Chapitre 4 : Un monde invisible

Introduction :

Les organismes visibles à l’œil nu ne représentent qu’une infime partie des êtres vivants.

Notre environnement, mais aussi la surface et certaines parties de notre corps sont peuplés de très nombreux micro-organismes. On distingue deux principaux types de micro-organismes : les bactéries et les virus.

La plupart d’entre eux  sont inoffensifs voire même utiles à l’Homme, mais certains sont pathogènes, c’est-à-dire capables de provoquer une maladie.

Définitions :

Micro-organisme : « microbe » : être vivant invisible à l’œil nu.

Bactérie : micro-organisme formé d’une cellule et pouvant vivre de manière autonome dans un milieu.

Virus : micro-organisme de très petite taille ne pouvant se développer que dans une cellule vivante.

Pathogène : qui peut provoquer une maladie

 I- Certains micro-organismes sont utiles à l’Homme 

Notre corps abrite un grand nombre de micro-organismes, principalement au niveau de la peau et du tube digestif. On parle de microbiome.

Ce microbiome nous est utile, il nous protège, par exemple, de maladies digestives.

En effet, les micro-organismes sont en compétition les uns contre les autres. En occupant notre tube digestif, notre microbiome nous protège car il empêche l’installation de micro-organismes pathogènes.

Définition : 

Microbiome : ensemble des micro-organismes vivant sur et dans notre corps

Problème : Comment un micro-organisme peut-il entrainer une maladie ?

II- Les micro-organismes peuvent pénétrer dans le corps : c’est la contamination

La peau et les muqueuses sont des barrières qui empêchent les micro-organismes de pénétrer dans notre corps.

La peau est une barrière infranchissable sauf en cas de lésions (blessure, brulure…), certaines muqueuses (des poumons, des intestins, de l’appareil génital…) sont plus fines et peuvent être franchies par certains pathogènes.

L’entrée des micro-organismes dans notre corps est appelée la contamination.

Question : Un seul micro-organisme qui a pénétré dans notre corps  peut-il provoquer une maladie ?

II- Les micro-organismes peuvent se multiplier dans le corps : c’est l’infection

Pour provoquer une maladie, la contamination n’est pas suffisante. Les micro-organismes doivent pouvoir se multiplier dans le corps.

Si les conditions sont favorables, bactéries et virus peuvent se multiplier très rapidement et envahir tout ou une partie de l’organisme et provoquer une maladie : c’est l’infection.

Pour provoquer une maladie, un micro-organisme doit donc pénétrer dans le corps (le contaminer) puis s’y multiplier (l’infecter).

Définitions :

Contamination : pénétration des micro-organismes dans le corps

Infection : multiplication des micro-organismes au sein de l’organisme après la contamination et ensemble des troubles qui en résultent.

Problème : Comment peut-on limiter les risques liés aux micro-organismes pathogènes ?

III- Pour se protéger, l’Homme peut lutter contre la contamination

Les moyens de transmission de la plupart des micro-organismes sont connus (par l’eau, l’air, les aliments, par contact direct entre les personnes). Cela permet de limiter les risques de contamination.

L’asepsie, les produits antiseptiques et le préservatif sont des moyens permettant d’éviter la contamination.

IV- L’Homme peut stopper une infection en utilisant des antibiotiques

 Les antibiotiques permettent de tuer les bactéries et ainsi d’arrêter une infection.

Les antibiotiques ne sont efficaces qu’en cas d’infection bactérienne mais sans effet sur les virus.

Au commencement était le spermatozoïde

Au commencement était le spermatozoïde

Source : Pocket: Au commencement était le spermatozoïde

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Chapitre 3 : Histoire de la Terre, parenté et évolution des êtres vivants

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Introduction :

L’étude des roches sédimentaires et des fossiles qu’elles contiennent permet de connaitre les êtres vivants ayant vécu par le passé.

On constate que depuis plus de 3 milliards d’années, des espèces d’êtres vivants sont apparues, se sont développées et ont pu disparaître.

Problème :  Comment expliquer que des groupes différents (les ammonites et les dinosaures) se soient éteints à la même période ?

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I- Des évènements géologiques à l’origine des crises de la biodiversité

Il y a 65 millions d’années, la terre subissait simultanément deux épisodes géologiques exceptionnellement dévastateurs :

• Une météorite de 10 km de diamètre s’écrase dans le golfe du Mexique.
• Un épisode volcanique très intense a lieu dans le sud ouest de l’Inde.

Une grande partie des espèces disparaissent donc au cours de cet épisode connu sous le nom de crise crétacé/tertiaire.

Cette crise crétacé/tertiaire n’est pas le seule. L’histoire de la vie est marquée par au moins 6 crises majeures de la biodiversité, la plus importante ayant eu lieu il y a 250 millions d’années (crise Permo/Trias).

Ces crises de la biodiversité semblent toutes liées à des événements géologiques exceptionnels ayant profondément transformé l’environnement et les milieux de vie à l’échelle de la planète.

