Reproduction sexuée et diversité phénotypique

Mécanismes de la reproduction sexuée et diversité phénotypique

Introduction

La reproduction sexuée met en jeu deux mécanismes successifs : la méiose et la fécondation. La méiose est un mécanisme composé de deux divisions cellulaires successives (sans réplication intermédiaire) permettant la formation de quatre gamètes haploïdes à partir d'une cellule mère diploïde. La fécondation permet de rétablir la diploïdie par la fusion de deux gamètes haploïdes.

Au cours de la reproduction sexuée, des brassages génétiques se réalisent, entraînant une diversité génétique et phénotypique chez les descendants. Le phénotype est l'ensemble des caractères issus de l'expression des gènes.

À partir de deux populations de drosophiles de phénotypes différents (population 1 : [corps clair ; ailes longues] et population 2 : [corps sombre ; ailes courtes]), des généticiens réalisent deux croisements successifs. Nous cherchons à expliquer comment la reproduction sexuée permet d'obtenir cette diversité phénotypique. Les deux populations étudiées sont homozygotes pour les deux gènes indépendants considérés (couleur du corps et longueur des ailes).

I. Premier croisement

Les individus des deux populations sont homozygotes :

• Gène « couleur du corps » : allèles e+ (clair, dominant) et e (sombre, récessif).
• Gène « longueur des ailes » : allèles vg+ (longues, dominant) et vg (courtes, récessif).

Génotypes :

• Population 1 : (e+//e+ ; vg+//vg+)
• Population 2 : (e/e ; vg/vg)

Le croisement entre ces populations produit une génération F1 hétérozygote (e+//e ; vg+//vg) de phénotype homogène [corps clair ; ailes longues]. Ce croisement n'entraîne pas de diversité phénotypique.

II. Deuxième croisement : Le test-cross

Les généticiens réalisent un second croisement entre les drosophiles hétérozygotes de F1 et des individus doubles homozygotes récessifs (population 2).

A. La méiose des individus de F1

Au cours de la première division de méiose, la séparation indépendante des paires de chromosomes homologues (anaphase 1) conduit à un brassage interchromosomique. Chaque cellule reçoit l'un ou l'autre des chromosomes de chaque paire.

On obtient quatre types de gamètes en proportions équiprobables :

• Deux gamètes de type parental : (e+ ; vg+) et (e ; vg).
• Deux gamètes de type recombiné : (e+ ; vg) et (e ; vg+).

B. La fécondation

La rencontre aléatoire des gamètes de F1 avec ceux de la population 2 (génotype e/e ; vg/vg) produit une génération F2 diversifiée :

• Deux phénotypes parentaux : [corps clair ; ailes longues] et [corps sombre ; ailes courtes].
• Deux phénotypes recombinés : [corps clair ; ailes courtes] et [corps sombre ; ailes longues].

Ces quatre phénotypes apparaissent dans des proportions équiprobables (25 % chacun).

Conclusion

La reproduction sexuée, par le biais de la méiose (brassage interchromosomique) et de la fécondation, permet d'obtenir une diversité génétique et phénotypique importante, illustrée ici par l'apparition de nouvelles combinaisons chez les descendants.