bac S 2016 Polynésie

Partie 2.2 : Enseignement obligatoire (5 points) Génétique et évolution

Le Tétra mexicain (Astyanax mexicanus) est un petit poisson d'eau douce (d'environ 8 cm) originaire d'Amérique centrale. Certaines populations vivent dans des grottes (populations cavernicoles), leurs individus sont caractérisés par l'absence d'yeux..

A partir des informations extraites des documents et de l'utilisation des connaissances, montrez que ces populations constituent une seule espèce et que l'absence des yeux est due à une modification de l'expression d'un gène du développement.

document 1 : croisements effectués entre les différentes populations de poissons Astyanax

Dans la région de la Sierra de El Albra, à environ 600 km au nord de Mexico, il existe 29 grottes dans lesquelles on a recensé des populations d'Astyanax cavernicoles aveugles et dépigmentés. On croise expérimentalement des individus provenant de populations d'Astyanax de surface et de deux grottes différentes (la grotte Molino et la grotte Tinaja). On obtient les résultats donnés ci-dessous.

Croisement 1
Parents Individu de la grotte Tinaja
x Individu de la grotte Molino
Descendants
Alevins* viables
Adultes fertiles

Croisement 2
Parents Poisson de surface
x Individu de la grotte Molino
Descendants
Alevins* viables
Adultes fertiles
*Alevins : jeunes poissons

document 2 : comparaison des différents stades de développement embryonnaire des poissons de surface et des poissons cavernicoles

document 2a : Documents photographiques

Poisson de surface Poisson cavernicole
Alevins de 1 jour
Alevins de 3 jours
Adultes 3 mois

Remarque : les différents stades de développement ne sont pas photographiés à la même échelle.

document 2b : Représentation schématique du développement de l'œil chez les deux variétés de poisson (l'œil est vu en coupe)


document 3 : comparaison de l'expression de gènes du développement chez des populations cavernicoles et de surface

Expérience 1: chez de jeunes embryons de poisson, on repère, grâce à l'utilisation de sondes radioactives, les zones où les gènes du développement dlx3b, shh et pax2a s'expriment.
Chez tous les embryons, les gènes dlx3b et pax2a s'expriment dans des zones comparables. Chez l'embryon de poisson cavernicole, le gène shh s'exprime dans une zone plus large que chez l'embryon de poisson de surface.

Expérience 2: on injecte dans l'œil d'alevins, issus d'une population de surface, des ARNm du gène shh.
Ces ARNm sont traduits dans les cellules de l'œil et permettent la production de la protéine Sonic Hedgehog.
Après croissance, on obtient des individus présentés ci-dessous.

Individu ayant reçu une injection d'ARNm

Individu témoin


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