Le Fond de mes pensées

Edit : j'ai migré sur Blogger, à cette adresse; vous pouvez retrouver cet article ici

Oui, vous avez bien lu.

Aujourd'hui, on va parler de génétique en utilisant la série animée My Little Pony: Friendship is Magic (une de mes séries préférées, regardez la!), et plus particulièrement de diversité allélique et d'hérédité dans le cadre d'une reproduction sexuée!

"On peut parler de science avec des poneys?!"

Notions préliminaires importantes

Partons de la base : le plan d'organisation de la plupart des êtres vivants est stocké dans le génome de chaque individu. Ce génome est constitué de molécules d'ADN : des molécules extrêmement longues, portant un codage permettant la synthèse de protéines qui dictent le fonctionnement de l'organisme. Ce codage s'effectue à l'aide de bases différentes (A,T,C,G) qui, regroupées par trois, correspondent à un acide aminé. Ces derniers constituent ensuite les protéines une fois assemblées. La synthèse des protéines par l'ADN s'effectue en passant par l'intermédiaire d'une autre molécule, l'ARN, aux bases légèrement différentes (A,U,C,G).

Cet ADN contient des gènes : des séquences codant une fonction spécifique par l'intermédiaire d'une protéine. Ainsi, la couleur des yeux, le groupe sanguin, ect, sont déterminés par des gènes spécifiques.

Ces gènes ne sont pas identiques d'un individu à l'autre, mais possèdent des variations. Ces variations sont appelées allèles : par exemple, le gène codant la couleur des cheveux possède un allèle blond, un allèle noir, un allèle roux (ce dernier ayant la particularité de générer de la haine chez Cartman, mais c'est une autre histoire)...

Ces allèles peuvent être dominants, codominants ou récessifs. Un allèle dominant imposera sont caractère si il est couplé à un allèle récessif, et deux allèles codominants "mélangeront" leurs caractères.

Il faut bien distinguer le génotype (l'ensemble des gènes) du phénotype de l'individus : les gènes qui s'expriment, et les caractéristiques "extérieures" de l'organisme. Par exemple, un individu avec l'allèle A sur un chromosome et O sur l'autre concernant le gène du groupe sanguin aura un groupe sanguin effectif A : A est dominant sur O, son phénotype est A.

La molécule d'ADN s'organise en chromosomes; ainsi, un chromosome est constitué d'une unique et colossale molécule d'ADN. Chez les eucaryotes (comme nous ou les poneys), ces chromosomes sont regroupés par paire de chromosomes homologues: des chromosomes possédants les mêmes gènes, la seule exception étant les chromosomes sexuels qui ne portent pas forcément les mêmes gènes (mais nous en reparleront plus tard).

De cette manière, nous autres, humains, possédons 23 paires de chromosomes, et nos amis poneys 32 paires.

Il est important de noter que les chromosomes sont souvent représentés comme des croix (bichromatidiens); mais cet état n'est pas constant, et lorsqu'ils sont condensés (ce qui est loin d'être toujours le cas), ils peuvent également ressembler à de simples traits (monochromatidiens) en fonctions du moment du cycle cellulaire. C'est la représentation que nous utiliserons ici, car elle est bien plus simple.

De l'ADN au chromosome

Mais qu'est-ce que My Little Pony vient faire là-dedans?

Et bien c'est très simple. Dans le monde magique et merveilleux de My Little Pony (je vous ai déjà dit d'aller y voir?), il existe principalement trois races de poneys :

• les poneys terrestres, classiques mais forts
• les licornes, qui possèdent une corne (non non, pas besoin de me remercier) et maîtrisant la magie
• les pégases, possédant des ailes et la capacité de voler, et gérant la météo

Les trois races différentes, avec un dragon en prime

Ces différentes races sont interfécondes, et donnent une descendance elle-même féconde. Ainsi, on peut considérer que les différences entre les trois variations de poneys viennent d'une différence d'allèle: un gène détermine le type de poney, et ce gène possède trois allèles différents.

Jusque là, tout va bien. On peut imaginer un système de dominance successif entre les différents allèles, ce qui permettrait différentes combinaisons de reproduction.

Et puis sont arrivés Monsieur et Madame Cake.

Sont-y pas mignons?

Ce sont deux gentils pâtissiers, des poneys terrestres. Sauf qu'ils ont eu des enfants; des jumeaux, un garçon (Pound) et une fille (Pumpkin). Mais au lieu de tout faire simplement, voilà ce qu'il s'est passé:

Bande d'erreurs génétiques.

Si ils avaient étés de la même variation, soit! Mais là, c'est la merde.

Il va donc falloir creuser un peu plus.

La reproduction et le cas Cake

Comme dit précécemment, nous (et les poneys) possédons un certain nombre de paires de chromosomes. Dans une même paire, les deux chromosomes sont identiques, aux allèles près : ils ont les mêmes gènes, mais pas forcément la même version de ces gènes.

Pour former un nouvel individu à partir de deux différent, les parents mettent en commun leur génome, et apportent chacun un chromosome de chaque paire, de sorte à avoir un génome complet. Dans le cas du cheval, chacun des parents apporte 32 chromosomes au moment de la fécondation, ce qui donne un individu complet à 32 paires de chromosomes (sauf maladies chromosomiques bien sûr).

Les chromosomes sélectionnés dans chaque paire sont choisis aléatoirement la de la création du gamète (ovocyte [ovule] ou spermatozoïde). Ainsi, pour une espèce qui possèderait 2 paires de chromosomes, 4 gamètes différents pourraient se former. Pour une espèce à n paires de chromosomes, il existe 2 puissance n gamètes possibles!

Il y a donc énormément de combinaisons alléliques possibles, et la reproduction sexuée augmente encore plus le nombre de ces combinaisons: ce brassage allélique s'applique chez les deux parents qui mettent chacun en commun un gamète!

En génétique, on fabrique donc des tableaux se rapportant à un caractère et un allèle pour étudier les probabilités d'obtenir telle ou telle combinaisons allélique chez les descendants en fonction du génotype des parents. Faisons un exemple : prenons deux individus possédants un gène N. Ce gène possède deux allèles : N, dominant, et n, récessif. Choisissons aussi des parents dis hétérozygotes : ils possèdent deux allèles différents d'un même gène (par opposition à homozygotes, qui ne possèdent qu'un seul allèle d'un gène donné). Nous reportons ces données sur un tableau:

Les cases aux bordure épaisses correspondent au génome des descendants, à côté duquel j'ai ajouté le phénotype dudit descendant. Ainsi, on voit que statistiquement:

• 50% des descendants sont nN
• 25% des descendants sont nn
• 25% des descendants sont NN

Mais, d'un point de vue phénotypique,

• 75% des descendants sont N
• 25 % des descendants sont n

On voit donc qu'il est possible de calculer les probabilités d'avoir un enfant avec une certaine caractéristique pour un caractère donné.

Avec tout ceci en tête, on peut commencer à réfléchir sur le fonctionnement génétique de nos poneys.

Monsieur et Madame Cake sont tout deux des poneys terrestres, qui donnent naissance à des poneys non terrestre. Cela signifie qu'ils portent des allèles silencieux, et donc récessifs, de ces caractères. On peut donc en déduire que l'allèle terrestre (T) est dominant sur les allèles pégase (P) et licorne (L). Nous voyons également dans la série que l'accouplement d'une licorne et d'un pégase nes donne pas une licorne ailée; il n'y a donc pas de codominance entre ces deux allèles, l'un domine donc l'autre.

Deux hypothèses s'offrent alors à nous: 

• T>P>L
• T>L>P

Monsieur et Madame Cake possèdent donc chacun un allèle T, et l'un possède P tandis que l'autre possède L. Mais ça n'est pas si simple.

En effet, si ce n'était que ça, on ne pourrait pas avoir à la fois pégase et licorne issus de cette union de deux poneys terrestres. Pour le voir, faisons un tableau:

Ici, j'ai choisi arbitrairement qui des deux possédait L et P chez les parents, ainsi que le fait que P soit dominant sur L. Mais l'essentiel est de voir une chose : on ne peux obtenir que deux phénotypes différents avec ce genre de conditions initiales.

Il n'y a alors qu'une seule possibilité: un allèle a dû être désactivé pour permettre au plus récessif de s'exprimer.

Et ça tombe bien, car nous avons une reproduction sexuée, et l'un des enfants est une fille!

Pour rappel, dans le cas du poney (et de l'Homme, accessoirement), le sexe est déterminé génétiquement sur la dernière paire de chromosomes. Une femelle aura ainsi une paire XX, et un mâle une "paire" XY. Le sexe du descendant est donc déterminé grâce au gamète mâle, car c'est le seul à pouvoir apporter aléatoirement un X ou un Y.

Les chromosomes X et Y sont très différents et ne portent pas les même gènes, le chromosome Y portant évidemment des gènes responsables de la différenciation en individu masculin.
Mais il existe tout de même une très petite séquence homologue entre les deux chromosomes, comportant même des gènes identiques. Dans notre monde, on peut par exemple citer le cas du gène PAR1.

De plus, très tôt durant la formation de l'embryon, on a un des deux chromosomes X qui s'inactive chez la femelle.

Et là tout s'éclaire.

Vous allez voir.

Il existe donc une séquence homologue entre les deux chromosomes X et Y.

On peut par conséquent imaginer que le gène de détermination du type de poney s'y situe.

