Depuis les domestications des roses autour de la Méditerranée et en Chine il y a 5000 ans, l'Homme a créé plus de 16 000 variétés de roses qui diffèrent entre elles et de leurs ancêtres sauvages notamment par leur nombre de pétales.
QUESTION :
À partir de l'exploitation des documents et de l'utilisation des connaissances, montrer que les différences de morphologie florale entre les roses résultent de différences d'expression des gènes de développement.
Document 1 : Morphologie florale
Document 1a : Aspect des fleurs
D'après Wikipedia commons (Rosa gallica), Dubois A et al (2010) Tinkering with the C-function: a molecular frame for the selection of double flowers in cultivated roses. PLoS ONE ("Variétée cultivée 1" et "Variété cultivée 2")
Document 1b : Nombre d'organes floraux
Les histogrammes représentent les moyennes obtenues à partir de 5 fleurs. Les barres noires représentent les intervalles de confiance.
D'après Dubois A et al (2010) Tinkering with the C-function: a molecular frame for the selection of double flowers in cultivated roses. PLoS ONE 5(2) e9288
Document 2: Expression des gènes de développement floral et production des pièces florales
L'organisation florale est contrôlée par des gènes de développement répartis en 3 classes (A, B et C).
L’expression des gènes de classe A seuls aboutit au développement des sépales.
L’expression simultanée des gènes de classe A et B aboutit au développement des pétales.
L’expression simultanée des gènes de classe B et C aboutit au développement des étamines.
L’expression de gènes de classe C seuls aboutit au développement des carpelles.
Les gènes de classe A et C s’excluent mutuellement : par exemple, si la zone d’expression des gènes de classe C est réduite, alors celle des gènes de classe A s’élargit.
Document 3: Expression du gène de développement floral de classe C
On réalise des coupes de bourgeons de fleurs de Rosa gallica, "variété cultivée 1" et "Variété cultivée 2", à un stade où les gènes de développement floral s'expriment. Par une technique adaptée, on colore en foncé les zones où s'exprime le gène de développement de classe C (le gène de développement de classe A s'exprime donc dans la zone en clair).
Observation au microscope photonique
Coupe de bourgeon floral de Rosa gallica
Coupe de bourgeon floral de "Variété cultivée 1"
Coupe de bourgeon floral de "Variété cultivée 2"
La fécondation chez les angiospermes dépend souvent d'une collaboration avec un animal pollinisateur. Dans le cas de la tomate cultivée en serre, 3 espèces interagissent : l'Homme, le bourdon et la tomate
QUESTION :
À partir de l'exploitation des documents et des connaissances, préciser les interactions entre bourdon, Homme et tomate dans le cadre de la pollinisation de la tomate cultivée en serre et les conséquences de ces interactions pour chacun des partenaires.
Document 1 : Photo et schéma en coupe de la fleur de tomate
Document 2 : La pollinisation de la fleur de tomate
La fleur de la tomate est autofertile (le pollen peut féconder les ovules de la même fleur) et dirigée vers le bas.
La fleur ne produit pas de nectar.
Les étamines sont soudées et forment un tube fermé autour du pistil. Le tube comporte des ouvertures longitudinales internes. Le stigmate se trouve en général dans le tube formé par les étamines.
Les mouvements de la fleur font tomber le pollen des étamines sur le stigmate et hors de la fleur.
Document 3 : Bourdon terrestre en train de faire vibrer une fleur de tomate pour en extraire le pollen
Les bourdons se nourrissent du nectar des fleurs et récoltent le pollen pour nourrir les larves.
Pour récolter le pollen, les bourdons font bouger les fleurs de tomates de façon particulièrement efficace : ils se suspendent à la fleur, leurs pièces buccales* accrochées aux étamines, puis font vibrer la fleur en activant leurs muscles du vol.
Une partie du pollen qui sort des étamines tombe sur le stigmate : ce type de pollinisation est appelée pollinisation vibratile.
*pièces buccales : petits organes qui entourent la bouche qui servent à manger.
D'après © Inra / Morison