Crise biologique : période courte des temps géologiques au cours de laquelle un grand nombre d’espèces différentes occupant des milieux différents disparaissent à l’échelle mondiale

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II– L’Homme est responsable de la 6ème crise biologique majeure

Le taux actuel de disparition des espèces est le plus élevé jamais enregistré (entre 17 000 et 100 000 espèces disparaissent chaque année). Un cinquième de toutes les espèces vivantes pourrait disparaître dans les 30 ans, ce qui est encore plus rapide que lors des 5 crises biologiques majeures.

Ces disparitions ont des causes diverses (déforestation, trafic d’animaux, surpêche, réchauffement climatique…) mais ont toutes un point commun : l’espèce humaine.

III- Les crises de la biodiversité sont suivies de périodes de diversifications intenses

La disparition de nombreuses espèces lors des crises biologiques libère des niches biologiques (milieux favorables) qui permettent à d’autres espèces de se développer. Les crises biologiques permettent donc un renouvellement et une diversification  des espèces présentes sur Terre.

Par exemple, à l’époque des dinosaures, le groupe des mammifères existe déjà depuis longtemps mais il reste très restreint. Les mammifères de l’époque sont tous de petite taille (ils s’apparentaient aux rongeurs actuels) et vivaient essentiellement la nuit.

Ces caractéristiques leur ont d’ailleurs probablement permis de survivre lors de la crise crétacé/tertiaire alors que les grands dinosaures étaient décimés.

Suite à cette crise, les mammifères n’ayant plus de prédateurs ni de concurrents, ils ont pu se diversifier très rapidement (augmentation de leur taille, diversification des modes de vie et des régimes alimentaires etc)

Problème : Quelle est l’origine des espèces qui apparaissent ?

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IV– Tous les êtres vivants possèdent des caractères communs ce qui suggère une origine commune

Tous les êtres vivants sont composés de cellules et ont la molécule d’ADN comme support de l’information héréditaire.

On peut supposer que ces deux caractères étaient présents chez un ancêtre commun et qu’il ont été transmis à tous les descendants.

Ces observations suggèrent que tous les êtres vivants actuels descendent d’un seul et même ancêtre commun, probablement un être vivant unicellulaire proche des bactéries actuelles.

Problème : Comment identifier les liens de parentés entre les êtres vivants ?

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V– L’étude et la comparaison des caractères des êtres vivants permet d’établir des liens de parentés précis entre les espèces

L’étude des caractères héréditaires partagés par différentes espèces permet de construire des arbres de parentés : un nouveau caractère apparait chez un ancêtre commun (qui est dit hypothétique car inconnu) puis est transmis à ses descendants.

Ainsi, les espèces qui partagent un même caractère héréditaire sont issues d’un même ancêtre commun et sont donc plus apparentés entre elles qu’avec les espèces qui ne possèdent pas ce caractère.

Le cas de la lignée humaine :

Vous avez pu remarquer dans les vidéos combien les différences entre l’humain et le chimpanzé sont faibles (on peut les lister, essayez de faire la liste des points communs et vous verrez combien nous sommes proche d’eux). J’espère que vous êtes désormais convaincus que « l’humain est un singe » !

Et pour aller un petit peu plus loin, une autre vidéo. Cette fois, l’analyse ne se fait plus au niveau des caractères directement observables  mais d’une comparaison moléculaire. Il s’agit donc d’aller voir les points communs, non plus entre les os comme dans l’activité, mais à un niveau microscopique, en regardant la structure des protéines. En dehors de cette différence d’échelle, le principe reste exactement le même. Le plus intéressant, c’est que cette nouvelle technique donne, dans l’immense majorité des cas, des résultats identiques à la technique classique sur de gros caractères.

Problème : Par quel mécanisme un nouveau caractère héréditaire peut-il apparaître chez un individu puis se répandre dans une population ?

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VI– Les mutations génétiques et la sélection naturelle sont à la base de l’évolution des espèces

Des mutations de l’ADN sont à l’origine de nouveaux allèles qui déterminent de nouveaux caractères. Ces mutations se produisent au hasard, les nouveaux caractères ne sont donc pas déterminés par l’environnement.

Si le nouveau caractère est avantageux pour l’individu, il se reproduira plus que les autres et transmettra ce nouveau caractère qui se répandra dans la population au cours des générations.

Si le nouveau caractère est désavantageux pour l’individu, il se reproduira moins que les autres et ce nouveau caractère disparaîtra rapidement de la population.

Ce mécanisme est appelé sélection naturelle et il est à la base de l’évolution des êtres vivants.

Pour aller plus loin, une vidéo très bien faite, avec un autre exemple que celui traité en cours :

Et pour bien insister sur le caractère aléatoire d’une mutation et donc que l’animal ne peut pas « s’adapter » volontairement à son environnement mais que les mutations arrivent par hasard et que l’environnement sélectionne les plus adaptées (là aussi, la vidéo va un peu plus loin que ce que nous avons vu en classe, pas de panique si vous ne comprenez pas tout, seul le cours est exigible aux évaluations. Par contre, n’hésitez pas à me poser des questions si vous en avez.) :