Corrigé (doc 45kb)

Corrigé SG Parenté entre les êtres vivants actuels et fossiles
Phylogenèse - Evolution Introduction
L'état actuel du monde vivant résulte de l'évolution : les espèces se
renouvellent les unes par rapport aux autres, et se transforment par
mutations.
Toutes les espèces ont une origine commune qui apparaît dans leur structure
cellulaire et moléculaire commune héritée d'un ancêtre commun.
Chercher la parenté c'est chercher le groupe frère partageant un ancêtre
hypothétique que ne possèdent pas les autres groupes.
L'Homme appartient au règne animal comme les autres vertébrés.
Les données moléculaires et chromosomiques indiquent que son plus proche
parent est le chimpanzé. I- Etablir des liens de parenté entre les organismes
A- Comparer les caractères homologues
Chez différentes espèces, un organe est homologue s'il se trouve lié par
les mêmes connexions aux organes voisins et présents une même origine
embryologique. On considère que l'homologie est une ressemblance héritée
d'un ancêtre commun. B- Déterminer les états ancestraux et dérivés de chaque caractère
Tous les caractères homologues ne sont pas informatifs. En effet, le
partage d'un caractère à l'état ancestral (on dit aussi primitif) comme
l'absence de température corporelle constante (absence d'homéothermie)
n'est pas un signe de proche parenté, tandis que le partage de l'état
dérivé (ou évolué, transformé), comme l'homéothermie permet d'identifier
une proche parenté entre les mammifères tous homéothermes. C- Comparer les molécules homologues
Chez différentes espèces, des gènes ou protéines sont homologues si les
ressemblances de séquences ne peuvent être dues au hasard. Ces
ressemblances s'expliquent si ces gènes sont légués par un ancêtre commun.
Les différences limitées de séquences correspondent alors à des mutations
indépendantes depuis la divergence des espèces. Bilan : Deux groupes ont une parenté d'autant plus grande qu'ils partagent
un plus grand nombre de caractères dérivés, ou que leurs molécules
homologues ont le plus petit nombre de différences possibles. II- Place de l'Homme actuel dans le règne animal
L'Homme partage des caractères cellulaires et anatomiques de plus en plus
nombreux avec tel ou tel être vivant, ce qui le rattache à des groupes de
plus en plus étroits (voir tableau). |L'homme est un |Caractères partagés* |
|Eucaryote |Cellules à noyau |
|Vertébré |Vertèbres |
|Tétrapode |4 membres locomoteurs soutenant le corps |
|Amniote |Développement de l'embryon dans une poche remplie de |
| |liquide (amnios) |
|Mammifère |Poils et allaitement |
|Primate |Pouce opposable |
|Hominoïde |Absence de queue (« grands singes ») |
|Hominidé |Ressemblances chromosomiques, moléculaires |
|Homininé |Bipédie (Australopithèques et Hommes actuel et fossiles) | * La citation de tous ces caractères n'est pas indispensable. III- Degré de parenté de l'Homme avec le Chimpanzé
L'Homme ressemble à certains grands singes anthropomorphes comme le
Chimpanzé, mais aussi le Gorille et l'Orang-Outan.
Les scientifiques considèrent que l'Homme et le Chimpanzé sont plus proches
parents entre eux qu'avec les autres espèces citées. Sur quels arguments
s'appuient-ils ?
- D'abord sur les ressemblances entre les séquences des gènes et
protéines homologues. Parmi les espèces citées, ce sont entre l'Homme
et le Chimpanzé que ces ressemblances sont maximales (de l'ordre de
99%, bien que ce pourcentage varie suivant les molécules étudiées).
- Mais également sur les ressemblances chromosomiques qui confirment
cette plus proche parenté.
Le caryotype de l'Homme (2n = 46 chromosomes) et le caryotype des grands
singes anthropomorphes (2n = 48 chromosomes) sont très proches. Chaque
paire chez l'Homme correspond à une paire (ou deux paires pour la paire 2
de l'Homme). Cette correspondance est établie en comptabilisant les
remaniements chromosomiques. C'est entre l'Homme et le Chimpanzé que cette
correspondance demande le moins de remaniement : l'Homme et le Chimpanzé
sont donc les plus proches parents. Conclusion
La comparaison des homologies anatomiques et moléculaires permet de montrer
le degré de parenté entre espèces. On montre en particulier que l'Homme,
qui appartient au règne animal, est parent avec les autres espèces. On
constate aussi que les données moléculaires et chromosomiques montrent que
le Chimpanzé est le plus proche parent de l'Homme. II-A Transmission du VIH à l'enfant Comparons l'évolution des anticorps dans les deux groupes. On peut
reconnaître:
- une première phase de 0 à 5 mois semblable dans les deux groupes. Elle
est caractérisée par une baisse régulière du taux d'anticorps qui
s'annule vers le 5e mois;
- une seconde phase différente dans les deux groupes. Dans le groupe 1,
le taux d'anticorps reste constamment nul alors qu'il augmente dans le
groupe 2 pour se stabiliser au bout de 10 mois.
