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spécialité SVT terminale

Transcript

Une diversification phénotypique sans diversification génétique

Cours de menuiserie pour un Orang Outan!

Consigne :
A partir des documents compléter la carte mentale .

Il s'agit de comprendre en prenant différents exemples, que la diversité du vivant n'est pas toujours liée à une diversification génétique ou à une transmission d'ADN.

Diversification du vivant non génétique

3°) Transmission culturelle
et évolution biologique

2°) Des associations avec des composants inertes du milieu

Ma carte mentale

I°) Des associations avec d'autres êtres vivants

Diversification du vivant non génétique

Des associations avec d'autres êtres vivants

Comportements culturels

Des associations avec des composants inertes du milieu

Le ver de Roscoff

Les associations avec d'autres êtres vivants

Le lichen

La symbiose

1

2

3

Le lichen: un organisme symbiotique

Observer le lichen dans son milieu de vie. Constater qu'ils vivent dans des conditions hostiles.

Observer le lichen au microscope optique et le comparer avec une lame de champignon et une lame d'algue pleurocoque. Constater que le lichen est une association entre une algue et un champignon.

Les lichens : une association algue-champignon

Observation au microscope optique de filaments mycéliens d'un champignon

Observation microscopique de cellules d'algues prélevée sur un arbre

Rechercher en quoi les deux symbiotes tirent des bénéfices réciproques de cette association.



Le lichen est le cas de symbiose le plus connu : il résulte d'une association entre une algue et un champignon. Grâce à la coexistence de ces deux espèces le lichen parvient à survivre : le champignon capte et absorbe l'eau et l'algue étant chlorophyllienne pourra capter l'énergie solaire pour la convertir en une autre. La coexistence de cette algue et de ce champignon, en associant leurs propriétés permet l'émergence de nouvelles : telle que la morphologie du lichen, la thalle lichénique, qui s'explique par le fait qu'en présence de cette espèce spécifique d'algue le champignon se met à produire des métabolites secondaires* : des substances lichéniques. Leur coexistence permet également une émergence écologique qui permet aux lichens de vivre dans des endroits hostiles et dans des conditions difficiles, là où les deux espèces ne seraient pas en mesure de survivre séparément comme par exemple en pleine lumière pour le lichen jaune orangé.


métabolites secondaires* : Ce sont des composés chimiques synthétisés par les plantes, on peut aussi les appeler "composés phytochimiques", contrairement aux métabolites primaires les métabolites secondaires ne remplissent que des fonctions non-essentielles et ne sont donc pas nécessaires à la survie de l'organisme.



Diversification du vivant non génétique

Des associations avec d'autres êtres vivants

- durable,
-intime
-espèces différentes
=double bénéfice réciproque, =phénotype étendu

Symbiose

Lichen

Le ver de Roscoff : un autre organisme symbiotique

Rechercher dans le sable des petits vers.

Le ver plat de Roscoff (Symsagittifera roscoffensis) sort du sable à marée basse, s'expose à la lumière ce qui permet à ses microalgues vertes (Tetraselmis convolutae) de réaliser la photosynthèse oxygénique et de produire les molécules organiques (Glucides) dont il a besoin pour vivre.
Images et vidéos : H.Kempf - Laboratoire des SVT du lycée de l'Elorn de Landerneau - Septembre 2018

Quand on se déplace à marée basse sur les estrans sableux du nord des côtes bretonnes, il arrive d'observer autour du niveau de mi-marée et dans les zones de résurgence des eaux, un dépôt vert bouteille faisant penser à une algue verte microscopique. En regardant ce dépôt de plus près, le promeneur sera surpris d'y voir des milliers d'individus d'un ver marin minuscule s'enroulant dans la mince pellicule d'eau recouvrant le sable. Ce ver présente un corps aplati d'une longueur de 1 à 2 mm (4 mm au maximum). Il s'agit du Ver plat de Roscoff, Symsagittifera roscoffensis, anciennement appelé Convoluta roscoffensis par allusion à l'enroulement du ver dans l'eau et au fait qu'il a été décrit pour la première fois à la station biologique de Roscoff, en 1891.

Diversification du vivant non génétique

Des associations avec d'autres êtres vivants

- durable,
-intime
-espèces différentes
=double bénéfice réciproque, =phénotype étendu

Symbiose

Ver de Roscoff

Lichen

Le microbiote intestinal

Les associations avec d'autres êtres vivants

Le microbiote acquis

Le microbiote intestinal

Le microbiote correspond à l'ensemble des micro-organismes vivant au contact d'un hôte. Les études récentes montrent l'importance de ce microbiote pour la santé de l'hôte. Il a été par exemple démontré qu'il pouvait entrainer un diabète de type 2.

Les rôles du microbiote sont nombreux: protection des muqueuses contre les pathogènes, maturation du système immunitaire, défense du système digestif contre les bactéries pathogènes...En contrepartie, le microbiote est protégé et hébergé par le corps humain, dans des conditions qui lui sont favorables.

