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Fougere et chromosomes ...



  1. #1
    phen

    Fougere et chromosomes ...


    ------

    Bonjour à tous,

    j'ai une question qui est peut être très naïve:
    Pourquoi la fougère possède 1200 chromosomes et ne semble pas capable de fabriquer des fusées alors que nous avec seulement 46 pouvons le faire ? Ou dit autrement pourquoi n'y a t-il apparemment pas de corrélation entre nombre de chromosome et complexité d'un organisme ?

    merci d'avance,
    Phen.

    -----

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  3. #2
    Amanuensis

    Re : Fougere et chromosomes ...

    Qu'est-ce qui permet de penser qu'il n'y a pas de corrélation avec la complexité de l'organisme ?

    Ce n'est pas l'organisme humain qui est complexe, mais son mode de vie, les informations qu'il stocke dans le cerveau, son langage, sa conceptualisation du monde, etc. Ce n'est pas codé dans les chromosomes, tout ça...

    Ceci dit, il n'y a pas corrélation entre le nombre de chromosomes et la "complexité" de l'organisme, mais cela se montre avec d'autres données que l'homme...

    Déjà, le nombre de chromosomes c'est un peu comme le nombre de chapitres d'un livre. Pourquoi y aurait-il corrélation entre le nombre de chapitres d'un livre et sa complexité ?

    Une mesure un poil meilleure c'est le nombre de bases du génome. À taille égale, un génome peut être composé de plein de petits chromosomes ou de quelques gros.

    Mais cette mesure n'est pas satisfaisante. Si un livre fait 1000 pages, mais que tous les chapitres sont répétés dix fois, à l'identique, il ne sera guère plus complexe qu'un livre de 100 pages sans répétition. Faudrait plutôt une mesure de l'information contenue dans le génome (disons la taille du plus petit fichier compressé permettant de décrire la séquence de base). La redondance (rapport entre la taille brute du génome et sa taille compressé) peut varier pas mal d'une espèce à une autre (elle est par exemple bien plus élevée chez les eucaryotes en général que chez les procaryotes), ce qui rend la seule donnée de la taille du génome insuffisante.

    [On peut continuer sur les critères pour "mesurer" un génome, parler du nombre de séquences codant des protéines, par exemple, mais je ne vais pas aller plus loin dans ce message.]

    Et les fougères ? Eh bien elles sont dans le cas "répétition de chapitres". Celles qui ont beaucoup de chromosomes sont principalement celles à forte polyploïdie, les chromosomes étant pas mal répétés...
    Dernière modification par Amanuensis ; 28/09/2011 à 16h25.

  4. #3
    kamor

    Re : Fougere et chromosomes ...

    Et bien... parce que !!!
    Non honnêtement je ne suis pas sur que nous sachions pourquoi. Par contre, la possibilité de créer une fusée n'indique en rien une supériorité de complexité. Notre seul avantage, c'est notre cerveau. Les régulations au sein d'une fougère sont peut être beaucoup plus complexe que celle au sein d'un corps humain. De plus plus de chromosomes, ok mais le total de cette information est il supérieure ?
    Je tiens quand même à rappeler cet "exemple" : au début du séquençage, on estimait notre génome à 100 000, maintenant on atteindrait à peine 25 000 gènes. Car des phénomènes tel que l'épissage complique énormément la lecture, un même gène pouvant alors amener à différentes protéines et donc fonction.

  5. #4
    Flyingbike

    Re : Fougere et chromosomes ...

    comme dit précédemment, il n'y a pas de lien entre le nombre de chromosomes et la complexité d'un EV, qui elle même n'a pas de rapport avec la capacité a faire une fusée.

    A mon avis, le seul lien qui peut avoir une pertinence, c'est le nombre de gènes par rapport a la complexité (complexité de l'organisme, pas de ses possibilités de réalisations, c'est a dire types cellulaires, voies de signalisation, régulation de tout un tas de paramètres, adaptabilité, etc...)

  6. #5
    phen

    Re : Fougere et chromosomes ...

    Merci pour vos réponses !

    @Amanuensis:
    Ce n'est pas l'organisme humain qui est complexe, mais son mode de vie, les informations qu'il stocke dans le cerveau ... Ce n'est pas codé dans les chromosomes, tout ça...
    J'aurais naïvement eu tendance à penser que pour faire des choses "compliquées" (le terme n'est peut être pas approprié ...), il fallait un cerveau capable de faire plein de choses et pour avoir un tel cerveau il faillait des gènes capables de coder plein de fonctions.

    À taille égale, un génome peut être composé de plein de petits chromosomes ou de quelques gros.
    Ah ok ! Je m'en doutais un peu mais je n'en étais pas sur.