Puisque le système immunitaire de l'enfant est non fonctionnel dans
les premiers mois qui suivent la naissance c'est que les anticorps
présents à la première phase correspond, dans les deux groupes, à la
dégradation des anticorps maternels anti-VIH qui disparaissent
totalement vers le 5e mois.
Puisque dans le groupe 1, il n'y a pas d'anticorps anti-VIH alors que
le système immunitaire des enfants est devenu fonctionnel, c'est que
ces enfants ne sont pas infectés par le virus.
Par contre, dans le groupe 2, l'augmentation du taux d'anticorps anti-
VIH après 5 mois traduit une réaction immunitaire vis-à-vis du VIH
chez les enfants de ce groupe. Le virus est donc présent: il est passé
de l'organisme maternel à celui de l'enfant avant la naissance. II-B
Un vaccin contre le tétanos Introduction
On appelle phénotype immunitaire l'expression de tous les types d'anticorps
et de récepteurs T présents sur les lymphocytes. Celui-ci est en
perpétuelle évolution en fonction des antigènes que ces cellules
rencontrent.
Nous montrerons dans le cas du tétanos, que le phénotype immunitaire évolue
quantitativement et qualitativement, avant de justifier le calendrier
vaccinal contre le tétanos. I- Etablir des documents
Etude du document 1
On réalise des injections de toxine tétanique (TT) ou de toxine atténuée
(AT) à différentes souris.
La mort de la souris 1 montre que la TT est mortelle. En revanche, la
survie de la souris 2 après l'injection d'AT montre que l'AT n'est pas
mortelle.
Les résultats des traitements que l'on fait subir aux souris 3 et 4
montrent que l'injection d'AT immunise contre la TT à condition qu'elle
soit faite suffisamment longtemps avant l'injection de TT. Un écart de 15
jours est suffisant, mais il est possible que ce soit moins. L'antigène non
pathogène (AT) a donc été mémorisé et lorsque l'antigène pathogène arrive,
il est reconnu et efficacement combattu.
La survie de la souris 5 malgré l'injection de TT montre que le sérum
contient l'agent immunisant contre la TT. Or le sérum ne contient que des
molécules. On en déduit que l'immunité contre la TT est moléculaire et que
ce pourrait être des anticorps.
Enfin, la mort de la souris 6 après injection de toxine diphtérique (TD)
montre que l'immunité acquise grâce à l'AD n'opère pas contre la TT et
qu'elle est donc spécifique. Etude du document 3
Ce document nous indique la concentration plasmatique d'anticorps chez un
enfant au cours de ses dix premières années.
Dans les mois qui suivent sa naissance, un bébé possède en grande quantité
des anticorps transmis pas sa mère. Vers 3 mois, la concentration de ces
anticorps maternels devient très basse alors que ses propres anticorps ne
sont pas encore fabriqués en grande quantité. La concentration des
anticorps produits par le bébé n'atteindra sa valeur définitive que vers 1
an. On voit donc que le bébé n'est capable de produire des anticorps en
grande quantité qu'à partir de l'âge de 1 an et que pendant la période
comprise entre 3 et 9 mois, il a relativement peu d'anticorps. Etude du document 2
Ce document nous présente des données relatives à l'influence possible
d'injections d'anatoxine tétanique à un animal ou à une personne au cours
de sa vie.
LE document 2a indique les effets d'injections d'anatoxine tétanique à un
animal. Suite à une première injection, la concentration d'anticorps croit
lentement (environ 0,01 UI.mL-1 par semaine). Une semaine après la
troisième injection, la concentration atteint la valeur de 12 UI.mL-1 et
vaut encore 5 UI.mL-1 315 jours après. L'animal a donc acquis une
protection durable contre le tétanos.
Le document 2a nous indique aussi qu'une protection efficace contre le
tétanos nécessite 0,05 UI.mL-1, ce qui laisse penser que deux injections
auraient pu suffire. Mais comme à long terme la concentration baisse
toujours un peu, il vaut probablement mieux dépasser largement la valeur
limite et faire dans ce but une troisième injection.
Le document 2b est le calendrier vaccinal appliqué aux êtres humains au
cours de la vie. On voit que l'on fait trois injections de vaccin contre le
tétanos entre 2 et 4 mois, puis trois injections de rappel entr