ÉVOLUTION DU MICROBIOTE AU COURS DE LA VIE

Le fœtus dans le ventre de sa mère n’a pas de microbiote. Il va se développer lors des premiers jours de la naissance. Au moment de l’accouchement, la bouche du bébé est en contact avec la flore vaginale de la mère. Ainsi, les bactéries vaginales vont coloniser le tractus digestif. Ensuite, la colonisation continue durant l’allaitement grâce aux bactéries intestinales de la mère qui remontent par le lait maternel et le microbiote des mamelons.

Si le bébé nait par césarienne, le microbiote intestinal se développera par la peau au contact des bactéries environnantes.

En vieillissant, la composition semble devenir moins diverse : les bifidobactéries représentent environ 80 % des bactéries dominantes du microbiote intestinal durant l’enfance, jusqu’à 25 % chez l’adulte, et seulement 5 % chez le sénior. Toutefois une hygiène alimentaire adaptée permet de rétablir l’équilibre du microbiote.

1kg

5kg

VALIDER

Quel est le poids du microbiote intestinal?
(cocher la bonne réponse)

500g

2kg

l'intestin grêle

la peau

VALIDER

Dans quelle partie du corps humain la diversité du microbiote est-elle maximale?
(cocher la bonne réponse)

La bouche

le colon

40-50%

20-30%

VALIDER

A partir de quel pourcentage de baisse de la diversité du microbiote, peut-on voir l'apparition de diabète de type 2?
(cocher la bonne réponse)

10-20%

30-40%

Diversification du vivant non génétique

Des associations avec d'autres êtres vivants

- durable,
-intime
-espèces différentes
=double bénéfice réciproque, =phénotype étendu

Symbiose

Ver de Roscoff

Lichen

Microbiote

Des fourmis "manipulées"

Les associations entre êtres vivants

Le parasitisme

Diversification du vivant non génétique

Des associations avec d'autres êtres vivants

- durable,
-intime
-espèces différentes
=double bénéfice réciproque, =phénotype étendu

Symbiose

Parasitisme

-Durable
-Intime
-espèces différentes
=bénéfique pour le parasite
=Néfaste pour l'hôte

Des associations avec des composants inertes du milieu

Le jardinier satiné d’Australie mâle (Ptilonorhynchus violaceus) passe une bonne partie de l’année à préparer une chambre nuptiale qui s’ouvre sur un « jardin » qu’il orne de plumes, de coquillages et même, dans les régions urbanisées, de capsules de bouteilles, de fragments de plastiques choisis prioritairement de couleur bleue. Une fois le nid préparé, il invite la femelle à y entrer, ce que cette dernière accepte ou pas selon l’aspect du jardin.


Le phénotype de l’oiseau ne se limite pas à l’individu. Ici, l’élaboration du nid, sa richesse en ornements (de préférence bleus), constituent un prolongement de l’expression de ses gènes en dehors de son corps.



Diversification du vivant non génétique

Des associations avec d'autres êtres vivants

Des associations avec des composants inertes du milieu

Utilisation des composants du milieu (feuilles, brindilles...
Construction de l'habitat.

Phénotype étendu

Le phénotype étendu : de quoi s'agit-il ?

Transmission culturelle et évolution biologique

"C'est assez" dit la baleine !

Nos cousins les singes

Des oiseaux qui ne sont pas en reste

Apparition d'un nouveau comportements chez les baleines

Une nouvelle technique de chasse


En 1980, dans le Golfe du Maine sur la côte Est des États-Units, fut observé pour la première fois une technique de chasse inédite développée par une baleine à bosse. Avant de plonger pour s'alimenter, la baleine frappait la surface de l'eau avec sa nageoire caudale.

Des scientifiques américains ont mené, entre 1981 et 2007, une étude précise du comportement de chasse d'une population de 653 individus, réalisant 73 790 observations. Ils ont chaque année relevé le nombre d'individus pratiquant la chasse avec battement de queue.


Évolution de la proportion de la population maîtrisant la technique de la chasse par battement de queue


Les biologistes supposent que la chasse avec battements de queue est une adaptation à un nouveau type de proies, des poissons de la famille des lançons. Ils sont émis l'hypothèse que ce nouveau comportement était en relation avec la diminution importante de la population de hareng, proies principales des baleines à bosse.


Relation entre la pratique de la chasse par battement de queue et type de proie






Mesurant 11 à 13 m de long et pesant 30 à 40 tonnes, les baleines à bosse sont des cétacés migrateurs présents dans tous les océans et parcourant de très grandes distances. Les baleines à bosse sont plutôt solitaires mais se regroupent néanmoins temporairement pour chasser. Elles peuvent vivre jusqu'à 40 ou 50 ans.

Diversification du vivant non génétique

Des associations avec d'autres êtres vivants

Comportements culturels

Des associations avec des composants inertes du milieu

acquisition d'un nouveau comportement:

-Par imitation

-transmis entre contemporains

-Peut se transmettre en moins d'une génération;

Chasse des baleines

L'apprentissage chez les Macaques du Japon


Une observation intéressante a été faite chez les macaques de l'île de Koshima, au Japon.. Au milieu du XXe siècle des primatologues déposèrent régulièrement dans des endroits faciles à observer des patates douces dont se nourrissent les singes. Une femelle appelée Imo s'est alors mise à laver les tubercules pour enlever le sable qui était dessus, ce qui en facilitait grandement la consommation. Cette innovation s'est alors propagée à tous les membres de son groupe de macaques (Figure 1 et photographies dessous : les toutes premières qui ont été prises). Il s'en est suivi toute une série d'autres innovations qui se sont accumulées au cours du temps et qui ont profondément changé le mode de vie de ces singes et donc les pressions de sélection agissant sur eux. De nouveau, ce cas a été discuté pour savoir si l'on pouvait là aussi parler de culture animale, soulevant encore une fois la question de ce qu'est la culture.

Figure 1 - L’acquisition de deux comportements chez des macaques japonais

Arbre généalogique de macaques japonais (Macaca fuscata) de l’île de Koshima (Japon). Parmi ces individus, certains vont au bord de l’eau pour débarrasser les patates douces du sable qui les couvre. Un autre comportement observé dans cette population de macaques est l’« orpaillage » du blé : au lieu de manger un par un les grains de blé qu’ils trouvent dans le sable, certains individus jettent le mélange sable/blé dans l’eau. Le sable coule tandis que le blé flotte et est alors récupéré pour être consommé.

Auteur : Pascal Combemorel, d’après Hirata et coll., 2008Licence : CC-BYSource : Primate Origins of Human Cognition and Behavior




Diversification du vivant non génétique

Des associations avec d'autres êtres vivants

Comportements culturels

Des associations avec des composants inertes du milieu

acquisition d'un nouveau comportement:
-Par imitation
-transmis entre contemporains
-Peut se transmettre en moins d'une génération;

Chasse des baleines

Transmission de la mère à l'enfant chez les macaques

Curieux ou gourmand ? !

Pendant très longtemps nous avons considéré que la culture était l'apanage de l'humanité. De ce fait, toutes les définitions étaient conçues pour capturer toutes les particularités de la culture humaine. Il n'y avait donc pas d'intérêt à rechercher l'existence de phénomènes culturels en dehors de notre espèce, et comme on ne trouve que ce que l'on recherche, nous n'avions pendant très longtemps aucun exemple de transmission culturelle en dehors de notre espèce.

Figure 1 - Mésanges ouvrant des bouteilles de lait
Auteur : V. L. BreezeLicence : Reproduit avec autorisationSource : Nature

Cependant, des faits ont été rapportés dès le début du XXe siècle qui donnaient à penser que le phénomène culturel avait une portée taxonomique s'étendant bien au-delà de la seule espèce humaine. Le premier exemple concernait des oiseaux. En effet, en plusieurs endroits de Grande-Bretagne dans les années 1900, des mésanges ont commencé à percer l'opercule des bouteilles de lait déposées chaque matin sur le perron des habitations pour se nourrir de la crème qui surnage sur le lait (Figure 1). Cette innovation comportementale s'est ensuite étendue rapidement à quasiment toute la Grande-Bretagne (Figure 2). Ce phénomène a donné lieu à de nombreuses discussions avant que ne fasse consensus l'idée que cette rapide diffusion du comportement relevait bien d'un processus culturel.

Figure 2 - Distribution des comportements signalés d’ouverture des bouteilles de lait par des mésanges en Grande-Bretagne en 1939, 1943 et 1947

Chaque carte présente la totalité des cas recensés jusqu’à l’année indiquée. Le terme « mésanges » regroupe les espèces Parus major (mésange charbonnière), Periparus ater (mésange noire) et Cyanistes caeruleus (mésange bleue).

Auteur : James Fisher et R.A. HindeLicence : Reproduit avec autorisationSource : Nature

J'apprends à chanter

Un apprentissage de chants originaux par des oiseaux sauvages


https://youtu.be/Kc4moqpQ9ZU



Diversification du vivant non génétique

Des associations avec d'autres êtres vivants

Comportements culturels

Des associations avec des composants inertes du milieu

acquisition d'un nouveau comportement:
-Par imitation
-transmis entre contemporains
-Peut se transmettre en moins d'une génération;

Chasse des baleines

Transmission de la mère à l'enfant chez les macaques

Apprendre à chanter

Texte à remplir sur l'apprentissage des oiseaux


Pour s'entrainer...et en savoir plus

Questions sur l'apprentissage

Film sur les chimpanzé