Puisque Pound, dont aucun des chromosomes n'est désactivé, est de phénotype pégase, on peut en déduire que P est dominant sur L. En effet, il ne possède pas de T, sinon il serait terrestre, et il ne peux pas être homozygote P, car sinon il serait impossible que sa soeur soit une licorne. On a donc un pégase PL.

Pumpkin, quand a elle, peut être soit LP toit LT, puisque dans les deux cas seul L reste actif. Si elle était LT, cela signifierait que son frère possède un T; en effet, les deux parents possèdent un T, et sa seule différence avec son frère est qu'elle n'a pas récupéré un Y de la part de son père, mais un X (Pumpkin et Pound sont faux jumeaux; ils ne sont donc pas issus du même spermatozoiïde, et peuvent en conséquence posséder des chromosomes différents). Si ce X est L ou P, cela signifie que le Y est T, et donc que Pound est obligatoirement terrestre (rappellez-vous, T est dominant), ce qui n'est absolument pas le cas. Elle est donc LT.

On peut donc en déduire plusieurs choses par élimination:

• Monsieur et Madame Cake possèdent tous deux un T
• ce T est situé sur le X chez Monsieur Cake
• Pumpkin est LT, avec inactivation du T; son L vient de Monsieur Cake, et son T de Madame Cake

Il est alors possible de déterminer les génotypes des 4 individus :

• T sur le X et P sur le Y pour Monsieur Cake
• T et L pour Madame Cake
• L et T, avec inactivation du T pour Pumpkin
• L sur le X et P sur le Y chez Pound

Également, on peut enfin déterminer la dominance successive des allèles: T>P>L.

Récapitulons cela avec un schéma!

C'est bien plus clair comme ça!

On peut également s'amuser à calculer les différentes probabilités de descendance avec un couple comme la famille Cake:

Les doubles cases correspondent à l'inactivation de l'un où l'autre des chromosomes pour la femelle. On voit donc que les proportions sont très variables pour notre couple:

• 62,5% des descendants sont terrestres
• 25% des descendants sont des pégases
• 12,5% des descendants sont des licornes

Monsieur et Madame Cake ont donc eu énormément de chance d'avoir un pégase, encore plus d'avoir une licorne, et encore plus de combiner ça avec la probabilité d'avoir des jumeaux! Ils devraient définitivement jouer au loto...

Conclusion

Le monde de My Little Pony, bien qu'imaginaire, obéit sans doute partiellement aux règles de notre monde; aussi, il n'est pas saugrenu de l'utiliser comme support pour parler de domaines scientifiques réels! Bien évidemment, la présence de magie et d'une quatrième espèce de poney (les alicornes, mélange des trois autres mais d'origine magique) rend tout cela très certainement caduque. Mais qu'est-ce que c'était amusant à imaginer!

C'est aussi intéressant de voir comment, avec un simple couple, on peut être en mesure de localiser un gène sur une paire de chromosomes, ainsi que les rapports de dominance de différents allèles. Je suis plutôt fier de mon travail!

Pour ce qui est de la série en elle-même, je vous suggère d'essayer si vous n'en avez jamais regardé un épisode. J'étais moi-même extrêmement sceptique, mais après avoir essayé cet été, coup de foudre total! Je me suis vraiment marré devant, et elle fait franchement du bien^^

À la base, je m'était innocemment demandé comment la génétique pouvait bien fonctionner dans cet univers fantastique. C'était un véritable casse-tête jusqu'à ce que je me souvienne de la désactivation d'un des deux chromosomes X! Après avoir réussi à trouver une explication fonctionnelle, j'était véritablement ravi^^ ce genre d'exercice de pensée est fabuleux pour se remémorer ses leçons, et les appliquer au monde réel.

L'occasion était trop belle pour ne pas la saisir, et j'ai enfin décidé de faire un article sur ce blog. J'espère sincèrement qu'il vous a plu et que j'ai réussi à expliquer clairement tous les concepts abordés ici! On a tout de même parlé de plusieurs domaines : la notion d'allèle, de gène, de chromosome, la reproduction sexuée d'un point de vue génétique....

Cet article a demandé beaucoup de travail mine de rien! Alors n'hésitez pas à le partager auprès de vos amis, brony ou non, ou n'importe qui qui pourrait l'aimer!

J'espère refaire des articles dans ce genre : appliquer les règles biologiques à des univers fabuleux est véritablement super à faire! Mon but est de réussir à publier des articles de temps en temps, et je songe également à adapter celui-ci en vidéo une fois que j'aurai le temps de lancer ma chaîne YouTube.

À bientôt j'espère, et n'oubliez pas: restez chez vous!

- Save

EDIT: un autre article a été fait sur Le Poney Blanc traitant du même sujet mais d'une façon différente, je vous invite à aller le lire! (même si la majorité des gens qui lisent ceci viennent de francoponie et donc connaissent ce site, je me sens moralement obligé de le mentionner après mon pétage de plombs, surtout qu'il est bien fait et très pédagogue)