La science derrière les couleurs de la chatte d’Espagne
Chatte d’Espagne (AnthonyRosenberg, iStockphoto)
Chatte d’Espagne (AnthonyRosenberg, iStockphoto)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
La mosaïque de couleurs des chats à la robe tricolore et écaille de tortue est un exemple intéressant de génétique, d’hérédité et de traits physiques liés au sexe.
Les gens adorent les chats! Ils ne sont pas populaires qu’au Canada. On trouve sur YouTube des millions de vidéos de chats de partout dans le monde!
Le savais-tu?
Environ 37 % des foyers canadiens comptent au moins un chat.
Les chats peuvent nous faire rire, ils sont d’excellents animaux de compagnie et ils peuvent aussi inspirer la frayeur à certaines personnes. Savais-tu que le pelage (ou la robe) de certains chats peut être utile pour comprendre la branche de la génétique qu’on appelle l’épigénétique? L’épigénétique est l’étude des changements dans l’expression génétique qui ne résultent pas d’une modification de l’ADN. Les chats à la robe tricolore et écaille de tortue nous aident à mieux comprendre ce phénomène.
Quelle est l’influence des chromosomes sexuels sur les cellules?
La majorité d’entre nous recevons un chromosome sexuel de chaque parent. Il existe deux types de chromosomes sexuels connus sous le nom de chromosomes X et de chromosomes Y. Si vous êtes de sexe féminin sur le plan biologique, chacun de vos parents vous a transmis un chromosome X. Si vous êtes de sexe masculin sur le plan biologique, votre mère vous a probablement transmis un chromosome X et votre père, un chromosome Y.
Le savais-tu?
Même si les combinaisons XX et XY sont les plus courantes, il existe d’autres combinaisons chromosomiques possibles. Les femmes atteintes du syndrome de Turner n’ont qu’un seul chromosome (X). Les hommes souffrants du syndrome de Klinefelter possèdent deux chromosomes X et un chromosome Y (XXY).
Le chromosome X contient certains gènes. D’autres gènes sont portés par le chromosome Y. Si vous êtes de sexe masculin sur le plan biologique, alors chacune de vos cellules reçoit des instructions des deux chromosomes. Mais, si vous êtes de sexe féminin sur le plan biologique, les choses fonctionnent un peu différemment. Les cellules ne peuvent pas recevoir des instructions provenant de deux chromosomes X différents. Pour cette raison, un des chromosomes X doit être inactivé dans les cellules de ton corps.
Le savais-tu?
On observe un tel système chromosomique X-Y chez la plupart des mammifères, certains insectes et même quelques variétés de plantes!
Comment le corps fait-il pour savoir quel chromosome est activé?
Au cours du développement embryonnaire de chaque mammifère femelle, l’un des deux chromosomes X devient inactif dans chaque cellule. Ce processus est connu sous le nom d’inactivation du chromosome X.
Un chromosome X qui devient inactif (ou dormant) s’enroule pour former une petite masse compacte, qui est appelée corpuscule de Barr. Comme il est recroquevillé, ses gènes ne peuvent pas s’exprimer. Seuls les gènes du chromosome X actif s’expriment. Cela veut dire que l’information génétique portée par les chromosomes X actifs est à l’origine des traits physiques que nous observons. La couleur des cheveux et la couleur des yeux sont des exemples de traits physiques.
L’inactivation du chromosome X se fait au hasard dans chaque cellule, il est donc impossible de prédire quel chromosome X sera actif. Ainsi, une cellule donnée d’une personne de sexe féminin pourrait exprimer des traits de l’un des deux chromosomes X.
D’où vient la couleur écaille de tortue des chats?
Revenons aux chats! Tu connais peut-être déjà les chats écaille de tortue au fascinant pelage roux et noir. Cette palette de couleurs relève des gènes sur le chromosome X.
Comme les humains, les chats possèdent des chromosomes X et Y qui déterminent le sexe biologique. Ces chromosomes sont transmis aux chats par chacun de leurs parents. Un chat qui possède deux chromosomes X est une femelle. Un chat qui a un chromosome X et un chromosome Y est un mâle.
