Fiche de révision : Endosymbiose et évolution cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Gènes et échanges chromosomiques
2. Notions fondamentales d’endosymbiose
3. Bénéfices et intégration évolutive
4. Endosymbioses facultatives
5. Endosymbioses permanentes
6. Origine des organites eucaryotes

📖 1. Gènes et échanges chromosomiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Gène : Séquence d’ADN transcrite en ARNm puis traduite en protéine.
• Crossing-over : Échange de gènes entre chromosomes homologues au cours de la méiose.

★ À maîtriser

• Au cours de la méiose, des échanges ont lieu entre les chromosomes homologues.

Compléments

• Les cellules se multiplient au cours de la vie.

📖 2. Notions fondamentales d’endosymbiose

🔑 Notions clés & Définitions

• Symbiose : Interaction durable et mutuellement bénéfique entre deux espèces différentes.
• Endosymbiose : Forme de symbiose dans laquelle un organisme vivant est hébergé par un autre organisme.
• Endosymbiote : Organisme vivant à l’intérieur de l’organisme hôte dans une endosymbiose.

📝 Points essentiels

• L’endosymbiose est observée chez :
  • les protistes unicellulaires eucaryotes
  • les végétaux
  • les animaux ou métazoaires
  • les champignons
  • les archées

💡 Astuce mémo

Un organisme hébergé durablement à l’intérieur d’un autre

📖 3. Bénéfices et intégration évolutive

★ À maîtriser

• L’endosymbiose peut permettre : l’acquisition de nouvelles fonctions physiologiques, la colonisation de nouveaux milieux, l’émergence de nouveaux organismes

• Une endosymbiose étroite favorise une évolution conjointe de l’hôte et du symbiote pour assurer leur survie mutuelle.

• Le symbiote peut perdre une partie de son génome et devenir dépendant de l’hôte pour des fonctions essentielles.

Compléments

• L’endosymbiose protège le symbiote en lui fournissant un environnement spécifique et accueillant, à l’abri des fluctuations et des dangers extérieurs.

• Des gènes peuvent être transférés du symbiote vers l’hôte, ce qui renforce leur interdépendance génétique.

💡 Astuce mémo

Protection et échanges → dépendance et coévolution

📖 4. Endosymbioses facultatives

🔑 Notions clés & Définitions

• Endosymbiose facultative : Symbiose non permanente qui dépend des conditions environnementales.

📝 Points essentiels

• L’association entre les bactéries Rhizobium et les plantes légumineuses constitue un exemple d’endosymbiose facultative.

• Dans des sols pauvres en nitrates, les bactéries Rhizobium forment des nodosités racinaires et apportent à la plante des nutriments essentiels.

• La plante fournit des glucides aux bactéries Rhizobium, qui lui apportent en retour des composés azotés nécessaires à sa croissance.

• Les zooxanthelles échangent avec le corail :

  • des nutriments
  • du dioxygène
  • du dioxyde de carbone

• L’augmentation de la température de l’eau diminue la photosynthèse des zooxanthelles et augmente le stress oxydatif du corail, qui les expulse, perd sa couleur et risque de mourir.

💡 Astuce mémo

Facultative : relation discontinue ; permanente : dépendance réciproque

📖 5. Endosymbioses permanentes

🔑 Notions clés & Définitions

• Endosymbiose permanente : Relation qui rend l’hôte et le symbiote dépendants l’un de l’autre, chacun assurant la survie de l’autre.

★ À maîtriser

• Les vers tubicoles vivent près des sources hydrothermales sans lumière et hébergent des bactéries chimioautotrophes dans un trophosome.

• Les bactéries chimioautotrophes des vers tubicoles produisent des glucides à partir de sulfure d’hydrogène.

• Les vers tubicoles ont perdu leur système digestif et leur association bactérienne constitue la base de la chaîne alimentaire de l’écosystème abyssal.

Compléments

• Dans une endosymbiose permanente, la coévolution conduit à une spécialisation mutuelle des deux organismes.

• L’hôte peut subir des transformations morphologiques lui permettant d’accueillir et d’intégrer durablement le symbiote.

💡 Astuce mémo

Sulfure d’hydrogène → glucides → chaîne alimentaire abyssale

📖 6. Origine des organites eucaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie endosymbiotique : La théorie endosymbiotique propose que les mitochondries et les chloroplastes proviennent d’anciennes bactéries intégrées dans une cellule eucaryote ancestrale.

★ À maîtriser

• La mitochondrie assure la respiration cellulaire et la production d’ATP, possède une double membrane et contient un génome circulaire.

• L’endosymbiose primaire correspond à l’intégration d’une cyanobactérie qui a donné naissance aux chloroplastes des plantes et des algues il y a 1,5 milliard d’années.

• L’endosymbiose secondaire a produit chez certains eucaryotes, comme les diatomées, des chloroplastes issus d’une endosymbiose et caractérisés par plusieurs membranes.

Compléments

• Les preuves de la théorie endosymbiotique sont cytologiques et génétiques.

• Au cours de l’évolution, les chloroplastes ont réduit leur génome aux gènes essentiels et certains gènes ont été transférés vers le noyau, rendant l’organite totalement dépendant de la cellule hôte.

💡 Astuce mémo

Bactérie aérobie → mitochondrie ; cyanobactérie → chloroplaste

📊 Tableaux de synthèse

Endosymbioses facultative et permanente