L`origine des espèces cultivées

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Thème 2B – La plante domestiquée
Thème 2B – La plante domestiquée
I – L’origine des espèces cultivées
On ne rencontre jamais les espèces cultivées dans les écosystèmes
naturels.
Comment expliquer l'origine des espèces cultivées?
Blés cultivés (blé dur et blé tendre)
Espèces sauvages proches
Leurs fleurs sont regroupées par trois et rassemblées dans des épis; chaque fleur ne donne
qu'un seul grain ;
le grain est entouré par des glumelles qui tombent soit spontanément (grain nu), soit lors du
battage des épis (grain vêtu).
les espèces sauvages les plus proches du blé cultivé sont toujours
présentes au Proche-Orient.
Chaque espèce cultivée est issue de la modification par l'Homme
d'espèces sauvages au cours d'un processus appelé domestication.
le foyer de domestication est une région où l'on a découvert les plus
anciennes formes cultivées de cette espèce et où l'on trouve
actuellement des espèces sauvages proches de cette dernière.
L e syndrome de domestication : c’est l'ensemble des caractères qui
distinguent une espèce cultivée des espèces sauvages proches.
En quoi ce document permet d’expliquer que les espèces cultivées ne
peuvent pas survivre à l’état sauvage.
L e syndrome de domestication : c’est l'ensemble des caractères qui
distinguent une espèce cultivée des espèces sauvages proches.
DOC. 4. Pour la forme sauvage, la protection des grains favorise leur
survie, leur dissémination facilitée augmente les probabilités de
rencontrer des conditions de milieu favorables à la germination et enfin
leur maturation étalée augmente les probabilités de rencontrer des
conditions météorologiques favorables.
Tous ces caractères sont des atouts pour la plante et seront maintenus
par sélection naturelle.
L e syndrome de domestication : c’est l'ensemble des caractères qui
distinguent une espèce cultivée des espèces sauvages proches.
A l’inverse, les blés seront plus faciles à cultiver si leur rachis est solide
(moins de perte au moment de la récolte), les grains sont nus (la
production de farine est facilitée) et la maturation des grains est
synchrone (une seule récolte nécessaire).
Les caractères favorables aux espèces cultivées ne sont pas favorables
à leur vie en milieu naturel, ce qui explique qu’elles ne peuvent pas y
survivre.
les grains de blé ont des tailles qui augmentent au cours du
processus
deacquis
domestication.
Mobilisez vos
concernant l'évolution pour formuler une
hypothèse sur le processus qui a permis à l'Homme de réaliser la
L’action
de sélection chez les espèces cultivées a été réalisée
domestication.
par l’homme (sélection artificielle) sur les phénotypes qui
l’intéressaient.
Les espèces cultivées ont été sélectionnées artificiellement à
partir des espèces sauvages dans des régions appelées foyers
de domestication. Ce processus s’appelle domestication.
Les caractères que l’Homme a sélectionnes sont ceux qui
facilitent la culture, la récolte et l’utilisation de l’espèce
cultivée. Chez le blé il s’agit de la solidité du rachis, de la
nudité des grains, de la synchronisation de la maturation et
de la taille des grains.
II – Les bases génétiques de la domestication
Doc 1 p 244
Identifiez trois
modifications
génétiques spontanées
survenues dans
l'histoire des blés
cultivés.
Dans l’histoire des
blés cultives, il y a
eu des événements
- d’hybridation,
- des doublements
accidentels de
chromosomes et
- des mutations
(ici sur le gène Q).
Un exemple de sélection phénotypique.
Durant fort longtemps, les agriculteurs ont, volontairement ou non,
sélectionné des caractères phénotypiques qui leur étaient utiles en
pratiquant la sélection phénotypique.
Cette méthode, utilisée jusqu'au 19e siècle par tous les agriculteurs, a
permis de faire évoluer empiriquement (sans connaissances en
génétique) les espèces cultivées pour de nombreux caractères.
Les caractéristiques
phénotypiques distinguant une
espèce cultivée des espèces
sauvages proches sont associées à
certains allèles de quelques gènes.
En favorisant la reproduction des
individus porteurs de ces allèles,
ce dernier a pu augmenter leur
fréquence (et celle des caractères
phénotypiques associés) d'une
génération à la suivante.
III – La sélection variétale
La domestication est le résultat de la
sélection par l'Homme d'individus
portant des allèles conférant certains
caractères phénotypiques.
Cette sélection s'est poursuivie après la
domestication, à l'origine des
différentes variétés de chaque espèce
cultivée.
Comment la sélection des différentes
variétés s'est-elle déroulée ?
Doc 1 p 246
A – L’exemple du maïs
Doc 2 p 246
Bilan : après un
événement unique de
domestication du maïs
qui a eu lieu au centre du
Mexique à - 7 000 ans,
des variétés cultivées
différentes ont été
sélectionnées de proche
en proche.
les variétés de maïs les plus
proches phylogénétiquement sont
aussi les plus proches
géographiquement
Ainsi, c’est a partir
d’une variété de maïs
du sud du Mexique
que les variétés des
iles Caraïbes ont été
sélectionnées.
B – L’exemple du chou
DOC 5. Chez les choux, la sélection a porté selon la région sur des
organes différents dont on a sélectionné l’hypertrophie : inflorescence
pour le chou-fleur, bourgeons axillaires pour les choux de Bruxelles…
Parallèlement et de façon plus ou moins involontaire, on a également
sélectionné des préférences culturales ou des qualités nutritionnelles
propres a chacune de ces variétés.
EN CONCLUSION
A partir d’espèces domestiquées, la sélection artificielle
exercée par l’Homme peut se poursuivre.
On peut ainsi pour une même espèce domestiquée avoir de
nombreuses variétés qui présentent des caractéristiques
(culturales, nutritionnelles…) différentes.
Ces différentes variétés peuvent être adaptées à des climats
différents (cas des maïs) ou avoir des propriétés
nutritionnelles ou des conditions de cultures diverses (cas des
choux).
Elles sont le produit pour ces variétés anciennes de l’histoire
agricole locale.
IV – Techniques de croisement et biodiversité cultivée
Des débuts de la domestication à nos jours, la sélection
variétale effectuée par l'Homme a été à l'origine d'une riche
diversité de plantes cultivées à travers le monde.
Cette diversité définit la biodiversité cultivée.
Quel est l'état actuel de la biodiversité des plantes cultivées ?
IV – Techniques de croisement et biodiversité cultivée
Croisement initial
Comment obtenir des
pommes les plus proches
possible de la variété « élite »
initiale, avec la résistance à la
tavelure en plus ?
on a effectué une succession de
croisements en retour avec des
variétés « élite »…
…suivis de
cycles de
sélections .
Lors de la dernière phase
de croisement 313 pommiers ont
germé, 65 étaient résistants à la
tavelure sur les feuilles et ont subi les
sélections supplémentaires
9 ont été conservés et ont fleuri.
Un seul a passé le nouveau cycle de
sélections.
il est à l'origine de la variété ariane.
La biodiversité cultivée est en forte
réduction depuis quelques
décennies, notamment parce que
les variétés cultivées aujourd’hui
sont peu nombreuses.
Pourtant cette biodiversité cultivée, notamment pour les
variétés anciennes, est une source importante de caractères
potentiellement utiles qui, par croisement, peuvent être à
l’origine de la formation de nouvelles variétés intéressantes.
V – Génie génétique et plantes cultivées
En pratiquant des croisements, les agronomes peuvent
obtenir de nouvelles variétés.
Mais ces techniques sont longues et fastidieuses.
La transgénèse, qui implique les outils du génie génétique,
permet de créer beaucoup plus rapidement de nouvelles
variétés.
Comment la transgénèse permet-elle de créer de nouvelles
variétés de plantes?
Une animation pour le maïs BT (OGM)
La transgénèse est une
technique permettant
l’introduction d’un gène
d’une espèce dans le
génome d’une autre
espèce.
Pour cela il est possible
d’utiliser une bactérie du
genre Agrobacterium.
Cette bactérie possède un
plasmide (fragment d’ADN
circulaire) avec lequel elle
infecte naturellement les
cellules végétales.
En modifiant ce plasmide et en y insérant le gène d’intérêt
(transgène) et un gène de sélection (résistance à un antibiotique,
la kanamycine, par exemple) on réalise un plasmide dit
recombinant.
La transgénèse végétale est pratiquée sur des cals (amas de cellules
végétales indifférenciées obtenus par multiplication in vitro de cellules
de la plante dont on veut modifier le génome).
Apres mise en contact des bactéries Agrobacterium recombinantes
avec les cellules végétales, le plasmide est transféré.
On sélectionne alors les cellules végétales ayant intégré le
plasmide : elles se développent sur un milieu contenant de la
kanamycine. Elles ont donc également acquis le gène d’intérêt .
L’un des avantages de la transgénèse est sa rapidité de mise en
œuvre.
DOC. 4. Le Mais BT,
le Colza « Round up
ready « présente
des avantages pour
les agriculteurs
principalement.
La tomate « Mac
Gregor » est
surtout
intéressante pour
le distributeur et le
commerçant.
En revanche le riz
doré présente des
avantages pour le
consommateur.
OGM Inconvénients
EN CONCLUSION.
Les OGM ont des avantages qui varient selon les espèces concernées et
les OGM produits. Certains OGM vont limiter l’usage des insecticides
(cas du mais BT) ou permettre d’utiliser les herbicides de façon plus
efficace car la plante cultivée y est elle-même résistante
(Colza « Round up ready »). La tomate « Mac Gregor » facilite le
transport et la conservation.
Les avantages sont donc variables selon les OGM concernés et les
bénéficiaires peuvent être les agriculteurs, les distributeurs ou les
consommateurs.
En ce qui concerne les risques, ils sont liés a la capacité de ces OGM à
s’hybrider avec des espèces sauvages, propageant ainsi des transgènes
qui peuvent poser problèmes ensuite (cas des résistances aux
herbicides). Par ailleurs, les semences OGM sont la
propriété des entreprises qui les ont mis au point et doivent être
rachetées chaque année, rendant ainsi les agriculteurs dépendant de
leur fournisseur.

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