Diversification phénotypique sans diversification génétique
rah.marie
Created on April 9, 2022
spécialité SVT terminale
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Transcript
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
Diversification du vivant non génétique
Comportements culturels
Le ver de Roscoff
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
Symbiose
Lichen
Le ver de Roscoff : un autre organisme symbiotique
Rechercher dans le sable des petits vers.
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
Symbiose
Ver de Roscoff
Lichen
Le microbiote intestinal
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
Quel est le poids du microbiote intestinal?
(cocher la bonne réponse)
500g
2kg
l'intestin grêle
la peau
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%
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
Symbiose
Ver de Roscoff
Lichen
Microbiote
Des fourmis "manipulées"
Diversification du vivant non génétique
Symbiose
Parasitisme
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
Phénotype étendu
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
Comportements culturels
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.
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.
Diversification du vivant non génétique
Comportements culturels
Chasse des baleines
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.
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.
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).
Un apprentissage de chants originaux par des oiseaux sauvages
https://youtu.be/Kc4moqpQ9ZU
Diversification du vivant non génétique
Comportements culturels
Chasse des baleines
Film sur les chimpanzé