Système binomial et les 7 niveaux

Chapitre
5.3
La Classification
Attentes
5.3.1.
Résumer le système binomial de nomenclature.
5.3.2.
Énumérer les sept niveaux dans la hiérarchie des taxons – règne, embranchement,
classe, ordre, famille, genre et espèce – en citant un exemple choisi dans deux règnes différents
pour chaque niveau
5.3.3.
Distinguer les embranchements suivants de plantes, en utilisant des caractéristiques
simples de reconnaissance externe : bryophytes, filicinophytes, coniférophytes et
angiospermophytes.
5.3.4.
Distinguer les embranchements suivants d’animaux en utilisant des caractéristiques
simples de reconnaissance externe : porifères, cnidaires, plathelminthes, annélides, mollusques et
arthropodes.
5.3.5.
Appliquer et élaborer une clé pour un groupe constitue de huit organismes maximum
Système binomial et les 7 niveaux :
Théorie de Linné (1809-1882) :
Science de classification =taxonomie
Établi par Linné (1707 – 1778)



Basé sur des caractères physiques simple.
Utilise des noms latins ou grec
Souvent dénote les caractères
TdC : c’est au botaniste et physicien suédois Carolus Linnaeus que l’on doit en grande partie
l’adoption d’un système binomial de nomenclature. Linnaeus a aussi défini quatre groupes d’humains et
les divisions reposaient sur les caractères physiques et sociaux. D’après les normes du 21eme siècle,
on peut penser que ses descriptions sont racistes. Comment le contexte social du travail scientifique
affecte-t-il les méthodes et les découvertes de la recherche ?
Est-il nécessaire de considérer le contexte social quand on évalue les aspects éthiques ou moraux des
assertions ?
Les rangs taxinomiques utilisés en systématique traditionnelle pour la
classification hiérarchique à l'intérieur des 6 règnes du monde vivant sont les
suivants (par ordre décroissant) :
Chacune des catégories est appelé TAXON

Règne, (procaryote, protiste, champignons, animaux, végétaux)
o Embranchement, ex :
animal: Arthropoda,
1

o
o
o
o
Classe, ex : animal: Aves (oiseaux), Mammalia
(mammifères), Reptilia (reptiles), Actinopterygii
(poissons à nageoires rayonnées)
 Ordre
 Famille
 Genre
 Espèce
 Race ou variété
Nomenclature binomiale
Genre avec une lettre majuscule
Espèce avec une lettre minuscule
On n’utilise pas les noms communs (un peu aujourd’hui)
Les 7 principaux rangs
Règne -Sous-règneSuperembranchement - Embranchement / Division - Sous-embranchement Superclasse - Classe - Sous-classe - Infraclasse Superordre - Ordre - Sous-ordre - Infraordre
Superfamille - Famille - Sous-famille - Tribu Genre - Sous-genre - Section - Série Espèce - Sous-espèce Variété ou Race - Forme ou Type
Origines des espèces



Espèces sont différentes des autres
Membres de la même espèce sont également différentes
o Milieu
o Darwin
Diversité repose sur la sélection naturelle (ex Loi du plus fort)
o Variation génétique
 Caractères se modifient suite à des mutations aléatoires
 Facteurs de variété chez ceux avec reproduction sexué
 Méiose Section ___
o Degré de parenté
 Taxonomie pas seulement de nommer et classifier
2
 Mais aussi l’évolution
 Comparaison anatomique (Insérer figure ____)
 Embryologie (développement
 ADN
 Éthologie (comportement)
 Écologie
o Phylogénie
 Hypothèse sur l’histoire évolutive
 Similaire à un arbre généalogique
 Un arbre phylogénétique représente une hypothèse à
propos des relations évolutives entre des groupes
d’organismes
 Cladogramme = diagramme ramifié
 Utilisé pour vérifier des hypothèses
 Insérer figure _____
Caractéristiques des plantes :
Il y a plusieurs éléments de preuve mais examinons 3 en particulier qui met en évidence
la théorie de L’évolution par la sélection naturelle.
Le règne végétal :
4 principaux groupes
Avasculaires
Vasculaires
Mousses, etc.
Sans graines
Fougères, etc.
Avec graines
Gymnospermes
Angiospermes
3
Les mousses, et autres espèces :
 Mousses
 Hépatiques
 Cornifles nageantes
Caractéristiques principales :
 Pas de tissu vasculaire
 Transport se fait via osmose et diffusion
 Pousse au ras du sol, végétation est dense
 Dépourvue de racines
a) Mousses :
 Absorption d’eau via leur surface
 Abondant dans les milieux humides et variés
 Marécages
 Toundra
 Rochers nus
 Endroits sombres
 Espèces de mousse sont 2x plus nombreuses que les
mammifères
 Aspect physique :
Capsule
Sporophyte (2n)
Sétule (Pédicelle)
Gamétophyte (n)
4
Détails :
Capsule : contenant des spores, croit à l’extrémité d’un pédicelle
appelé sétule





