les limites de la plasticité génomique des espèces?

[ramzus2]

bonjour tout le monde
je me souvient lorsqu'on a étudié l'adaptation et l'évolution qu'on a dit que toute espèce vie et survie grâce à son génome et que plusieurs n'utilise pas la totalité des gènes activables qu'ils possèdent or les innovations physiologique et phénotypique qui apparaissent lorsqu'une espèce descends d'une autre, sont le résultat d'un changement épigénétique et le résultat de la réutilisation ou l'apparition d'une nouvelle configuration épigénétique...
je me demande alors quels sont les limites de cette plasticité et quel rôle a la mutation dans l'apparition de nouveaux gènes...
je suppose que suite à un gros stress biologique les mutations qui font apparaître de nouveaux organes ou qui modifient la fonction d'une nageoire en patte est favorisé...
par exemple l'Homme qu'est ce qu'il peut faire apparaître chez lui avec l'utilisation de nouveaux gènes activable? est ce qu'on pourrait développer un troisième œil par exemple, ou est ce que notre épigénétique est parfaite et qu'on a pas de marge de manœuvre évolutif plus que nous sommes évolué?
portez vous bien.
cordialement
ramzi
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[dalmia]

Hello Ramzus,

Si je peux me permettre une petite remarque, privilégie les phrases courtes ta première phrase est très très longue et ça nuit à la compréhension de ton message.

L'apparition de différentes espèces ne relève pas que de l'épigénétique mais aussi (surtout !) de la génétique, si tu fais bien la différence.

"quels sont les limites de cette plasticité" : les limites relèvent de l'importance d'une molécule, de son rôle dans un mécanisme capital, de si d'autres molécules peuvent avoir le même rôle. Si une mutation apparaît dans un gène qui n'existe qu'en un seul exemplaire dont l'importance est capitale, ta cellule est foutue, elle meurt. Trop dangereux de conserver une mutation pareille, et d'ailleurs si la cellule ne survit pas, ben on peut pas de toute façon. En revanche, si mutation dans un gène qui vient modifier par exemple la spécificité d'une enzyme (enzyme 1 modifiée), alors que le produit d'un autre gène est une enzyme (enzyme 2) qui assure la même fonction que l'enzyme 1 initiale (redondance), alors cette mutation va pouvoir être conservée.

C'est pour ça que si tu prends les séquences d'ARN ribosomiques, par exemple, d'eucaryotes, procaryotes et archées, ils sont presque similaires. Pourquoi ? Ben ces molécules - primordiales pour le fonctionnement "basique", essentiel de toute cellule - qui ne peuvent être remplacées par d'autres sont quasi intouchables, sinon c'est la mortalité cellulaire assurée, où qu'on soit dans le vivant.
A l'inverse, si tu considères des séquences intergéniques, ben là a priori tu peux te permettre du muter tout ça beaucoup plus (attention quand même aux séquences intergéniques qui ont des rôles de régulation) sans foutre la cellule en l'air. Ce genre de séquences sont méconnaissables d'une espèce à une autre.

Métaphore : on te file un texte, tu dois en changer un certain nombre de mots tout en conservant la signification. Si tu remplaces un mot par un autre mot synonyme, alors tout va bien. Si tu mets la dernière phrase au début, que tu changes un verbe pour un autre qui n'a rien à voir, et que tu enlèves des mots sans rien mettre à la place etc, ben le nouveau texte ne veut plus rien dire.

En gros, une mutation favorable va être conservée, une mutation sans impact peut l'être, une mutation défavorable conduit le plus souvent à la mort de la cellule, tout cela en considérant quel gène est touché, est-il dupliqué, quel est son rôle, si c'est un gène de type II, quel domaine précisément de la protéine codée est touchée (domaine catalytique crucial ou domaine structural un peu modulable ?).

"quel rôle a la mutation dans l'apparition de nouveaux gènes...". Alors tu as plein de types de mutations. A un niveau très local, mutation de l'ADN, codon transcrit différent, acide aminé modifié. Ce genre de mutation est notamment à l'origine du polymorphisme : ce sont les variations que l'on retrouve au sein d'une même espèce et qui donnent naissance à différentes variations d'un gène : les allèles. Un gène peut être dupliqué et se retrouver donc en plusieurs copies dans ton génome. De tels gènes vont pouvoir évoluer beaucoup plus s'il existe quelque part le gène initial inchangé. Il peut y aussi avoir carrément des recombinaisons, par exemple une séquence génique qui correspond à un domaine protéique particulier qui est recombinée au sein d'un gène existant : et PAF, te voilà avec une protéine qui possède un domaine supplémentaire, donc une fonction additionnelle ou modifiée. On pourrait aussi parler du transfert horizontal mais là on y va à la bourrin : c'est le transfert de gènes entre organismes, de la même espèce ou non. ça marche très bien entre bactéries, c'est beaucoup plus anecdotique en considérant des organismes différents. Mais j'ai lu il y a qq jours que certains de nos gènes proviennent de bactéries et de virus, incroyable non ? Donc le transfert inter-espèces et en plus entre procaryotes et eucaryotes existe aussi apparemment !

"je suppose que suite à un gros stress biologique les mutations qui font apparaître de nouveaux organes ou qui modifient la fonction d'une nageoire en patte est favorisé..." Attention, j'ai du mal à imaginer qu'un nouvel individu puisse naître avec plusieurs nouveaux organes d'un coup, c'est violent comme évolution. Le rythme est plutôt lent et progressif. J'imagine qu'il y a des exceptions, mais la tendance générale, c'est quand même du petit à petit. Imagine le génome initial comparé au nouveau génome avec plein d'infos supplémentaires pour l'apparition de ces nouveaux organes. Ce serait dingue de considérer la mise en place tout ça d'un seul coup pour déboucher sur un nouvel organisme bien plus complexe et fonctionnel.

"est ce qu'on pourrait développer un troisième œil par exemple, ou est ce que notre épigénétique est parfaite et qu'on a pas de marge de manœuvre évolutif plus que nous sommes évolué?". L'évolution est constante et ne cessera jamais. Pas forcément au même degré avec les millions d'années qui passent. Après tout, s'il y avait des oiseaux au temps des dinosaures, ça laisse penser que eux n'évoluent plus. Mais à un niveau très bas, bien sûr que si, c'est inévitable. Les espèces doivent s'adapter à un environnement qui évolue, sinon elles meurent, ou alors je sais pas moi elles doivent migrer. Développer un troisième oeil : l'image est rigolote mais je pense qu'il faudrait beaucoup de changements génétiques pour arriver à un tel résultat : modification quelque part de la structure osseuse (au milieu du front ? ), donc un oeil avec des paupières, un nerf optique, etc... Pour quel bénéfice ? Bon je ne dis pas que chaque élément dans le corps est important (j'ai une pote qui a un muscle supplémentaire à la jambe, ça ne lui sert à rien, a priori ) mais là enfin je serais surprise que l'évolution nous mène à plein de mutations successives pour arriver à ce résultat qui ne me paraît pas en valoir la peine si jamais l'Evolution me demande mon avis

En espérant que ma réponse te soit utile,
Dalmia

[ramzus2]

j'ai dis que les modifications épigénétiques conduisent soit à une nouvelle adaptation, soit à quasiment une spéciation. mais d'abord comment je défini l'épigénétique, c'est les modifications génétique de méthylation et déméthylation de gènes pour signifier à la "vie" exprime ce gène ou fait le taire. je précise que les organismes ne sont doués d'aucune intelligence mais la structure génétique de l'individu réagit très bien au facteur physico-chimique du milieu et c'est bien eux qui causent des changement épigénétique...

vous savez, dans ma conception des choses j'imagine l'être vivant comme le cockpit d'un avion, ou une équation à plusieurs inconnues, une série A de gène actif donne une bactérie par exemple, et une série B de gène actif donne un champignon, et une autre série donne un humain, le fait qu'on possède des gènes de bactéries et de virus dans notre génome prouve que nous avons une origine commune, mais je suppose que tout se joue dans l'épigénétique du zygote, si cette épigénétique change on aura un nouvel individu peut être totalement différent des parents...

donc ma question en quelques sorte c'est quel est le nombre de combinaison possible de gène activé et désactivé d'une espèce de bactérie par exemple pour évoluer vers une espèce plus extrêmophile par exemple, ou au contraire plus "clémophile" (je veux dire aime les températures clémentes)...et au niveau des Hommes que peut on modifier en changeant les paramètres d'humidité et d'irrigation sanguine d'un utérus artificiel? risque t on de développer des humains plus différents, plus intelligent par exemple, ou au contraire plus bête?

[JPL]

Désolé de te faire de la peine ramzus mais ce que tu imagines sur l’être vivant est de l’imagination mal informée et les questions que tu poses n’ont aucun sens (presque comme des mots alignés au hasard) parce que tu mélanges tout. Il ne doit pas être trop difficile je suppose, même en Algérie, de trouver de bons livres de biologie si l’on est motivé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[ramzus2]

donc dans ce cas qu'est ce qui différencie une espèce d'une autre? je veux dire à part l'épigénétique qui diffère qu'est ce qui différencie une espèce extrêmophile d'une espèce qui aime les températures clémente? en plus lorsque à une certaine époque je me posais la question de est ce que la vie est douée d'intelligence pour pouvoir inventer des trucs tout en évoluant, et la possibilité de l'existence d'un gène architecte, vous m'avez tous brandit le drapeau halte, tu philosophe, tu mélanges tout, vous m'aviez à l'époque conseillé la biologie moléculaire du gène, de me pencher dessus et ce que j'ai découvert c'est ce que je suis entrain de dire, quel est donc la bonne définition du vivant? je me souviens que mon prof de génétique des populations a dit, "les gènes qui "dorment", i.e inactifs, chez les êtres vivant ce sont accumulés durant l'histoire évolutif de la vie, et si un jour une espèce rencontre une difficulté à s'adapter à des changements dans son environnement elle puisera dans ces gènes" c'est à dire l'évolution probable d'une espèce même celle de l'homme, dépends de ce qu'il a comme gènes activables aux besoins, c'est pas tout nos gènes qui font de nous des Hommes...est ce que mon prof comprends de travers ou c'est moi qui comprends de travers?
excusez mon caractère lourd dans la compréhension ou plutôt mon caractère catastrophique dans la formation, et arrêtez de me le rappeler à chaque fois, je veux dire on a compris il y a des lacunes comment les rectifier c'est ça la question, ce caractère ne vient pas de moi je sort d'un système défectueux et encore croyez moi la plupart de gens de ma promo aujourd'hui presque ignore où est situé le noyau dans une cellule, je suis parmi les meilleurs malgré mes défauts...
rien que la langue française que je maîtrise bien est un handicap pour 60 % des étudiant et pour 30% autres ils ne se souviennent de rien de leur études, et les 10% qui restent ils se sont vraiment formé plus ou moins.

[Fraggle Rock]

Bonjour Ramzi,

je crois comprendre la façon dont vous imaginez l'évolution du vivant. Contrairement à ce que dit JPL, je ne crois pas que ce soit n'importe quoi. Il y a encore débat sur nombre de mécanismes de l'évolution et l'importance de l'épigénétique dans ces mécanismes fait également débat. Je rejoins néanmoins dalmia pour dire que les mécanismes essentiels sont génétiques. La base c'est l'apparition aléatoire de mutations génétiques qui tendront à disparaître si elles sont défavorables ou à se multiplier si elles sont favorables à la survie ou à la reproduction de l'individu mutant (grâce à sa reproduction).
Après, il ne faut pas imaginer notre espèce différente des autres sur ce point. Il y n'y a pas plus de perfection, que d'objectif à atteindre. Toutes les espèces évoluent et ont une certaine potentialité à évoluer en situation de stress, ou à disparaître. Le Xénope par exemple est une espèce tetraploïde. Elle a tous ses gènes en 4 exemplaires, qui sont plus ou moins différentiellement exprimés. Les possibilités de mutation et d'apparition de nouvelles fonctions sont a priori nombreuses.
Chez d'autres espèces, c'est le nombre d'individus qui donne la potentialité à évoluer. Pourquoi les moustiques s'adaptent aux insecticides ou les bactéries aux antibiotiques ? Leur nombre est tel que la probabilité qu'un individu ait par hasard une mutation favorable à la survie devient élevée.
Notre espèce est déjà assez nombreuse et notre génome présente de nombreuses duplications de gènes, des pseudogènes, et des gènes dont l'expression est inhibée de façon épigénétique. Par exemple, on sait que dans la population, certaines personnes (rares) sont résitantes au virus du SIDA. S'il n'y avait pas eu de tri-thérapie, l'espèce se serait quand même adaptée.

Si vous voulez faire évoluer une espèce de façon artificielle, je ne garantie pas l'efficacité de votre méthode d'utérus stressé. Ce que vous obtiendrez plus probablement c'est un foetus affaiblit, voire un avortement. Par contre, il y a des méthodes qui ont fait leurs preuves : la mutagenèse dirigée. On peut générer des mutations à volonté aujourd'hui, transformer un gène en celui d'une autre espèce, ou bien simplement transférer un gène d'une espèce dans le génome d'une autre. Il s'agit de techniques de génétiques qui sont utilisées depuis de nombreuses années, par exemple chez la drosophile. Et les drosophiles de laboratoire sont maintenant quasiment impossible à croiser avec des souches de la nature. Le but de ces manipulations n'est pas d'obtenir une nouvelle espèce, mais d'étudier la fonction de ces gènes, mais nul doute qu'on pourrait facilement aboutir à une nouvelle espèce de cette façon.
L'autre méthode, c'est tout simplement la sélection artificielle. Cela fait plus de 100000 ans que l'homme pratique cela sur les espèces qui l'entourent. Grâce à la sélection artificielle, les hommes ont obtenu des chiens à partir des loup, des cochons à partir des sangliers, des vaches à partir des aurochs sauvages, des poules domestiques à partir de faisans, et toute une variété de légumes et de plantes cultivées à partir de plantes sauvages...
Donc, on sait forcer l'évolution d'une certaine façon, mais il est bien sûr interdit et éthiquement inacceptable de faire cela sur l'espèce humaine. La tentative de manipuler le génome humain pour modifier l'espèce s'appelle l'eugénisme et cela a conduit aux pires dérives jusqu'à la seconde guerre mondiale.

[JPL]

Je passe ici juste par courtoisie pour dire que je ne peux pas approfondir. Je suis en effet en déplacement pour quelques jours encore et je ne peux me connecter que tardivement pour me limiter au strict nécessaire de mon boulot de modérateur.

[Flyingbike]

ce n'est pas l'expression des gènes qui définit la notion d'espèce. Vous confondez génome et transcriptome, mutation et expression....

Sur ces bases farfelues, je ne vois pas en quoi il est intéressant de débattre.....