L'hérédité et la transmission des caractères
Ce qui se transmet et ce qui s'acquiert
Tout ce qui te caractérise n'a pas la même origine. La couleur de tes yeux, ton groupe sanguin, la forme de ton nez te viennent de tes parents : tu es né avec, et rien dans ta vie ne les changera. Mais ta langue maternelle, ta cicatrice au genou, ton bronzage de l'été dernier ne te viennent pas de tes parents : tu les as acquis en vivant. Il faut distinguer ces deux familles de caractères avec soin, car on les confond très souvent.
Un caractère héréditaire est un caractère transmis des parents à l'enfant par l'intermédiaire des cellules reproductrices. Il est inscrit dans l'ADN dès la conception.
Un caractère acquis est un caractère que l'individu développe au cours de sa vie, sous l'effet de l'environnement, de l'éducation ou du mode de vie. Il n'est pas transmis aux enfants.
Le point décisif, et c'est une erreur historique célèbre que tu dois éviter : un caractère acquis ne s'inscrit pas dans l'ADN des cellules reproductrices, donc il ne passe pas à la génération suivante. Un parent qui a appris l'arabe et le français ne transmet pas ces langues dans ses gènes ; son enfant devra les apprendre à son tour.
Exemple 1. La couleur des yeux de Salma, son groupe sanguin et sa fossette au menton sont des caractères héréditaires : ils lui viennent de ses parents et étaient déjà déterminés à sa naissance.
Exemple 2. Le bronzage que Salma a attrapé sur la plage d'Essaouira, sa maîtrise du tennis et la cicatrice de son vaccin sont des caractères acquis : elle ne les transmettra jamais à ses futurs enfants. Si Karim affirme « mon père est très musclé à force de sport, donc je naîtrai musclé », il se trompe : la musculature acquise par l'entraînement n'est pas héréditaire.
Un caractère héréditaire vient des parents et est inscrit dans l'ADN ; un caractère acquis se développe pendant la vie et ne se transmet pas aux enfants.
Gènes, allèles et versions d'un caractère
Tu sais déjà, depuis le chapitre sur l'ADN et les chromosomes, que l'information héréditaire est portée par les chromosomes, et que chaque chromosome est une longue molécule d'ADN découpée en segments. Chacun de ces segments porte l'information d'un caractère : c'est un gène.
Un gène est un segment d'ADN qui porte l'information nécessaire à la réalisation d'un caractère héréditaire (par exemple le gène de la couleur des yeux, ou celui du groupe sanguin).
Mais un même gène n'existe pas en une seule version. Le gène de la couleur des yeux peut exister sous une version « yeux marron » ou une version « yeux bleus ». Ces différentes versions d'un même gène portent un nom précis.
Un allèle est une version possible d'un gène. Un même gène peut exister sous plusieurs allèles, qui produisent des variantes différentes du même caractère.
Un modèle simplifié. Dans tout ce chapitre, on prend la couleur des yeux comme exemple de caractère gouverné par un seul gène à deux allèles (« marron » dominant, « bleu » récessif). C'est une simplification pédagogique commode pour comprendre la dominance et les croisements. En réalité, la couleur des yeux dépend de plusieurs gènes : le modèle « marron domine bleu » donne la bonne intuition, mais ne décrit pas exactement la génétique réelle de l'œil humain. Tout ce que tu vas apprendre ici reste vrai pour les nombreux caractères qui, eux, dépendent bien d'un seul gène.
Deux allèles pour chaque gène
Voici le point clé de cette leçon. Tes chromosomes vont par paires : tu possèdes deux exemplaires de chaque chromosome, l'un venu de ton père, l'autre de ta mère. Ces deux chromosomes d'une même paire sont dits homologues et portent les mêmes gènes, aux mêmes emplacements. Conséquence directe : pour chaque gène, tu possèdes deux allèles, un sur chaque chromosome de la paire.
Dans le modèle étudié au collège, pour un gène porté par une paire de chromosomes homologues, chaque individu possède deux allèles : un reçu du père et un reçu de la mère. Ces deux allèles peuvent être identiques ou différents.
