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Décryptage de l’arbre du vivant (4) : les archées 17/11/2012

Posté par Aurélien dans : Le vivant : ce qu'il faut savoir , ajouter un commentaire

Les archées constituent sans doute le domaine le moins connu de l’arbre de vivant, bien loin de la célébrité des eucaryotes et des bactéries. Elles possèdent pourtant dans leurs rangs des organismes fascinants qui ont repoussé les limites de la vie sur Terre.

Historique

L’une des raisons du relatif anonymat des archées auprès du grand public réside sans doute dans le fait qu’elles ont été découvertes tardivement (fin des années 70) et qu’elles prolifèrent dans des endroits plutôt inhospitaliers pour l’être humain. Notre compréhension des archées a grandement évolué depuis leur découverte. Au départ, on pensait qu’elles représentaient les « ancêtres vivants » des bactéries et des êtres vivants en général, du fait qu’elles vivent souvent dans des environnements extrêmes qui pourraient correspondre à l’environnement de la Terre il y a 3,5 milliards d’années, lorsque la vie est apparue. Elles furent ainsi nommées « archée-bactéries ».  Des études de phylogénie ont ensuite montré que les archées constituent un groupe bien à part et que, de manière  surprenante, elles étaient plus proches en certains aspects des eucaryotes que des bactéries !

Caractéristiques

Les archées sont relativement proches des bactéries au niveau structurel, étant unicellulaires et ne possédant pas de noyau. Elles se distinguent néanmoins  sur plusieurs aspects. Ce sont les seuls organismes vivants capables de produire du méthane et de croître de façon optimale à plus de 100°C. Elles sont de plus incapables de faire la photosynthèse alors que les bactéries et les eucaryotes le peuvent.

Comme les bactéries et contrairement eux eucaryotes, leur diversité se situe clairement au niveau métabolique. On distingue ainsi cinq grandes catégories d’archées, correspondant à des conditions de vie très différentes. (Définitions : pH, anoxique)

Décryptage de l'arbre du vivant (4) : les archées dans Le vivant : ce qu'il faut savoir tableau-archaea1-300x186

 

Décryptage de l’arbre du vivant (3) : les bactéries 07/10/2012

Posté par Aurélien dans : Le vivant : ce qu'il faut savoir , ajouter un commentaire

Le monde bactérien est vaste, beaucoup plus vaste que celui des animaux et des plantes.  Cet article propose un premier aperçu de ces microorganismes, qui sont bien plus que des êtres nuisibles à l’être humain.

Quelques vérités bonnes à connaître

 Structure d’une cellule bactérienne

Les premières bactéries, observées au XVIIème siècle, étaient des bacilles, en forme de bâton. Ces organismes sont d’ailleurs à l’origine du terme bactérie, baktêria signifiant en grec « bâton pour la marche ». Aujourd’hui, on connait trois grands types morphologiques dans le monde bactérien : sphérique, cylindrique et spiral (arrangement de cellules cylindriques).

Décryptage de l'arbre du vivant (3) : les bactéries dans Le vivant : ce qu'il faut savoir Structure-bacterie1

Comparé à son homologue eucaryote, la cellule bactérienne est relativement simple (elle ne possède ni noyau ni organites).  Les chromosomes (circulaires) sont « libres » dans la cellule, en l’absence de noyau. Le nombre de chromosomes différents est généralement limité, par contre un même chromosome est presque toujours présent en une multitude de copies. Le flagelle est impliqué dans la mobilité cellulaire alors que les pili (pilus au singulier) jouent un rôle dans l’échange de matériel génétique entre bactéries (intra- ou inter-espèce).

Croissance bactérienne

Le développement bactérien n’est pas basé sur la reproduction sexuée mais est de type clonal. En effet, à chaque évènement de division, une cellule mère donne naissance à deux cellules filles. Ces dernières sont identiques à la fois entre elles et à la cellule mère et sont donc des clones. La taille de la population croît ainsi de manière exponentielle (elle double à chaque génération).

Une autre caractéristique remarquable aux populations bactériennes et le temps de génération. S’il est de vingt ans chez l’être humain, il n’est pas rare qu’il ne soit que de trente minutes chez les bactéries.

Morphologie

Même si elle est moins spectaculaire que chez les eucaryotes, il existe une certaine diversité morphologique chez les bactéries. La figure ci-dessous illustre les morphologies les plus communes.

Bacterial_morphology dans Le vivant : ce qu'il faut savoir

Crédits figures :

- la cellule bactérienne : http://bacterioweb.univ-fcomte.fr

- diversité morphologique : www.wikipedia.fr

Décryptage de l’arbre du vivant (2) : les eucaryotes 28/09/2012

Posté par Aurélien dans : Le vivant : ce qu'il faut savoir , ajouter un commentaire

Le vivant, tel qu’il est définit aujourd’hui, regroupe deux domaines. Ils diffèrent de manière fondamentale tant au niveau génétique et morphologique qu’au niveau des habitats qu’ils ont colonisés. Dans ce premier volet, nous vous proposons un aperçu des caractéristiques spécifiques aux organismes eucaryotes dont nous, humains, faisons partie.

Par quoi se définit un eucaryote?

Le terme « eucaryote » vient du grec eu (« bien ») et karyon (« noyau ») et définit les organismes dont le matériel génétique (=les chromosomes) est contenu dans un noyau. Il s’oppose au terme « procaryote », dont le préfixe pro signifie « avant » en grec ancien. Aucun procaryote ne possèdent donc de noyau. La présence (ou l’absence) d’un noyau cellulaire est ainsi la différence fondamentale entre ces deux domaines. Enfin, quatre grands groupes peuvent être distingués au sein des eucaryotes.

Les animaux et les plantes

Animaux et plantes forment les deux règnes les plus connus du domaine eucaryote car ils regroupent la majorité des organismes qui sont visibles à l’œil humain. La figure suivante montre l’organisation cellulaire classique de ces deux règnes : la cellule animale, à gauche, et celle végétale, à droite.

Décryptage de l'arbre du vivant (2) : les eucaryotes dans Le vivant : ce qu'il faut savoir celluleeuk

Sans entrer dans trop de détails, on peut remarquer qu’outre le noyau, ces deux types cellulaires partagent certains autres composants, appelés organites. Tous ces organites peuvent être ainsi vus comme de petites usines dont les ouvriers seraient les protéines. Ces usines œuvrant toutes pour « le bien commun », à savoir le bon fonctionnement de la cellule.

Les protistes

Ils ne constituent pas un groupe bien défini mais regroupe plutôt un ensemble d’une quarantaine de phyla (ou embranchements, voir ici). La majorité de ses membres sont unicellulaires et présentent une diversité impressionnante, notamment en termes de morphologies, d’habitats (eau salée et eau douce) et de régimes alimentaires (autotrophes et hétérotrophes). Ils jouent un grand rôle dans certains cycles biogéochimiques tel que celui du carbone (algues vertes fixatrices de carbone) et sont à la base de toute chaîne alimentaire. Enfin, certains sont des parasites (Plasmodium falciparum  est responsable du paludisme dans notre espèce).

Les champignons

Les champignons constituent un groupe qui n’a eu de cesse d’être redessiné. En effet, de nombreux organismes fongiformes (en forme de champignon) en ont été exclu, au point que l’on parle désormais de « champignons vrais » (ou eumycètes) pour les définir. Et contrairement à ce que l’on pourrait penser au premier abord, ils sont phylogénétiquement plus proche des animaux que des végétaux ! Ils sont hétérotrophes et se trouvent sous forme unicellulaire ou filamenteuse (mycélium). Les eumycètes vivent principalement en milieu terrestre avec une préférence pour les environnements humides. Parmi les plus fameux champignons, on peut citer les saprophytes responsables du développement de moisissure et les lichens, issus de la symbiose entre un champignon et une algue verte photosynthétique.

Crédits figure : http://www.futura-sciences.com

Décryptage de l’arbre du vivant (1) : Introduction 21/09/2012

Posté par Aurélien dans : Le vivant : ce qu'il faut savoir , ajouter un commentaire

Connaitre et comprendre la structure et l’organisation de l’arbre du vivant est la base de tout travail en Biologie. Cet article tend à présenter d’une façon générale cet arbre du vivant. Dans les prochains articles, nous aborderons en détail les deux domaines du vivant, procaryote et eucaryote

La phylogénie

Il s’agit de l’étude des relations de parenté entre les organismes qui, tout comme nos arbres généalogiques, sont représentées au sein d’un arbre. Elle est rendue possible grâce aux travaux issus de la taxonomie.  L’arbre du vivant est ainsi communément appelé « arbre phylogénétique du vivant ». Il repose sur une définition encore discutée du vivant et sur des critères essentiellement génétiques (voir l’article Définition et classification du vivant).

