-seuls)

Partie 1 : Génétique et évolution Terminale S

3 : Les chimpanzés consomment certaines plantes pour leurs vertus thérapeutiques

L'île de Yakushima, au sud du Japon, présente l’intérêt d’abriter une population de primates non approvisionnée ennourriture et étudiée depuis les années 1970 : la sous-espèce de macaques japonais Macaca fuscata yakui, localementdésignée sous le vocable de yakuzaru, le singe de Yakushima, “saru” signifiant singe en japonais.

Ces singes sont des reproducteurs saisonniers. Ils s’accouplent à l’automne, de septembre à novembre (…) et les jeunesnaissent après 172 jours de gestation en moyenne, aux mois de mai et juin de l’année suivante. Les femelles, reproductrices àl’âge de cinq ans, mettent bas tous les deux ans. Un quart des jeunes succomberont avant la fin de leur première année devie. Les jeunes macaques naissent donc à la fin du printemps, alors que le milieu est riche en ressources alimentaires. Cetterichesse et cette diversité permettent aux mères de satisfaire leurs besoins énergétiques accrus par l’allaitement et letransport du jeune.

Dès la seconde semaine de vie, sous la surveillance maternelle, les jeunes macaques japonais explorent leur environnement.Jusqu’à la fin de leur première année, leur mère leur servira de modèle pour apprendre à sélectionner et manger lesressources du milieu. Au contact de leurs congénères, ils maîtriseront aussi, peu à peu, les règles de la vie en société. Lesapprentissages précoces sont primordiaux et se déroulent au contact des autres membres du groupe qui offrent, de manièrerépétée, à la fois des mises en situation (expositions) et des modèles : au jeune, ensuite, d’apprendre individuellement paressais et erreurs.

Ces apprentissages se déroulent pendant des périodes sensibles de développement. Il a ainsi été montré que, si le jeunemacaque observe avec attention sa mère manipuler des aliments dès son premier mois d’existence, ce n’est qu’une fois sevréqu’il se met à les manipuler, à flairer la bouche de l’adulte et à fouiller là où son modèle a fouillé avant lui. Clichés : LaurentTarnaud.

Apprentissage alimentaire par l’observation. Un macaque juvénile regarde avec attention sa mère fouiller dans le sable (lit de rivière) à larecherche de graines dans un trou qu’elle a creusé (photo de gauche). Il en pioche une à son tourpendant qu’elle nettoie cet aliment en le roulant entre la paume de ses mains (photo de droite). © L. Tarnaud

Cette phase d’exploration alimentaire suivie de manipulations et d’ingestions (qui participent certainement d’unrenforcement du goût et du début de la digestion chez l’apprenant) dure jusqu’à la fin de la première année de vie, puis n’estquasiment plus observée ensuite (Tarnaud et Yamagiwa, 2008). Cette recherche éthologique vient conforter les rares étudessur les apprentissages alimentaires qui montrent que les primates, lémuriens ou simiens acquièrent leur régime alimentaireen bas âge, à une période correspondant à la fin de l’enfance et au début de la juvénilité. Cette temporalité éclaire leprocessus des apprentissages alimentaires chez l’homme, apprentissages que l’on soupçonne fortement d’intervenir avantl’âge de cinq ans, chez l’enfant.

(d'après http://www.sfecologie.org/regards/2013/01/30/r41-yakurazus-laurent-tarnaud/)