(Ce modèle simple couvre l'essentiel des cas que tu rencontreras ; tu verras plus tard qu'il existe des situations particulières — les gènes portés par les chromosomes sexuels, par exemple — où ce compte de deux allèles ne s'applique pas tel quel.)
Exemple 1. Pour le gène de la couleur des yeux, Salma possède deux allèles : un allèle « marron » reçu de son père et un allèle « marron » reçu de sa mère. Ses deux allèles sont identiques.
Exemple 2. Pour le même gène, sa sœur a reçu un allèle « marron » de son père et un allèle « bleu » de sa mère. Ses deux allèles sont différents — et tu verras dans la leçon suivante ce qui se passe alors.
Un gène est un segment d'ADN codant un caractère ; un allèle est une version de ce gène. Pour chaque gène, on possède deux allèles, un de chaque parent.
Allèles dominants et allèles récessifs
Quand les deux allèles d'un gène sont identiques, le caractère qu'ils produisent est sans ambiguïté. Mais que se passe-t-il quand ils sont différents ? Le cas de la sœur de Salma, qui a un allèle « marron » et un allèle « bleu », pose une vraie question : de quelle couleur seront ses yeux ? La réponse tient à une notion essentielle.
Un allèle est dominant lorsqu'il s'exprime et impose son effet, même s'il est présent en un seul exemplaire. Un allèle est récessif lorsqu'il ne s'exprime que s'il est présent en deux exemplaires, c'est-à-dire seulement en l'absence d'allèle dominant.
Autrement dit, lorsqu'un allèle dominant et un allèle récessif sont présents ensemble, c'est le dominant qui décide du caractère visible : l'allèle récessif est alors masqué. Il est toujours là, bien présent dans l'ADN, mais son effet ne se voit pas. C'est exactement ce qui explique qu'un caractère puisse « sauter » une génération.
Pourquoi un allèle peut être masqué
Imagine deux instructions données en même temps à une cellule : « fabrique du pigment marron » (allèle marron) et « ne fabrique pas de pigment » (allèle bleu). La première l'emporte : dès qu'il y a l'ordre de fabriquer du pigment, le pigment est fabriqué, et l'œil paraît marron. L'allèle « bleu » n'a pas disparu — il est simplement recouvert par l'effet du marron. Pour qu'un œil paraisse bleu, il faut donc deux allèles « bleu », sans aucun allèle « marron » pour les masquer.
Exemple 1. Chez la sœur de Salma (un allèle marron, un allèle bleu), l'allèle « marron » est dominant : ses yeux sont marron. L'allèle « bleu », récessif, est présent mais masqué.
Exemple 2. Les grands-parents de Salma ont tous les deux les yeux marron, et pourtant un de leurs enfants a les yeux bleus. Ce n'est pas une erreur : chaque grand-parent portait un allèle « bleu » récessif, masqué par un allèle « marron ». L'enfant a reçu les deux allèles « bleu », un de chaque parent — et le caractère caché est réapparu.
Un allèle dominant s'exprime même seul ; un allèle récessif ne s'exprime qu'en double exemplaire. Un récessif peut être présent mais masqué par un dominant.
Génotype et phénotype
Tu disposes maintenant de tout pour faire une distinction fondamentale, et c'est sans doute la plus importante du chapitre : la différence entre ce que tu possèdes dans ton ADN et ce que l'on observe chez toi. Ce sont deux choses distinctes, et les confondre est l'erreur la plus fréquente en génétique.
Le génotype est l'ensemble des allèles que possède un individu pour un ou plusieurs gènes. C'est l'information inscrite dans l'ADN, qu'on ne voit pas directement.
Le phénotype est l'ensemble des caractères observables d'un individu (couleur des yeux, groupe sanguin, etc.). C'est ce qui se voit ou se mesure, le résultat du génotype.
Le génotype, on l'écrit avec les allèles ; le phénotype, on l'observe. Le lien entre les deux passe par la dominance : c'est le génotype, combiné aux règles dominant/récessif, qui détermine le phénotype. Mais attention, deux génotypes différents peuvent donner le même phénotype.
Homozygote et hétérozygote
Pour décrire un génotype, on précise si les deux allèles d'un gène sont identiques ou différents. Deux mots suffisent.
Un individu est homozygote pour un gène si ses deux allèles sont identiques ; il est hétérozygote si ses deux allèles sont différents.
Pour écrire un génotype, on choisit un symbole pour chaque allèle, en mettant en majuscule celui qui est dominant. Une convention fréquente reprend la même lettre : par exemple A (dominant) et a (récessif). Ici, pour qu'on lise tout de suite la couleur, on choisit plutôt deux lettres parlantes : M pour l'allèle « marron » (dominant, donc en majuscule) et b pour l'allèle « bleu » (récessif). Ce sont deux symboles choisis : l'essentiel est que la majuscule marque le dominant. Le génotype s'écrit alors avec les deux allèles : (M, M), (M, b) ou (b, b).
Exemple 1. Génotype (M, M) : homozygote, phénotype « yeux marron ». Génotype (b, b) : homozygote, phénotype « yeux bleus ».
Exemple 2. Génotype (M, b) : hétérozygote. Le phénotype est « yeux marron », car M domine b. Remarque ce point capital : les génotypes (M, M) et (M, b) sont différents, mais donnent le même phénotype « marron ». On ne peut donc pas toujours deviner le génotype rien qu'en regardant le phénotype. Si Karim dit « cette personne a les yeux marron, donc ses deux allèles sont marron », il va trop vite : elle peut être (M, M) ou (M, b).
Le génotype = les allèles (dans l'ADN) ; le phénotype = les caractères observés. Homozygote = deux allèles identiques ; hétérozygote = deux allèles différents. Un même phénotype peut correspondre à plusieurs génotypes.
La transmission lors de la reproduction sexuée
On arrive au cœur de l'hérédité : comment, concrètement, les allèles passent-ils d'une génération à la suivante ? La réponse mobilise ce que tu as appris sur la division cellulaire et la reproduction sexuée. Un enfant naît de la rencontre de deux cellules reproductrices, les gamètes : l'ovule de la mère et le spermatozoïde du père.
Un gamète (ovule ou spermatozoïde) est une cellule reproductrice qui ne contient qu'un seul allèle de chaque gène, au lieu de deux. Lors de sa formation, les deux allèles d'un gène se séparent : chaque gamète n'en reçoit qu'un.
C'est le mécanisme essentiel. Un parent possède deux allèles par gène, mais il n'en transmet qu'un seul à chaque enfant, via le gamète. Cette séparation des allèles vient d'une division cellulaire particulière, qui ne forme que les gamètes et divise par deux le nombre de chromosomes (et donc le nombre d'allèles par gène) : tu en découvriras le mécanisme, la méiose, en classe de 2nde. Quel allèle part dans tel gamète ? C'est le hasard : pour un parent hétérozygote (M, b), la moitié des gamètes portent M, l'autre moitié portent b.
Lors de la fécondation, un gamète du père (un allèle) s'unit à un gamète de la mère (un allèle). L'enfant reconstitue ainsi ses deux allèles par gène : un de chaque parent.
Voilà pourquoi un enfant ressemble à ses deux parents sans être identique à aucun : il reçoit une combinaison nouvelle d'allèles, tirée au hasard parmi ceux de son père et de sa mère. C'est ce brassage qui explique que deux frères, mêmes parents, puissent être si différents.
Exemple 1. La mère de Salma est hétérozygote (M, b) pour la couleur des yeux. Ses ovules sont donc de deux sortes, en proportions égales : la moitié portent l'allèle M, l'autre moitié l'allèle b. À chaque enfant, le hasard décide lequel sera transmis.
Exemple 2. Si le père transmet b et la mère transmet b, l'enfant sera (b, b) : yeux bleus. Si le père transmet M et la mère transmet b, l'enfant sera (M, b) : yeux marron. Le même couple peut donc avoir des enfants aux yeux de couleurs différentes, selon la combinaison tirée au hasard à chaque fécondation.
Chaque parent transmet un seul allèle par gène, porté par un gamète, choisi au hasard. À la fécondation, l'enfant reconstitue deux allèles, un de chaque parent — d'où une combinaison nouvelle à chaque enfant.