Chez les chats, le chromosome X est porteur du gène de la couleur. Les chats à la robe écaille de tortue ont deux versions, ou allèles, de ce gène. L’un donne la couleur rousse (XB). L’autre est pour la couleur noire (Xb). Cela signifie que chaque cellule d’une chatte pourrait avoir la combinaison XBXB, XBXb ou XbXb.
Si les parents d’une chatte lui transmettent deux allèles XB, elle aura le poil roux. Si les parents d’une chatte lui transmettent deux allèles Xb, elle aura le poil noir. Il n’est pas inhabituel qu’une chatte reçoive de ses parents deux exemplaires du même allèle pour la couleur du pelage.
Un pelage entièrement roux et entièrement noir est beaucoup plus fréquent chez les chats mâles. C’est parce que nous sommes en présence d’un seul chromosome X. Ils possèdent donc l’allèle pour la couleur rousse ou brune.
Cela devient intéressant lorsqu’une chatte reçoit un allèle XB d’un parent et un allèle Xb de l’autre parent. C’est alors qu’on obtient une chatte dont la robe est tachée de roux et de noir, comme des écailles de tortue!
D’où vient le motif des chattes écaille de tortue?
Bien sûr, les chattes écaille de tortue n’ont pas une robe à moitié noire et à moitié rousse. Dans les cellules d’un embryon de chaton, l’un des chromosomes X sera actif et l’autre inactif. Ainsi, chaque cellule exprimera soit l’allèle XB soit l’allèle Xb. L’expression de l’allèle se fait de manière totalement aléatoire. À mesure que le chaton se développe, ses cellules cutanées se divisent encore et encore. Les cellules pour chaque type d’allèle se répandront sur la peau du chat, créant un motif unique.
Le savais-tu?
Les chats écaille de tortue ou d’Espagne de sexe masculin sont rares, mais ils existent. As-tu une idée de ce qu’est la composition des chromosomes sexuels d’un chat mâle? Si tu as dit XXY — tu as la bonne réponse!
Quelle est la différence entre une chatte écaille de tortue et une chatte d’Espagne?
On distingue les chattes d’Espagne (ou tricolore) aux chattes écaille de tortue par la présence de blanc qui vient s’ajouter au roux et au noir dans le pelage. Il en est ainsi parce que les chattes d’Espagne sont atteintes d’un trouble génétique appelé piébaldisme. La peau ou la robe d’un animal atteint de ce trouble est composée de taches de couleur blanche. C’est un gène qui affecte la capacité d’une cellule cutanée à produire le pigment responsable de la couleur.
Les taches blanches d’un chat tricolore peuvent être larges ou petites et mélangées avec le roux et le noir. Habituellement, plus la robe comportera de blanc, moins le roux et le noir seront mélangés. C’est pourquoi les chats tricolores avec beaucoup de blanc ont tendance à avoir des taches distinctes de roux et de noir.
Les chattes à la robe écaille de tortue et tricolore n’ont pas seulement une belle apparence et sont plus que d’agréables animaux de compagnie. Ce sont aussi d’incroyables exemples d’épigénétique en action!
Amorces de discussion
- As-tu déjà vu un chat à pelage tricolore ou écaille de tortue? En quoi cette coloration diffère-t-elle de celle des autres chats?
- As-tu déjà remarqué que certains traits physiques (p. ex. la coloration tricolore) sont seulement visibles chez le mâle ou la femelle d’une espèce? Si oui, quels sont ces traits?
- En quoi la connaissance de l’inactivation du chromosome X aide-t-elle les chercheurs à étudier l’activation d’autres chromosomes ou gènes? Donne des explications.
- Quelles seraient les répercussions si la recherche épigénétique devait établir que certains aliments étaient susceptibles d’activer des gènes pouvant prévenir le cancer? Donne des explications.
- Trouve des exemples d’animaux qui sont élevés pour leur coloration inhabituelle.
- Qu’est-ce qu’un gène épigénétique?
- Quelle est la différence entre les chromosomes X et les chromosomes Y?
- Pourquoi un chromosome X devient-il inactif? Quelle structure se forme lors de l’inactivation du chromosome X?
- Pourquoi les chats mâles écaille de tortue ou d’Espagne sont-ils rares?
