Bac Spécialité SVT 9 septembre 2025 Métropole (session de rattrapage)
Exercice 2 : (8 points) Génétique et évolution - La tétrodotoxine chez les Poissons-globes
Les Poissons-globes (parfois nommés Tétrodons ou Tétraodons), comme le
Fugu, appartiennent à une famille de poissons ayant la capacité de se gonfler en quelques secondes en se remplissant d’eau pour faire fuir leur prédateur. Le
fugu est un mets très apprécié au Japon. Seuls des chefs ayant suivi une formation spécifique peuvent le préparer, car ce poisson contient une toxine très dangereuse. Elle a été découverte pour la première fois chez les
Tetraodontidae, d’où son nom: la tétrodotoxine (TTX).
Expliquez en quoi la nutrition du Fugu, à partir d’aliments contenant de la tétrodotoxine, lui confère un avantage pour sa survie.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances utiles.
document 1 : localisation de la molécule TTX chez les Poissons-globes
Des expériences pour déterminer la localisation de la molécule TTX dans différents organes ont été réalisées chez le Poisson-globe à bande argentée. Les résultats présentés sont transposables au Fugu, une autre espèce de Poisson-globe.
Un individu juvénile est un organisme vivant qui n’a pas encore atteint sa maturité sexuelle.
Les barres verticales d’incertitudes représentent la variabilité de la concentration de TTX mesurée entre les différents individus de chaque groupe dans un organe donné.
d’après www.mdpi.com/1660-3397/21/10/520
document 2 : origine de la TTX chez les Poissons-globes
La TTX est présente dans divers organismes marins comme des étoiles de mer, des mollusques ou encore des bactéries dont les Fugus se nourrissent. Des chercheurs ont voulu déterminer si les Fugus synthétisent directement la TTX ou s’ils l’accumulent à partir des aliments consommés.
Ils ont utilisé des Fugus d’élevage qu’ils ont placés dans 3 bassins identiques pendant 240 jours afin de pouvoir contrôler l’apport de TTX dans leur alimentation. Ils ont régulièrement prélevé 5 poissons dans chaque bassin et ont mesuré la concentration de TTX présente dans leur foie.
□ Apport de 0 µg de TTX / g de masse corporelle / jour
△ Apport de 0,1 µg de TTX / g de masse corporelle / jour
◯ Apport de 0,8 µg de TTX / g de masse corporelle / jour
d'après 2008. Marine Drugs 6 (2).
document 3 : étude de la toxicité de la TTX sur les cellules excitables (neurone et cellule musculaire)
document 3a : les effets de la TTX à l’échelle cellulaire
Les chercheurs ont voulu tester l’action de la TTX sur les neurones et les cellules musculaires. Ils ont enregistré les réponses électriques de ces cellules après stimulation en présence et en absence de TTX chez deux animaux : la Souris et le Cobaye.
Effet de la TTX sur les potentiels d’action d’un neurone cortical de Souris
d'après hellobio.com/tetrodotoxin.htm
Effet chez le Cobaye de la TTX sur les potentiels d’action des cellules du diaphragme, un muscle essentiel à la respiration
d'après 1966. Br J Pharmacol Chemother
document 3b : les effets de la TTX à l’échelle moléculaire
La formation d’un potentiel d’action est en partie dépendante du passage d’ions sodium du milieu extracellulaire vers le cytoplasme de la cellule excitable à travers des canaux sodium spécialisés. La TTX a la capacité de se lier à ces canaux protéiques et de limiter le passage des ions sodium: schéma de l’action de la TTX sur les canaux sodium des cellules excitables.
d'après www.mdpi.com/1660-3397/22/4/176
document 3b : les effets de la TTX à l’échelle moléculaire (suite)
La séquence en acides aminés des canaux sodium a été déterminée et comparée entre différentes espèces. Les chercheurs ont constaté qu’en fonction des séquences, la fixation de la TTX sur les canaux sodium était variable. Chez les deux espèces de Poissons-globes mises en évidence, la TTX se lie très difficilement aux canaux sodium.
| Espèces |
Extrait de la séquence en acides aminés du canal sodium
de la position 383 à 389 |
| 383 |
384 |
385 |
386 |
387 |
388 |
389 |
| Homo sapiens (Etre humain) |
Gln |
Asp |
Tyr |
Trp |
Glu |
Asn |
Leu |
| Thamnophis sirtalis (Couleuvre rayée) |
= |
= |
= |
= |
= |
= |
= |
| Takifugu rubripes (Poisson-globe tigré) |
= |
= |
Asn |
= |
= |
Ser |
= |
| Danio rerio (Poisson zèbre) |
= |
= |
Phe |
= |
= |
= |
= |
| Gasterosteus aculeatus (poisson Epinoche à trois épines) |
= |
= |
= |
= |
= |
= |
= |
| Takifugu pardalis (Poisson-globe panthère) |
= |
= |
Asn |
= |
= |
Ser |
= |
| Sternopygus macrurus (Poisson-couteau) |
= |
= |
= |
= |
= |
= |
= |
Le signe = indique des acides aminés identiques à ceux de la séquence humaine
d'après 2008. Molecular Biology and Evolution 25(6).
document 4 : fonction écologique de la TTX chez les Poissons-globes
Contenu en TTX de l'alimentation des juvéniles
(µg de TTX par g de nourriture) |
0 |
1,5 |
3 |
Taux de survie des juvéniles au 15e jour
(%) |
32 |
62 |
74 |
Pour tester l’impact de la présence de TTX dans l’organisme des Poissons-globes sur leur survie, des chercheurs ont élevé des juvéniles de Fugus dans 3 bassins identiques pendant 15 jours. Durant les 10 premiers jours, les 100 Fugus de chaque bassin ont été alimentés avec une nourriture contenant une concentration de TTX variable. Le 11ème jour, 50 poissons prédateurs des Fugus (
Lateolabrax japonicus) et sensibles à la TTX sont introduits dans chacun des bassins. Le 15ème jour, le nombre de Fugus juvéniles survivants est compté.
d'après 2016. Fisheries Science 83(2).