Prévoir une transmission : un croisement simple
Puisque la transmission suit des règles, on peut prévoir les génotypes et phénotypes possibles des enfants d'un couple, ainsi que leurs proportions. L'outil pour cela est un petit tableau à double entrée, l'échiquier de croisement, qui croise systématiquement les gamètes du père et ceux de la mère.
Un échiquier de croisement est un tableau qui croise les gamètes possibles des deux parents pour donner tous les génotypes possibles de l'enfant, et leurs proportions.
Prenons le cas le plus instructif : deux parents tous deux hétérozygotes (M, b) pour la couleur des yeux, donc tous deux aux yeux marron. Chacun produit deux sortes de gamètes en proportions égales : M et b. On place les gamètes du père en colonnes, ceux de la mère en lignes, et on remplit chaque case en combinant les deux allèles.
| gamète M (père) | gamète b (père) | |
|---|---|---|
| gamète M (mère) | (M, M) — marron | (M, b) — marron |
| gamète b (mère) | (M, b) — marron | (b, b) — bleu |
Lis le tableau : sur les quatre combinaisons possibles, trois donnent un phénotype « marron » et une seule donne « bleu ». On obtient donc une proportion de 3 marron pour 1 bleu (soit 3/4 et 1/4). Et tu retrouves l'énigme du début du chapitre : deux parents aux yeux marron peuvent avoir un enfant aux yeux bleus, avec une probabilité de 1 sur 4.
Exemple 1. Sur le plan des génotypes, l'échiquier donne : 1 enfant (M, M), 2 enfants (M, b) et 1 enfant (b, b) sur quatre. Phénotypes : 3 marron, 1 bleu.
Exemple 2. Attention au sens de ces proportions. « 1 sur 4 » est une probabilité à chaque naissance, pas une garantie. Si Salma dit « mes parents auront forcément un enfant bleu sur quatre », elle se trompe : un couple peut avoir quatre enfants tous marron, ou au contraire deux enfants bleus. Le hasard de la fécondation joue à chaque fois indépendamment, comme un dé que l'on relance.
L'échiquier de croisement croise les gamètes des deux parents pour donner tous les génotypes et phénotypes possibles de l'enfant, et leurs proportions. Deux parents hétérozygotes (M, b) donnent 3/4 dominant, 1/4 récessif — mais ce sont des probabilités, pas des certitudes.
Pièges classiques
Piège 1 : croire qu'un caractère acquis se transmet. Un caractère acquis pendant la vie (bronzage, musculature, langue apprise, cicatrice) ne s'inscrit pas dans l'ADN des gamètes : il ne passe pas aux enfants. Seuls les caractères héréditaires, présents dès la conception, se transmettent. Croire l'inverse, c'est répéter une vieille erreur scientifique abandonnée depuis longtemps.
Piège 2 : confondre gène et allèle. Un gène est le segment d'ADN responsable d'un caractère ; un allèle est une version de ce gène. Tout le monde a le gène de la couleur des yeux ; ce qui diffère d'une personne à l'autre, ce sont les allèles de ce gène. Dire « je n'ai pas le gène des yeux bleus » est maladroit : on devrait dire « je n'ai pas l'allèle yeux bleus ».
Piège 3 : confondre génotype et phénotype. Le génotype, ce sont les allèles dans l'ADN ; le phénotype, c'est le caractère observé. Ils ne sont pas synonymes : un génotype (M, b) et un génotype (M, M) ont le même phénotype « marron ». Décrire la couleur d'un œil, c'est donner un phénotype, pas un génotype.
Piège 4 : croire qu'un même phénotype implique un même génotype. Deux personnes aux yeux marron peuvent être (M, M) ou (M, b). On ne peut pas déduire le génotype du seul phénotype quand un allèle dominant est en jeu, car il masque l'allèle récessif. Le phénotype dominant cache toujours une ambiguïté sur le génotype.
Piège 5 : penser qu'un allèle récessif a disparu parce qu'on ne le voit pas. Un allèle récessif masqué est bien présent dans l'ADN ; il est simplement non exprimé tant qu'un allèle dominant l'accompagne. C'est pourquoi un caractère peut « sauter une génération » : l'allèle récessif voyage caché, puis réapparaît quand deux exemplaires se rencontrent.