- Remplis un échiquier de Punnett afin d’établir la probabilité qu’un chat noir et une chatte rousse donnent naissance à des chatons écaille de tortue (roux et noir).
- On trouve bon nombre de chats légendaires dans les dessins animés, les films, les publicités et la littérature. Peux-tu en nommer qui ont un pelage tricolore ou écaille de tortue? En quoi la couleur du pelage d’un chat permet-elle de définir son caractère, sa condition ou son statut social? (p. ex., Garfield, Morris le chat, Sylvestre le chat, dit Grosminet, le chat du Cheshire (ou Chafouin), les chats dans les poèmes de TS Eliot, les chats siamois, Si et Am, dans La Belle et le Clochard, les chatons des publicités de papier de toilette, etc.)
- Cet article appuie l’enseignement et l’apprentissage de notions en biologie et en génétique se rapportant à la structure de l’ADN et à l’hérédité. Les concepts abordés comprennent la génétique, l’épigénétique, le chromosome sexuel, les chromosomes X, les chromosomes Y, l’inactivation, le corpuscule de Barr, les traits physiques, les allèles et le piébaldisme.
- Avant de lire cet article, les enseignants devraient commencer par présenter les notions relatives aux chromosomes sexuels et à l’hérédité liée au sexe. Cet article pourrait aussi servir comme introduction aux traits et aux troubles liés au sexe chez les êtres humains. (p. ex. l’hémophilie, la dystrophie musculaire de Duchenne, etc.)
- Avant la lecture de l’article, les enseignants pourraient aussi demander aux élèves d’utiliser une stratégie d’apprentissage Aperçu du vocabulaire, pour accéder à leurs connaissances préalables et se familiariser avec de nouveaux termes. Une fiche reproductible Aperçu du vocabulaire prête à être utilisée est accessible en format [Document Google] et [PDF].
- Après la lecture de l’article, les enseignants pourraient avoir recours à une stratégie d’apprentissage Tournoi des idées principales pour aider les élèves à se concentrer sur les points clefs de l’article et à renforcer la nouvelle information. Une fiche reproductible Tournoi à la ronde des idées maîtresses prête à être utilisée est accessible en format [Document Google] et [PDF].
- Comme prolongement aux enjeux liés aux STSE pour cette matière, les enseignants pourraient demander aux élèves si la couleur d’un chat est importante en analysant les idées reçues, les préjugés, la discrimination et les avantages associés à la couleur du pelage, au moyen d’une discussion en classe ou de la stratégie d’apprentissage Discussion silencieuse / graffitis. Une fiche reproductible Discussion silencieuse / graffitis prête à être utilisée est accessible en format [Document Google] et [PDF].
Faire des liens
- As-tu déjà vu un chat à pelage tricolore ou écaille de tortue? En quoi cette coloration diffère-t-elle de celle des autres chats?
- As-tu déjà remarqué que certains traits physiques (p. ex. la coloration tricolore) sont seulement visibles chez le mâle ou la femelle d’une espèce? Si oui, quels sont ces traits?
Relier la science et la technologie à la société et à l'environnement
- En quoi la connaissance de l’inactivation du chromosome X aide-t-elle les chercheurs à étudier l’activation d’autres chromosomes ou gènes? Donne des explications.
- Quelles seraient les répercussions si la recherche épigénétique devait établir que certains aliments étaient susceptibles d’activer des gènes pouvant prévenir le cancer? Donne des explications.
- Trouve des exemples d’animaux qui sont élevés pour leur coloration inhabituelle.
Explorer les concepts
- Qu’est-ce qu’un gène épigénétique?
- Quelle est la différence entre les chromosomes X et les chromosomes Y?
- Pourquoi un chromosome X devient-il inactif? Quelle structure se forme lors de l’inactivation du chromosome X?
- Pourquoi les chats mâles écaille de tortue ou d’Espagne sont-ils rares?
