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Thème 2B – La plante domestiquée. I – Lorigine des espèces cultivées.

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1 Thème 2B – La plante domestiquée

2 I – Lorigine des espèces cultivées

3 Blés cultivés (blé dur et blé tendre) On ne rencontre jamais les espèces cultivées dans les écosystèmes naturels. Comment expliquer l'origine des espèces cultivées? 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). Espèces sauvages proches

4 les espèces sauvages les plus proches du blé cultivé sont toujours présentes au Proche-Orient.

5 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. Chaque espèce cultivée est issue de la modification par l'Homme d'espèces sauvages au cours d'un processus appelé domestication.

6 L e syndrome de domestication : cest l'ensemble des caractères qui distinguent une espèce cultivée des espèces sauvages proches. En quoi ce document permet dexpliquer que les espèces cultivées ne peuvent pas survivre à létat sauvage.

7 L e syndrome de domestication : cest 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.

8 L e syndrome de domestication : cest l'ensemble des caractères qui distinguent une espèce cultivée des espèces sauvages proches. A linverse, 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 quelles ne peuvent pas y survivre.

9 Mobilisez vos acquis concernant l'évolution pour formuler une hypothèse sur le processus qui a permis à l'Homme de réaliser la domestication. les grains de blé ont des tailles qui augmentent au cours du processus de domestication. Laction de sélection chez les espèces cultivées a été réalisée par lhomme (sélection artificielle) sur les phénotypes qui lintéressaient.

10 Les espèces cultivées ont été sélectionnées artificiellement à partir des espèces sauvages dans des régions appelées foyers de domestication. Ce processus sappelle domestication. Les caractères que lHomme a sélectionnes sont ceux qui facilitent la culture, la récolte et lutilisation de lespèce cultivée. Chez le blé il sagit de la solidité du rachis, de la nudité des grains, de la synchronisation de la maturation et de la taille des grains.

11 II – Les bases génétiques de la domestication

12 Dans lhistoire des blés cultives, il y a eu des événements - dhybridation, - des doublements accidentels de chromosomes et - des mutations (ici sur le gène Q). Identifiez trois modifications génétiques spontanées survenues dans l'histoire des blés cultivés. Doc 1 p 244

13 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. Un exemple de sélection phénotypique.

14 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.

15 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 ?

16 Doc 1 p 246 A – Lexemple du maïs

17 Ainsi, cest a partir dune variété de maïs du sud du Mexique que les variétés des iles Caraïbes ont été sélectionnées. les variétés de maïs les plus proches phylogénétiquement sont aussi les plus proches géographiquement Doc 2 p 246 Bilan : après un événement unique de domestication du maïs qui a eu lieu au centre du Mexique à ans, des variétés cultivées différentes ont été sélectionnées de proche en proche.

18 B – Lexemple du chou

19 DOC 5. Chez les choux, la sélection a porté selon la région sur des organes différents dont on a sélectionné lhypertrophie : 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.

20 EN CONCLUSION A partir despèces domestiquées, la sélection artificielle exercée par lHomme 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 lhistoire agricole locale.

21 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 ?

22 IV – Techniques de croisement et biodiversité cultivée

23

24 Comment obtenir des pommes les plus proches possible de la variété « élite » initiale, avec la résistance à la tavelure en plus ? Croisement initial

25 on a effectué une succession de croisements en retour avec des variétés « élite »…

26 …suivis de cycles de sélections.

27 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.

28 La biodiversité cultivée est en forte réduction depuis quelques décennies, notamment parce que les variétés cultivées aujourdhui 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 lorigine de la formation de nouvelles variétés intéressantes.

29 V – Génie génétique et plantes cultivées En pratiquant des croisements, les agronomes peuvent obtenir de nouvelles variétés. Mais ces techniques sont longues et fastidieuses. Comment la transgénèse permet-elle de créer de nouvelles variétés de plantes? La transgénèse, qui implique les outils du génie génétique, permet de créer beaucoup plus rapidement de nouvelles variétés. Une animation pour le maïs BT (OGM)

30 La transgénèse est une technique permettant lintroduction dun gène dune espèce dans le génome dune autre espèce.

31 Pour cela il est possible dutiliser une bactérie du genre Agrobacterium. Cette bactérie possède un plasmide (fragment dADN circulaire) avec lequel elle infecte naturellement les cellules végétales. En modifiant ce plasmide et en y insérant le gène dintérêt (transgène) et un gène de sélection (résistance à un antibiotique, la kanamycine, par exemple) on réalise un plasmide dit recombinant.

32 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).

33 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 dintérêt. Lun des avantages de la transgénèse est sa rapidité de mise en œuvre.

34 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.

35 OGM Inconvénients

36 EN CONCLUSION. Les OGM ont des avantages qui varient selon les espèces concernées et les OGM produits. Certains OGM vont limiter lusage des insecticides (cas du mais BT) ou permettre dutiliser 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 shybrider 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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