Un peu d'évolution

– Certaines mutations n’ont pas d’impact parce qu’elles se trouvent en dehors des gènes ou en dehors des régions impliquées dans la régulation de l’expression des gènes (promoteurs).

– Les mutations présentes dans les introns ont généralement moins d’impact que celles présentes dans les exons.

– Certaines mutations n’ont pas d’impact sur la séquence de la protéine, car le code génétique est redondant : plusieurs codons codent pour un même acide aminé (GTT-> V, GTA -> V, GTC -> V, …).

– Certains changements d’acide aminé n’affectent pas la structure 3D et/ou le fonctionnement de la protéine.

La mangeoire à oiseaux

Source: Wikimedia

La longueur du bec des oiseaux est influencée par de nombreux gènes. Mais un gène en particulier a attiré l’attention des chercheurs en 2017: COLA45.

Dans les populations de mésanges charbonnières étudiées, ce gène possède deux allèles, T et C. L’allèle C est associé à un bec plus long et est plus fréquemment retrouvé dans la population de mésanges anglaises que dans les populations de mésanges hollandaises.

La sélection pour des becs plus longs pourrait être spécifique au Royaume-Uni : quelque chose dans l’environnement de ce pays a favorisé les mésanges charbonnières avec l’allèle C et un bec plus long.

Hypothèse: les longs becs pourraient conférer un avantage au Royaume-Uni, car ils permettraient aux oiseaux d’accéder plus facilement à la nourriture mise à disposition dans les mangeoires, mangeoires qui sont particulièrement fréquentes dans les jardins de ce pays.

Grâce à des balises placées sur les oiseaux, les chercheurs ont découvert que les mésanges avec l’allèle C utilisaient les mangeoires plus souvent que celles avec un allèle T.

Il s’agit d’un indice qui laisse penser que les chercheurs pourraient avoir fait la bonne hypothèse: la disponibilité de la nourriture dans les mangeoires pourrait constituer un avantage pour les oiseaux avec un bec plus long qui pourraient ainsi y accéder plus facilement.

L’évolution de la longueur des becs de ces oiseaux a été observée depuis 25 ans. Les analyses génétiques ont été faites sur plus de 2’300 oiseaux: quelques 490’000 mutations ont été étudiées. Mais ces données, pour être validées, nécessiteront encore d’autres études minutieuses sur la génétique de ces oiseaux et sur leur environnement.

Source:

Recent natural selection causes adaptive evolution of an avian polygenic trait
Understanding evolution (Berkeley): A New Story of Birds and Beaks

Voici la séquence ADN correspondant au gène de l’insuline dans le génome de référence de l’homme, du chimpanzé, de la vache et d’un poisson. En rouge: les exons.
Ces 4 gènes sont ‘orthologues’: ils codent pour une protéine similaire, qui a la même fonction biologique et un ancêtre commun.

^{L’insuline existe chez tous les vertébrés depuis les myxines (un taxon très ancien, dont les individus ont vécu probablement il y a quelques 100 millions d’années) jusqu’à l’homme (un taxon plus récent, qui est apparu il y a environ 7 millions années).}

Voici les séquences ‘de référence’ de la protéine insuline de l’homme, du chimpanzé de la vache et d’un poisson.

Amusez-vous à trouver les différences !

Construisez des arbres à l’aide du programme Philophylo

• Choississez une protéine
• Philophylo recherche les séquences de cette protéine chez différentes espèces dans la banque de données UniProtKB/Swiss-Prot
• Philophylo compare les séquences des protéines… dans le jargon bioinformatique, il construit un ‘alignement multiple’.
• Des programmes bioinformatiques évaluent les différences ou similitudes observées dans l’alignement. Le résultat est ‘modélisé’ sous la forme d’un arbre. Les embranchements correspondent à des organismes ancestraux hypothétiques.
• Remarque: Philophylo ne construit pas un vrai arbre phylogénétique (les calculs seraient beaucoup plus compliqués et trop longs !).

Qui est le ‘cousin’ du concombre ?
– Vous pouvez découvrir qui a un ancêtre commun avec le concombre en construisant un arbre phylogénétique avec les séquences du Récepteur à l’éthylène.

Qui est le ‘cousin’ du dodo ou du mammouth ?
– Vous pouvez découvrir qui a un ancêtre commun avec le dodo ou le mammouth en construisant un arbre phylogénétique avec les séquences du Cytochrome B.