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Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009.

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1 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009

2 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Contenu A quoi servent les ailes? Les origines Les structures Développement des ailes Influence du gène Ubx Bibliographie

3 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 A quoi servent les ailes? -Vol: désenclavement des nouveaux biotopes, adaptation aux changements climatiques par déplacement, distinction locale pour des comportements différents, facilité de trouver de la nourriture -Protection: partie postérieure vulnérable -Camouflage: couleurs différentes

4 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 A quoi servent les ailes? -Fonction de signal: position des ailes (danger, signal pour laccouplement) -Capteurs de chaleur: grande surface, réservoir dénergie

5 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Les origines -Les fossiles du Dévonien (400 mio dannées) montrent des insectes sans ailes -Les fossiles du carbonifère (320 mio dannées) montrent déjà 10 genres dinsectes avec des ailes Deltitschala bitterfeldensis, 324 mio dannées

6 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Les origines Quest-ce qui sest passé pendant ces 80 mio dannées? -Les ailes ont apporté des avantages aux insectes: extremités agrandies: probabilité de reproduction augmente protection branchiale, fonction de gouvernail, avantages aérodynamiques, …

7 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Les origines Il y a trois théories dévolution des ailes: B – théorie paranotale (ailes dorigine dorsale) C – théorie dorigine latérale D – théorie épicoxale (ailes dorigine dappen- dice des pattes)

8 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Les structures A – Tête B – Thorax C – Abdomen Un insecte a 3 paires de pattes (antérieure, moyenne, supérieure) poussées aux 3 ségments du thorax (T1, T2 et T3). La plupart des insectes ont 2 paires dailes avec des techniques de plissement différents.

9 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Les structures Les différentes manières de plissement montrent quil y avait peut-être plusieures formes dévolution des ailes: Plissement longitudinal plissement traversal plissement comme un éventail

10 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Les structures La Drosophile na quune seule paire dailes. Drosophila melanogaster Drosophila residua

11 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Les structures Pourquoi est-ce que les drosophiles nont quune seule paire dailes? On observe des ailes fixées à T2, et des balanciers (on dit aussi: haltères) à T3. Sagit-il des ailes postérieures modifiées?

12 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Développement des ailes Le développement de la drosophile:

13 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Développement des ailes Le processus de la formation de la larve commence avec les gradients de mRNA déposés dans loeuf avant la fertilization. Après la fertilization, les gradients sont traduits en protéines définition de lantérieur et du postérieur. Les deux protéines majeures: bicoid et nanos

14 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Développement des ailes - Bicoid protein is a transcription factor. It binds to the promoter of a gene called hunchback ( hb ), turning it ON (red arrow). - Nanos protein binds to hunchback mRNAs, inhibiting their translation (blue bar). -These effects combine to produce a high level of hunchback protein at the anterior of the embryo; with a sharp cut-off toward the posterior. -The hunchback protein is also a transcription factor. -These concentration gradients regulate the turning on and off of other genes in sharply-defined regions of the embryo. -These establish the various segments of the body.

15 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Développement des ailes Loeuf dune drosophile 22 heures après fertilization:

16 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Développement des ailes Dans la drosophile un gène appelé Ultrabithorax ( Ubx ) agit en T3 et est responsable pour la non-production de la deuxième paire dailes. Ubx is one of 8 homeobox genes that are linked in a cluster on one Drosophila chro- mosome. All of them: -encode transcription factors -each with a DNA-binding homeodomain -act in sequential zones of the embryo in the same order that they occur on the chromosome!

17 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Développement des ailes Les 8 homeobox genes qui déclechent lactivation dautres gènes:

18 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Développement des ailes Le gène Ubx agit dans T3, il nest pas présent dans T2. Son influence se fait sur lactivation ou la supression de plusieurs gènes: Par exemple la molécule de signal wg (wingless) est exprimée en T2, mais elle nest pas exprimée en T3, de même, Ubx a une influence sur lexpression de DSRF et de salr. Ce nest pas la présence seule de Ubx qui empêche le développement des ailes, cest la corrélation entre Ubx et les target genes mentionnées.

19 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Développement des ailes

20 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Développement des ailes Si lon enlève le gène Ubx, est-ce quil y aura des ailes à T3? Professor Edward B. Lewis of Caltech la essayé en 1978: (Prix nobel de médecine en 1995)

21 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Bibliographie B. Starling Emerald: Homeotic Gene Ultrabithorax and Specification of Haltere Identity in Drosophila (15 mars 2009) (15 mars 2009) Johannes Wirz: Nicht Baukasten, sondern Netzwerk – die Idee des Organismus in Genetik und Epigenetik (15 mars 2009)

22 Pourquoi les mouches ont-elles des ailes? Dominik Metten 6 avril 2009 Fin Chaque année il y a une conférence internationale sur la drosophile avec 2000 participants aux Etats-Unis! Questions?


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