Le sporophyte ne contient pas de chlorophylle
Le sporophyte reçoit la nourriture par le gamétophyte
Les spores sont libérées via l’assèchement
Les spores germent au sol et produisent :
o Un gamétophyte male qui produit un organe producteur
de spermatozoïdes appelé anthéridie
o Un gamétophyte femelle qui produit un organe
producteur d’ovules appelé archégone.
Les spermatozoïdes ‘’nagent ‘’ vers l’archégone
b) Hépatiques :
 80% possèdent des gamétophytes foliacés et ressemblent aux
mousses
 20% possèdent des gamétophytes en amas de lobe aplatis
appelés ‘’thalles’’
 Autres détails
 Capsule en forme d’œuf
 Pédicelle blanc ou translucide
 Capsule se fend en 4
 Plusieurs petits chloroplastes
c) Cornifles nageantes :
 possèdent des gamétophytes larges et plats (2cm)
 ressemblent aux hépatiques
 Autres détails
 1 large chloroplaste
Les fougères, et autres espèces :
 Psilophytes
 Lycopodes
 Prêles
 Ptéridophyte
Caractéristiques principales :
 Cycle dominant sporophyte
 Tissu vasculaire – permet la taille plus grande
a) Psilophytes :
 Petit rhizome
 Pas de feuilles ou racines
 Sporophyte se développe sur le gamétophyte parent
 Germe sous le sol
b) Lycopodes :
5






c) Prêles :



Petite plante
Peut atteindre 35m hauteur
Tiges , feuilles minuscules et racines
Ont des feuilles spécialisées pour la production des spores
appelées – Strobile
Le gamétophyte est petit et se nomme – prothalle
2 types de spores :
o Grande taille – Mégaspores
prothalle femelle
o Petite taille – Microspores
prothalle mâle
Cycle vital similaire aux lycopodes
Tige creuse, cannelés
Silice cause l’aspect rugueux
d) Fougères :
 Mieux connues
 Ont un épiderme épais et cireux (réduit les pertes d’eau)
 Rhizome épais
 Feuilles --------- frondes avec lobes – des pinnules
 Reproduction par spores (M)
 Sur les pinnules -------- sores - groupe de sporanges qui
produisent les spores.
 Le plant de fougère est le sporophyte
 Le gamétophyte est très petit au niveau du sol (1cm)
Les gymnospermes :
Définition : Plantes dont les graines sont souvent exposées ou nues
Caractéristiques principales :
 Ont un tissu vasculaire
 Porte des cônes.
 Peuvent se reproduire sans eau
 Types :
o Conifères (majeure partie)
o Cycadales
o Ginkgo
o gnétophytes
6
Reproduction :
 Strobiles ligneux de grandes tailles = cônes
 Un cône male
o produit des microspores
en grain de pollen
o
gamétophyte mâle
 4 cellules
 Recouvert d’une couche dure et
 hydrorésistante

Un cône femelle
o produit des ovules dans des archégones.
o Surface supérieure de chaque écale du cône.

Un grain de pollen atteint l’archégone et produit le tube pollinique
qui forme les tissus du gamétophyte femelle
les spermatozoïdes passent par ce tube pour atteindre l’ovule
fécondation produit un zygote ----- embryon
Lorsque l’embryon est recouvert de son enveloppe protectrice, il
devient une graine
Maturité --- 2 mois à 2 ans