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Littératie médiatique
- On trouve bon nombre de chats légendaires dans les dessins animés, les films, les publicités et la littérature. Peux-tu en nommer qui ont un pelage tricolore ou écaille de tortue? En quoi la couleur du pelage d’un chat permet-elle de définir son caractère, sa condition ou son statut social? (p. ex., Garfield, Morris le chat, Sylvestre le chat, dit Grosminet, le chat du Cheshire (ou Chafouin), les chats dans les poèmes de TS Eliot, les chats siamois, Si et Am, dans La Belle et le Clochard, les chatons des publicités de papier de toilette, etc.)
Suggestions pour l'enseignement
- Cet article appuie l’enseignement et l’apprentissage de notions en biologie et en génétique se rapportant à la structure de l’ADN et à l’hérédité. Les concepts abordés comprennent la génétique, l’épigénétique, le chromosome sexuel, les chromosomes X, les chromosomes Y, l’inactivation, le corpuscule de Barr, les traits physiques, les allèles et le piébaldisme.
- Avant de lire cet article, les enseignants devraient commencer par présenter les notions relatives aux chromosomes sexuels et à l’hérédité liée au sexe. Cet article pourrait aussi servir comme introduction aux traits et aux troubles liés au sexe chez les êtres humains. (p. ex. l’hémophilie, la dystrophie musculaire de Duchenne, etc.)
- Avant la lecture de l’article, les enseignants pourraient aussi demander aux élèves d’utiliser une stratégie d’apprentissage Aperçu du vocabulaire, pour accéder à leurs connaissances préalables et se familiariser avec de nouveaux termes. Une fiche reproductible Aperçu du vocabulaire prête à être utilisée est accessible en format [Document Google] et [PDF].
- Après la lecture de l’article, les enseignants pourraient avoir recours à une stratégie d’apprentissage Tournoi des idées principales pour aider les élèves à se concentrer sur les points clefs de l’article et à renforcer la nouvelle information. Une fiche reproductible Tournoi à la ronde des idées maîtresses prête à être utilisée est accessible en format [Document Google] et [PDF].
- Comme prolongement aux enjeux liés aux STSE pour cette matière, les enseignants pourraient demander aux élèves si la couleur d’un chat est importante en analysant les idées reçues, les préjugés, la discrimination et les avantages associés à la couleur du pelage, au moyen d’une discussion en classe ou de la stratégie d’apprentissage Discussion silencieuse / graffitis. Une fiche reproductible Discussion silencieuse / graffitis prête à être utilisée est accessible en format [Document Google] et [PDF].
En savoir plus
La couleur de pelage d'un chat a-t-elle réellement un lien avec son caractère? (2015) Sciences et Avenir -- Cet article discute une étude américaine qui a trouvé qu'un lien entre couleurs du poil et comportement agressif serait possible.
Les chats semblent parfois porter des chaussettes, et la génétique l'explique (2019) Slate.fr -- Cet article expliqué qu'une anomalie génétique est à l'origine des taches sur leur pelage.
Qu’est-ce qu’un chat Calico? Le Monde -- Cet article décrit les caractéristiques des chats Calico et leur génétique.
[BioTCom] 07 : épigénétique et chatons (2016) Tania Louis -- Vidéo - "Ho ! Regarde, un chat !” “Il a trois couleurs, ça doit être une femelle." Effectivement. Mais pourquoi ? Vous le saurez après avoir regardé cette vidéo! (5 min 53 s)
Why Women Are Stripey (2014) Veritasium — Vidéo qui présente l’ADN et les chromosomes, la distribution des chromosomes sexuels et le rôle de l’inactivation des gènes dans l’expression de différents traits. Il est à noter que cette ressource sert aussi de référence. (5 min 16 s, avec sous-titres en français)
Références
Anoop, U. R., Ramesh, V., Balamurali, P. D., Nirima, O., Premalatha, B., & Karthikshree, V. P. (2004). Role of Barr bodies obtained from oral smears in the determination of sex. Indian Journal of Dental Research, 15(1), 5-7.
Hartwell, S. (2016). Tortoiseshell and tri-color cats. Messy Beast.
Kremples, D. M. (n.d.). The genetics of calico cats. University of Miami.
Soellner, J. (2017, septembre 1). Do all organisms have the "X" and "Y" chromosome configuration? Quora.
Szalay, J. (2017, décembre 9). Chromosomes: Definition & structure. Live Science.