Pourquoi les mouches ont-elles des ailes?

Pourquoi les mouches ont-elles des ailes?

Dominik Metten

6 avril 2009

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

Contenu

A quoi servent les ailes?Les originesLes structuresDéveloppement des ailes

Influence du gène Ubx

Bibliographie


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


A quoi servent les ailes?

- Fonction de signal: position des ailes (danger, signal pour l‘accouplement)

- Capteurs de chaleur: grande surface, réservoir d‘énergie


Les origines

- Les fossiles du Dévonien (400 mio d‘années) montrent des insectes sans ailes

- Les fossiles du carbonifère (320 mio d‘années) montrent déjà 10 genres d‘insectes avec des ailes

Deltitschala bitterfeldensis, 324 mio d‘années


Les origines

Qu‘est-ce qui s‘est passé pendant ces 80 mio d‘années?

- Les ailes ont apporté des avantages aux insectes:extremités agrandies: probabilité de reproduction augmenteprotection branchiale, fonction de gouvernail, avantages aérodynamiques, …


Les origines

Il y a trois théories d‘évolution des ailes:

B – théorie paranotale(ailes d‘origine dorsale)

C – théorie d‘origine latéraleD – théorie épicoxale

(ailes d‘origine d‘appen-dice des pattes)


Les structures

A – TêteB – ThoraxC – 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 d‘ailes avec des techniques de plissement différents.


Les structures

Les différentes manières de plissement montrent qu‘il y avait peut-être plusieures formes d‘évolution des ailes:

Plissement longitudinal

plissement traversal plissement comme un éventail


Les structures

La Drosophile n‘a qu‘une seule paire d‘ailes.

Drosophila melanogaster Drosophila residua


Les structures

Pourquoi est-ce que les drosophilesn‘ont qu‘une seule paire d‘ailes? Onobserve des ailes fixées à T2, et desbalanciers (on dit aussi: haltères) à T3. S‘agit-il

des ailes postérieures modifiées?


Développement des ailes

Le développement de la drosophile:



Le processus de la formation de la larve commence avec les gradients de mRNA déposés dans l‘oeuf avant la fertilization.

Après la fertilization, les gradients sont traduits en protéines définition de l‘antérieur et du postérieur.

Les deux protéines majeures: bicoid et nanos



- 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 atranscription factor.

- These concentration gradientsregulate the turning on and off ofother genes in sharply-defined regions of the embryo.

- These establish the various segments of the body.



L‘oeuf d‘une drosophile 22 heures après fertilization:



Dans la drosophile un gène appelé Ultrabithorax (Ubx) agit en T3 et est responsable pour la non-production de la deuxième paire d‘ailes.

Ubx is one of 8 homeobox genes that arelinked 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!



Les 8 „homeobox genes“ qui déclechent l‘activation d‘autres gènes:



Le gène Ubx agit dans T3, il n‘est pas présent dans T2. Son influence se fait sur l‘activation ou la supression de plusieurs gènes:

Par exemple la molécule de signal wg (wingless) est exprimée en T2, mais elle n‘est pas exprimée en T3,de même, Ubx a une influence sur l‘expression de DSRF et de salr.

Ce n‘est pas la présence seule de Ubx qui empêche le développement des ailes, c‘est la corrélation entre Ubx et les „target genes“ mentionnées.





Si l‘on enlève le gène Ubx, est-ce qu‘il y aura des ailes à T3?

Professor Edward B. Lewis of Caltech l‘a essayé en 1978:

(Prix nobel de médecine en 1995)


Bibliographie

B. Starling Emerald: Homeotic Gene Ultrabithorax and Specification of Haltere Identity in Drosophila

http://www.users.sbg.ac.at/~0422530/MolBiolEntwI/02%20Drosophila,%20A-P-Achse.pdf (15 mars 2009)

http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/H/HomeoboxGenes.html (15 mars 2009)

http://de.wikipedia.org/wiki/

Johannes Wirz: Nicht Baukasten, sondern Netzwerk – die Idee des Organismus in Genetik und Epigenetik

http://www.sdbonline.org/fly/segment/ultrabt1.htm (15 mars 2009)


Fin

Chaque année il y a une conférence internationale sur la drosophile avec 2000

participants aux Etats-Unis!

Questions?

Documents

Pourquoi les mouches ont-elles des ailes?