a) Les conifères
Caractéristiques principales :
 Écorce protège le tronc
 Branche flexible
 Forme pyramidale
 Feuilles en aiguilles
o Cuticule épaisse et cireuse
o Ralentit le taux d’évaporation
o Perdent leurs feuilles (aiguilles) tout le temps et les
remplace
Dessiner image
7
Les angiospermes : (Plantes à fleurs)
Définition : Plantes dont les graines sont protégées par un fruit.
Caractéristiques principales :
 Ont un tissu vasculaire
 75% des végétaux sont des angiospermes.
 Se divise en 2 classes :
o Monocotylédone
o Dicotylédone
Reproduction :
 Pollinisation (transport du pollen de l’organe mâle à l’organe
femelle)
 Rapport étroit entre fleurs et les espèces d’insectes (par exemple,
les fleurs nocturnes et les chauves souris)
 Un grain de pollen sur le stigmate développe le tube pollinique
 les spermatozoïdes passent par ce tube pour atteindre l’ovule
 fécondation produit un zygote ----- embryon
 Concept de compétition des tubes polliniques
 Autofécondation vs diversité des espèces
o Plantes mâles et femelles
o Floraison des fleurs mâles et femelles différentes



Les plantes à fleurs sont des sporophytes mais ne
produisent pas de spores (diploides).
L’embryon sporophyte (diploide) formera une graine
protégé par une capsule résistante et une membrane
charnue de l’ovaire.
À maturité, la membrane devient un fruit ou gousses
8
Tableau récapitulatif - Plantes (Traduit de Biology Study Guide1)
Embranchement
Racines, Tiges et feuilles
Bryophytes
(Mousses)
N’ont pas de racines, mais des
structures qui ressemblent à des
poils de cheveux appelées rhizoïdes.
Les mousses ont des feuilles simples
et des tiges. Les hépatiques sont un
thalle aplati
Les fougères ont des racines, des
feuilles et de courtes tiges non
ligneuses. Les feuilles sont
normalement recourbées dans le
bourgeon et sont souvent pennée –
divisée en paires de folioles
Les conifères sont des arbustes ou
des arbres avec racines, feuilles et
tiges ligneuses (bois). Les feuilles
sont souvent étroites avec une
cuticule cireuse et épaisse.
Ce sont des plantes à fleurs très
variables avec des racines, feuilles et
tiges. La tige des plantes à fleurs qui
se développent en arbre et arbuste
est normalement ligneuse.
Filicinophytes
(Fougères)
Gymnospermes
Angiospermes
Hauteur
maximale
0.5 m
Structures reproductrices
15 m
Les spores sont produites dans le
sporange, normalement localisée
au-dessous de la feuille.
100 m
Des graines sont produites. Elles
se développent à partir d’ovules sur
la surface des cônes femelles. Les
cônes mâles produisent le pollen.
100 m
Des graines sont produites. Elles
se développent à partir d’ovules à
l’intérieur d’ovaires, qui font partie
de la fleur. Ces ovaires se
développent en fruit pour favoriser
la dispersion de ceux-ci
Les spores sont produites dans une
capsule. La capsule se développe
au bout de la tige.
.
1
Allot, Andrew. Biology for the IB diploma – Standard and higher level
9
Le règne animal :
Rappel
Plantes
 Fabriquent leur propre nourriture à
partir de la lumière, du CO2 et de
l’eau
 Sans avoir à bouger
Animaux
 Hétérotrophes
 Doivent se déplacer
Classification des animaux
33 embranchements :
 Mammifères est une classe dans les vertébrés
 Le plus gros embranchement – Arthropodes avec 80 000 espèces (insectes)
 Humains sont dans les cordés (vertébrés)
o Tous les animaux qui possèdent un squelette osseux interne
o Aussi appelés ‘’vertébrés’’
o Squelette soutien le corps et les muscles, protège les organes
 Ceux sans squelette sont des invertébrés
Les premiers animaux


Les éponges (spongiaires)(Porifères)
o Nourriture et déchets par aucun orifice (Aucune bouche ou anus)
o Aucun tissu , aucun organe
o 2 couches de cellules
o Substance gélatineuse qui contient de spicules (fibres donnant du
support)
o Processus de digestion dans les cellules
o Aucune symétrie
Les méduses, coraux et anémones de mers (cnidaires)
o Nourriture et déchets par 1 seul orifice (bouche et anus combinée)
o 2 couches de cellules
o
o
o
Système nerveux simple
Tissus musculaires
Tentacules urticants
o
Processus de digestion débute à l’extérieur des cellules
o
2 formes de cnidaires
 Cylindriques – