L'objectif de cet exercice est de comprendre comment a évolué l'œil jusqu'à obtenir l'œil de vertébrés que nous connaissons actuellement, chez l'être humain par exemple.
Représentation des liens de parenté concernant l'œil
Comparaison d'un œil de vertébré et d'un œil de pieuvre
Wikimedia Commons
Diverses expériences réalisées chez la drosophile pour le gène Pax6
Les différentes étapes de la formation de l'œil fonctionnel de pieuvre
Structure de l'œil humain
Kartable
On s'intéresse d'abord au document 1.
Que représente le document 1 ?
La représentation du document 1 est un arbre phylogénétique ou cladogramme.
Parmi les propositions suivantes, quelle affirmation est vraie ?
Ce document nous montre que l'œil est une structure commune aux méduses, aux pieuvres, aux insectes et aux vertébrés. Ils l'ont tous hérité d'un ancêtre commun. C'est donc une homologie.
On s'intéresse maintenant au document 2.
Que peut-on dire de la structure de l'œil ?
Le nerf optique englobe les cellules pigmentaires chez la pieuvre alors que, chez l'être humain, le nerf optique reçoit des informations des neurones, eux-mêmes en lien avec les cellules pigmentaires.
Finalement, bien que la structure semble la même, seule la cornée reste en même position et de même structure entre ces deux yeux.
Que peut-on dire à propos de la réception des rayons lumineux et la formation d'une image ?
D'après le document 2, l'accomodation chez les vertébrés (dont les humains) se fait par modification de la forme du cristallin grâce à l'iris. Chez les pieuvres, elle se fait par modification de la forme du cristallin sans intervention de l'iris.
En revanche, chez les vertébrés et les pieuvres, on remarque que le cristallin modifie le trajet des rayons lumineux.
Afin de mieux comprendre l'histoire évolutive de l'œil, des expériences sont réalisées chez des drosophiles.
Que montrent ces expériences ?
D'après le document 3 présentant deux expériences réalisées chez la drosophile, on remarque que le gène Pax6 est impliqué dans la formation des yeux chez les insectes et les vertébrés car :
- dans l'expérience 1, quand sa séquence est endommagée, les yeux sont sévèrement atteints chez l'homme et la drosophile ;
- dans l'expérience 2, quand on insère un gène Pax6 dans une patte de drosophile, alors des yeux se forment sur les pattes.
Les différentes étapes permettant d'obtenir un œil de pieuvre sont listées dans le document 4. De l'étape A à F s'écoule environ 400 000 ans.
Du point de vue de l'évolution, quelle affirmation est correcte ?
L'acquisition d'une lentille (étape F) se fait en 400 000 ans. Cela est assez court sur l'échelle des temps géologiques.
D'après le document 5, on veut savoir si l'œil humain est bien adapté à son milieu ou s'il présente des défauts.
Quelle affirmation est vraie ?
L'œil n'est pas une structure parfaite puisque :
- la tache aveugle induit une perte de vision (mais compensée par le deuxième œil) ;
- le trajet des rayons lumineux, de l'extérieur vers la rétine est long ;
- la présence de vaisseaux sanguins crée des ombres parasites.
Cependant, l'accommodation du cristallin et la variation de son ouverture (via l'iris qui permet de faire pénétrer une quantité plus ou moins importante de lumière) est importante pour le bon fonctionnement de l'œil.