Exercice — dans l'esprit des devoirs de contrôle
On se propose d’étudier quelques aspects de l’évolution biologique. Le document 1 donne la séquence d’une portion de myoglobine (10 acides aminés) chez trois espèces de vertébrés :
- Cheval : Gly – Leu – Ser – Asp – Gly – Glu – Trp – Gln – Leu – Ser ;
- Chien : Gly – Leu – Ser – Asp – Gly – Glu – Trp – Gln – Leu – Val ;
- Poule : Gly – Leu – Ser – Asp – Gln – Glu – Trp – Gln – Gln – Val.
Document 2 — nombre de positions identiques (sur 10) entre espèces prises deux à deux :
- cheval / chien : 9 identités (1 différence) ;
- cheval / poule : 7 identités (3 différences) ;
- chien / poule : 8 identités (2 différences).
- Comparer les séquences du document 1. Que peut-on déduire quant à la variabilité de cette protéine entre espèces ?
- À partir du document 2, classer les degrés de parenté entre les trois espèces.
- Dresser l’arbre phylogénétique correspondant et justifier la position de chaque nœud (ancêtre commun).
- Déduire que ces trois vertébrés partagent un ancêtre commun et préciser le couple d’espèces les plus étroitement apparentées.
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche
1. Les trois séquences partagent une trame commune (plusieurs acides aminés identiques aux mêmes positions) mais diffèrent en un petit nombre de positions. Déduction : la protéine présente une variabilité limitée entre espèces ; ces différences s’interprètent dans le cadre de l’évolution biologique à partir d’une molécule héritée d’un ancêtre commun (homologie moléculaire).
2. Degré de parenté d’autant plus fort que le nombre d’identités est élevé : cheval–chien (9) > chien–poule (8) > cheval–poule (7). Les mammifères (cheval, chien) sont plus proches entre eux que chacun ne l’est de la poule.
3. Arbre phylogénétique (lecture des distances) : une racine représente l’ancêtre commun aux trois espèces ; un premier nœud sépare la lignée menant à la poule de la lignée des mammifères ; un second nœud (plus récent) est l’ancêtre commun du cheval et du chien, qui divergent ensuite. Justification : le couple cheval–chien a le moins de différences, donc le plus récent ancêtre commun.
4. Les similitudes de séquence (et la structure comparable du membre antérieur chez les vertébrés, non reproduite ici) indiquent un ancêtre commun. Parenté la plus étroite : cheval et chien. L’arbre phylogénétique résume ces relations de parenté.