Rôle des gènes du développement - le bec des pinsons

1. TS_T2_AP5
Le bec des pinsons

3. Un gène homéotique de souris, Hox B6 introduit dans un
œuf de drosophile
peut déclencher la formation de pattes à la place
d’antennes .
La mutation du gène antennapedia de la drosophile
donne le même résultat

4. Gènes homéotiques présents dans différents phyllums
(les couleurs correspondent aux gènes ayant un fort pourcentage d’identité)
(oursins)
(vers marins)
(ascidie…)
(amphioxus)
(truite, saumon…)
( souris, grenouille…)
(mouches)
(vers type Néréis)

5. Établissez sous forme de matrice de distance, l’homologie entre les gènes Dfd de la
drosophile et HoxB4 de l’Homme, et de la souris à l’aide du logiciel « Anagène 2 »
Banque de séquenceTS Stabilité et variabilité des génomesInnovation
génétiqueDuplications et familles multigéniquesgènes homéotiques

6. Exemple 2 : Gènes homéotiques et bec des pinsons
En 1835, de passage dans l'archipel des Galàpagos, Charles Darwin décrit des pinsons et
répertorie treize espèces. Ces espèces diffèrent essentiellement par la taille de leur corps,
la longueur et la largeur de leur bec. Darwin constate une corrélation entre le régime
alimentaire des espèces et la morphologie de leur bec.
En effet, les pressions de sélection liées au type de nourriture disponible et l'isolement
géographique entre les îles de l'archipel expliquent la diversification des treize espèces
actuelles à partir d'une même espèce ancestrale.
Feuilles Graines
Insectes
Larves
Bourgeon et fruits
Utilisation d’épines pour
capturer les insectes

7. Chez G. fortis et magnirostris, les deux espèces qui possèdent le bec le plus épais, le gène
codant pour BMP4 s’exprime de manière plus importante dans le mésenchyme du bec lors du
développement embryonnaire. Chez G. magnirostris, ce gène s’exprime également à un stade
plus précoce du développement embryonnaire.
En 2004, une équipe de l’université de
Harvard a analysé l’expression de l’ARNm
du gène Bmp4 (présent chez de
nombreuses espèces d’animaux) dans la
région de l’embryon à l’origine du bec.
L’ARNm est détecté grâce à un marquage
produisant une coloration noire sur des
coupes de tissu observées au microscope
optique.
Les résultats de leurs recherches sont
présentés ci-contre :
-A : phylogénie de six espèces de pinsons
appartenant au genre Geospiza et forme de
leur bec.
-B : développement embryonnaire du bec
(stade 26 = 4,5 jours) avec mise en
évidence de l’expression du gène Bmp4
-C : Développement embryonnaire du bec
(stade 29 = 5,5 jours) avec mise en
évidence de l’expression du gène Bmp4.
L’intensité de la couleur traduit l’intensité de
l’expression du gène.

8. Modification expérimentale de l'expression du gène Bmp4 chez
des embryons de poulet de 10 jours
Vu au MEB ( microscope électronique à balayage)