La diversification des phénotypes des êtres vivants ne dépend pas uniquement de leur génotype.
On parle de phénotype étendu pour prendre en compte les caractéristiques des êtres vivants qui ne dépendent pas directement de l’expression des gènes.
Ces phénotypes étendus peuvent être modifiés, ce qui créé de la diversité au sein des êtres vivants. Cette diversification non génétique peut reposer sur différents mécanismes :
I- Les associations entre êtres-vivants
TP9 Activité 1 : Etude d’un lichen + Correction
Des organismes d’espèces différentes peuvent s’associer, de manière plus ou moins durable, sans pour autant échanger de gènes. Ces associations concernent tous les groupes d’êtres vivants (bactéries, végétaux, champignons et animaux)
Ces associations sont classées selon les bénéfices ou inconvénients qu’elles apportent à l’un ou l’autre des partenaires :
A- La symbiose
La symbiose est une association favorable pour les deux partenaires. En mutualisant leurs fonctions, les partenaires acquièrent chacun de nouvelles caractéristiques qui peuvent être :
- Un nouveau métabolisme : par exemple, dans un lichen l’algue permet la photosynthèse et apporte des composés organiques au champignon.
On peut le démontrer en fournissant du C14O2 à des lichens et en suivant la radioactivité : le carbone marqué est incorporé au glucose par les algue puis transféré et métabolisé par le champignon.
- L’occupation d’une nouvelle niche écologique : par exemple dans un lichen, le champignon produit des substances permettant l’accrochage aux arbres
Une protection : par exemple, dans le cas de l’association entre un humain et son microbiote, les bactéries la flore empêchent les micro-organismes pathogènes de coloniser l’intestin en adhérant à la muqueuse intestinale
- D’autres fonctions: dans le cas de l’association entre un humain et son microbiote, les bactéries permettent de réguler une partie du développement, jouent un rôle dans le fonctionnement du système nerveux, digestif …. Le rôle du microbiote sur l’obésité par exemple peut être démontré par des expériences de transfert de microbiote.
B- Le parasitisme
Le parasitisme est une association favorable pour un partenaire et défavorable pour l’autre. Elle peut également entrainer une modification du phénotype étendu des partenaires.
Le parasite peut, par exemple, modifier le comportement de l’hôte : la sacculine, un parasite du crabe vert, modifie le comportement des crabes mâles, qui vont acquérir des comportements de femelles et protéger la sacculine comme si elle était leur poche d’œuf)
Le parasite peut également modifier d’autres fonctions de manière défavorable : exemple des bactéries du microbiote qui favorisent l’obésité.
C- Le commensalisme
Le commensalisme est une association favorable pour un partenaire et neutre pour l’autre. Elle peut également entrainer une modification du phénotype étendu des partenaires. Par exemple, les insectes déplacent passivement le pollen des végétaux de fleur en fleur lorsqu’ils butinent pour trouver du nectar.
II- L’acquisition de comportements nouveaux
TP9 Activité 2 : ECE chants d’oiseaux + Correction
Chez certains animaux, les pratiques culturelles et les comportements sont aussi une source de diversité .
A- L’acquisition d’un langage
Le langage, en permettant une reconnaissance des individus et une communication est une caractéristique importante des animaux. Certaines espèces peuvent apprendre plusieurs langages au cours de leur vie et ainsi communiquer avec d’autres espèces.
C’est par exemple le cas de l’oiseau Lyre :
Cet apprentissage du langage entraine une diversification des individus.
Il peu également aboutir à un isolement de deux populations (voir à une spéciation) si l’évolution du langage empêche les deux populations de communiquer et donc de se reconnaitre et de se reproduire.
B- Les comportements de parade nuptiale
La parade nuptiale est un ensemble de comportements acquis au cours de l’apprentissage et qui permet la reproduction entre individus d’une population. Parfois très complexe, la parade nuptiale est, chez certaines espèces indispensable à la reconnaissance des mâles et des femelles. Ainsi, une modification de ces comportements peut aboutir à un isolement reproducteur et donc à une spéciation.
C- L ’utilisation d’outils et la pratique de rites
Les êtres vivants acquièrent de nouvelles fonctions en apprenant à utiliser des outils (cailloux, bâtons ou outils construits).