    Eh bien elles sont dans le cas "répétition de chapitres"
    Ok !

    Donc si je comprend bien: une explication possible est que la fougère contienne beaucoup de "petits" chromosomes contenant relativement peu d'info et en plus cette info est possiblement répétée plein de fois. Du coup nouvelle question:
    a quoi sert une telle redondance de l'info ? Surtout que j'imagine que l'info redondante n'est pas forcement la même...

    @kamor
    Les régulations au sein d'une fougère sont peut être beaucoup plus complexe que celle au sein d'un corps humain.
    Ok donc mon point de vue "la fougère est simple" est un anthropocentrisme primaire et il se peut qu'elle soit en faite assez complexe mais de manière non visible ...

    épissage complique énormément la lecture, un même gène pouvant alors amener à différentes protéines et donc fonction
    Wow ca simplifie pas le problème ...

    Phen

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Cendres

    Re : Fougere et chromosomes ...

    Citation Envoyé par phen Voir le message
    Ok donc mon point de vue "la fougère est simple" est un anthropocentrisme primaire et il se peut qu'elle soit en faite assez complexe mais de manière non visible ...



    Phen
    Pour information là-dessus, par expérience, les discussions sur la "complexité" des organismes vivants est facilement interminable.
    N'a de convictions que celui qui n'a rien approfondi (Cioran)

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  10. #7
    Amanuensis

    Re : Fougere et chromosomes ...

    Citation Envoyé par phen Voir le message
    Ce n'est pas l'organisme humain qui est complexe, mais son mode de vie, les informations qu'il stocke dans le cerveau ... Ce n'est pas codé dans les chromosomes, tout ça...
    J'aurais naïvement eu tendance à penser que pour faire des choses "compliquées" (le terme n'est peut être pas approprié ...), il fallait un cerveau capable de faire plein de choses et pour avoir un tel cerveau il faillait des gènes capables de coder plein de fonctions.
    Il se pourrait qu'un nombre de neurones élevé suffise à augmenter les capacités. Or augmenter ce nombre ne met pas en jeu plus de fonctions, cela peut se faire en jouant juste sur des différences de vitesse de croissance. Pas du tout évident que cela change le nombre de gènes.

    On peut faire un parallèle avec des machines : les plans d'un quadri-processeur et ceux d'un système couplant 256 processeurs n'ont pas de raison d'être de tailles significativement différentes.

    Ce qui est "compliqué" dans le système nerveux, c'est la structure d'un neurone et les mécanismes de communication entre neurones, et cela met en jeu un nombre de gènes essentiellement indépendant du nombre de neurones.

    Si on continue le parallèle avec les machines, la différence de complexité apparaît avec la programmation. Dans le cas des humains, cette "programmation logicielle" est essentiellement obtenue par interactions avec l'environnement. Notre complexité reflète la complexité de notre environnement, et en tire son origine. Les humains ont un mode de vie "compliqué" parce que le gros cerveau permet d'extraire et mémoriser "plus de complexité" de l'environnement. Là encore, pas besoin de beaucoup de gènes pour cela. Pire, cela peut permettre de simplifier certaines fonctions, d'où éventuellement des gènes en moins.

    Donc si je comprend bien: une explication possible est que la fougère contienne beaucoup de "petits" chromosomes contenant relativement peu d'info et en plus cette info est possiblement répétée plein de fois.
    Cela (me) paraît une bonne hypothèse, mais faudrait des spécialistes pour la corroborer.

    Du coup nouvelle question:
    a quoi sert une telle redondance de l'info ? Surtout que j'imagine que l'info redondante n'est pas forcement la même...
    Peut-être à rien ou pas grand chose. Chez les fougères la polyploïdie est courante. Au lieu d'avoir toujours une reproduction "normale", deux gamètes à n chromosomes donnant une cellule oeuf à 2n chromosomes, il y a manifestement de temps en temps des événements genre 2n + 2n --> 4n, ou n + 2n --> 3n, etc.

    Au début cela ne sert à rien, juste un exemple d'accident coutumier dans le vivant.

    À long terme la redondance va disparaître ou être utilisée.

    Deux exemples concernant les vertébrés :

    1) imaginons que le gène d'un pigment rétinien se dédouble accidentellement. Au début, pure redondance inutile. Mais d'autres accidents peuvent modifier les deux gènes suffisamment pour rendre les deux pigments générés légèrement différent, et modifier ainsi le pic de fréquence de sensibilité. Il y a alors une meilleure discrimination possible des spectres lumineux ("plus de couleurs"). Ce qui était redondance utile "sert à quelque chose". (C'est comme cela qu'on explique le passage de la dichromatie (deux axes de couleur, YB) des mammifères originaux à la trichromatie (trois axes de couleur, RGB) des simiens (une branche des primates à laquelle nous appartenons.)