Piège 6 : transformer une proportion en certitude. Une proportion comme « 3/4 marron, 1/4 bleu » est une probabilité à chaque naissance, calculée sur l'ensemble des combinaisons possibles. Elle ne garantit pas que sur quatre enfants exactement un aura les yeux bleus. Chaque fécondation est un tirage au hasard indépendant : un couple peut très bien n'avoir que des enfants marron.
Application concrète
Salma veut comprendre une histoire de famille : ses deux parents ont les yeux marron, et pourtant son petit cousin Adam, né l'an dernier à Fès, a les yeux bleus. La grand-mère s'étonne, l'oncle plaisante. Salma, elle, décide de raisonner en génétique. Suivons-la, étape par étape.
Étape 1 — Distinguer ce qui se transmet. Salma commence par s'assurer que la couleur des yeux est bien un caractère héréditaire, et non acquis : Adam est né avec, cela ne vient ni du soleil ni de son alimentation. C'est donc un caractère porté par un gène, transmis par les parents. Le raisonnement génétique est légitime.
Étape 2 — Poser les allèles. Elle nomme les allèles : M pour l'allèle « marron », dominant, et b pour l'allèle « bleu », récessif. Comme Adam a les yeux bleus, son phénotype « bleu » est récessif : il ne peut s'exprimer qu'avec deux allèles b. Le génotype d'Adam est donc forcément (b, b).
Étape 3 — Remonter aux parents. Adam a reçu un allèle b de chacun de ses parents (un par gamète). Or ses parents ont les yeux marron : leur phénotype est dominant. Salma en déduit que chaque parent possède un allèle M (qui rend ses yeux marron) et un allèle b (qu'il a transmis à Adam). Les deux parents sont donc hétérozygotes (M, b) : voilà comment des parents marron portent un allèle bleu caché.
Étape 4 — Dresser l'échiquier. Salma croise les gamètes des deux parents (M, b) × (M, b) dans un échiquier 2×2. Elle retrouve les quatre combinaisons : (M, M), (M, b), (M, b), (b, b). En phénotypes : 3 marron pour 1 bleu. Adam correspond au cas (b, b) — le « 1 sur 4 ». Rien d'anormal : c'était une possibilité prévue par les règles de transmission.
Étape 5 — Conclure sans se tromper. Salma explique à sa grand-mère que la couleur bleue n'est ni une erreur ni une surprise : l'allèle « bleu », récessif et masqué, voyageait caché chez les deux parents et s'est exprimé chez Adam en double exemplaire. Elle ajoute, prudente, que pour un futur enfant le « 1 sur 4 » reste une probabilité à chaque naissance, jamais une garantie.
Conclusion. En cinq étapes, Salma a relié tout le chapitre : un caractère héréditaire, un gène à deux allèles, une dominance qui masque le récessif, la distinction génotype/phénotype, la transmission d'un allèle par gamète et la prévision par échiquier. Tu retrouveras cette logique en reproduction sexuée, et en classe de 1ʳᵉ tu l'approfondiras avec la génétique mendélienne : lois de Mendel, croisements à plusieurs gènes et calculs de probabilités plus poussés.
À retenir
Avant les exercices, voici les règles essentielles à mémoriser.
Un caractère héréditaire vient des parents et est inscrit dans l'ADN ; un caractère acquis se développe pendant la vie et ne se transmet pas.
Un gène code un caractère ; un allèle est une version du gène. Chacun possède deux allèles par gène, un de chaque parent.
Un allèle dominant s'exprime même seul ; un allèle récessif ne s'exprime qu'en double et peut rester masqué par un dominant.
Le génotype = les allèles (dans l'ADN) ; le phénotype = les caractères observés. Un même phénotype peut correspondre à plusieurs génotypes (homozygote vs hétérozygote).
Chaque parent transmet un allèle par gène via un gamète, au hasard ; la fécondation reconstitue deux allèles. L'échiquier de croisement prévoit les proportions (3/4 – 1/4 pour deux hétérozygotes) — des probabilités, pas des certitudes.