Remarques préliminaires

L’arbre est ainsi composé de deux domaines: procaryote (regroupant les bactéries et les archées) et eucaryote. Les bactéries et les archées, qui seront traitées chacune indépendamment dans un article, regroupent des organismes unicellulaires (formés d’une seule cellule) et à organisation relativement simple comparée aux eucaryotes (comprenant les animaux et les plantes, entre autres).

Décryptage de l'arbre du vivant (1) : Introduction dans Le vivant : ce qu'il faut savoir arbre

La place occupée par l’ancêtre commun à tous les êtres vivants, LUCA (Last Universal Common Ancestor), n’est, quant à elle, pas clairement définie. Si plusieurs écoles de pensée s’affrontent sur le sujet, la version de l’arbre proposée ici est la plus répandue aujourd’hui, avec LUCA placé à la base de l’arbre. La racine de l’arbre est ainsi placée à l’origine de la divergence bactéries/archées. Notre vision des choses peut néanmoins être amenée à évoluer dans le futur, à mesure que de nouvelles données seront collectées. Pour notre part, nous nous en tiendrons à cette représentation.

Crédits figure : http://commons.wikimedia.org

Définition et classification du vivant 15/09/2012

Posté par Aurélien dans : Le vivant : ce qu'il faut savoir , ajouter un commentaire

Toutes les formes de vie répertoriées par l’être humain sont classées selon leur degré de ressemblance entre elles et regroupées dans un arbre illustrant les relations reliant les différentes espèces entre elles. Cet article présente les principes fondamentaux de la classification du vivant.

La taxonomie

La science qui classe le vivant dans différents groupes est appelée taxonomie (du grec taxis « classement » et nomos « règle ») et comprend deux composantes : la classification (regroupement d’individus sur la base de similitudes) et la nomenclature binomiale imaginée par Carl von Linné au milieu du XVIIIème siècle (chaque espèce est définie par un nom de genre et un nom d’espèce). Les premières taxonomies se basaient essentiellement sur des caractères morphologiques, avec tous les biais qu’un tel système comporte (dimorphisme sexuel, espèces mimétiques,…). Le système actuel prend lui en compte tout un ensemble de données, à la fois génétiques et morphologiques. En s’affranchissant ainsi d’une inévitable part de subjectivité, on obtient une représentation du vivant plus proche de la réalité.

Les données génétiques reposent sur de courtes séquences (ou segments) d’ADN qui sont extrêmement conservées dans l’ensemble du vivant. Elles codent pour un des facteurs responsables de la synthèse de protéines (une sous-unité du ribosome), qui sont indispensables à toute forme de vie.

La taxonomie classe ainsi le vivant en groupes taxonomiques, regroupant des espèces partageant des critères spécifiques et un même ancêtre commun. Le rang le plus « élevé » (ou le plus général) est appelé « domaine » alors que le genre et l’espèce constituent les deux rangs les « plus bas ». Plus l’on « descend » dans les rangs taxonomiques, plus les critères deviennent précis et plus le nombre d’espèces concerné diminue. Enfin, chaque rang peut être subdivisé en sous-rang, le nom d’espèce (binomial et latinisé) s’écrivant lui toujours en italique.

Exemple du chat sauvage (Felis silvestris) :

Règne –> Animal

Embranchement (ou Phylum) –> Chordés

Classe –> Mammifères

Ordre –> Carnivores

Famille –> Felidés

Sous-famille –> Félins

Genre –> Felis

Espèce –> Felis silvestris

À propos, un être vivant c’est quoi?

Avant d’aller plus loin, il est important de définir ce que l’on entend par « vivant ». Bien que la question soit toujours l’objet d’un débat animé au sein de la communauté scientifique, un consensus existe. Ainsi, pour être défini comme tel, un être vivant doit satisfaire aux condition suivantes :

Ainsi les virus, entités incapables de survivre sans hôte, ne possédant pas de membranes et n’étant pas dotés d’un métabolisme propre ne sont pas considérés comme appartenant au vivant si l’on suit cette définition. Outre les virus, un autre type d’organisme pose problème. Il s’agit des symbiotes obligatoires, dont l’évolution avec l’hôte est tellement étroite que l’un ne peut désormais vivre sans l’autre. Un article leur sera d’ailleurs consacré.

Ces deux exemples illustrent la difficulté qui est la nôtre de définir ce qu’est la vie. Un état de fait qui ne facilite évidemment pas le travail des évolutionnistes et montre le caractère dynamique de cette jeune science qu’est la Biologie. Nous nous baserons tout de même sur cette définition lorsque nous parlerons de « vivant » dans la suite de ce blog.

 

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