    2) un article récent (à retrouver) argumente l'hypothèse que les vertébrés (il me semble) étaient à l'origine quadriploïde. Leurs ancêtres immédiat avait 2x12 chromosomes, un accident a amené une quadriploïdie à 4x12 chromosomes qui a évolué vers 2x24 chromosomes par différentiation des chromosomes homologues.

    Ce mécanisme de duplication/différentiation semble assez commun dans l'histoire des lignées du vivant. Alors, peut-on dire que la redondance originelle "ne sert à rien" ? Oui dans un premier temps, et elle peut être même un fardeau, peut-être que non à long terme.

    Il faut se retirer de la tête que tout sert à quelque chose dans le vivant. Si un accident crée de "l'inutile", il peut néanmoins prospérer, si le fardeau n'est pas trop lourd. Et la combinaison d'autres accidents et de la sélection naturelle peut faire que, éventuellement, cela "serve à quelque chose".
    Dernière modification par Amanuensis ; 30/09/2011 à 09h31.

  11. #8
    phen

    Re : Fougere et chromosomes ...

    Citation Envoyé par Cendres Voir le message
    Pour information là-dessus, par expérience, les discussions sur la "complexité" des organismes vivants est facilement interminable.
    Oui j'ai cru comprendre !

    Il se pourrait qu'un nombre de neurones élevé suffise à augmenter les capacités. Or augmenter ce nombre ne met pas en jeu plus de fonctions, cela peut se faire en jouant juste sur des différences de vitesse de croissance. Pas du tout évident que cela change le nombre de gènes.
    Ok. En fait à la base mon point de vue est plus général. J'ai pris l'exemple du cerveau car il me semblait parlant. Mais mon "impression" est plus globale. Le corps humain dans son ensemble me parait complexe que celui de la fougère (peut être à tord mais j'ai du mal à y croire quand même): nombreux organes aux fonctionnalités complexes ... Et pour coder tout ca je me serait dit qu'il fallait beaucoup d'info.
    Mais tout ça ne remet pas en cause ce qu'on a dit avant, si chez nous l'info est plus regroupée sur un même chromosome, s'il y a moins de redondances et si les gènes codent plus de choses ...

    imaginons que le gène d'un pigment rétinien se dédouble accidentellement. Au début, pure redondance inutile. Mais d'autres accidents peuvent modifier les deux gènes suffisamment pour rendre les deux pigments générés légèrement différent, et modifier ainsi le pic de fréquence de sensibilité.
    Très instructif. J'aurais pensé qu'un gène codait pour un caractère et étouffait ou pas l'autre (par dominance/récessivité). Mais pas que les deux pouvaient s'exprimer et faire des pigments différents qui en mutant pouvaient étendre le spectre.

    Ce mécanisme de duplication/différentiation semble assez commun dans l'histoire des lignées du vivant.
    Peut être que le fait que la fougère soit une "vieille plante" (il me semble?) explique aussi en partie la chose. Mais pas sur que cette hypothèse tienne la route, il doit bien y avoir des contre exemples.

    Il faut se retirer de la tête que tout sert à quelque chose dans le vivant. Si un accident crée de "l'inutile", il peut néanmoins prospérer, si le fardeau n'est pas trop lourd. Et la combinaison d'autres accidents et de la sélection naturelle peut faire que, éventuellement, cela "serve à quelque chose".
    Effectivement.

    Merci pour la réponse.
    Phen

  12. #9
    Cendres

    Re : Fougere et chromosomes ...

    Citation Envoyé par phen Voir le message
    Le corps humain dans son ensemble me parait complexe que celui de la fougère (peut être à tord mais j'ai du mal à y croire quand même): nombreux organes aux fonctionnalités complexes
    Démontrer des degrés de complexités est très compliqué. Il peut y avoir moins de tissus et d'organes...mais qui du coup accomplissent plus de fonctions que de nombreux organes simplifiés.
    Les fougères sont des "vieilles plantes" au sens où elles sont apparues avant les Angiospermes, mais les espèces actuelles ont subi autant de temps d'évolution que les autres êtres vivants actuels. Il faudrait donc trouver une façon de démontrer et calculer un "degré de complexité" pour chaque lignée, au minimum. Si c'était le cas, cela se saurait. Tu vois déjà dans quoi on s'embarque, en parlant de "complexité", et ça ne peut que dériver vers une autre conversation.
    N'a de convictions que celui qui n'a rien approfondi (Cioran)

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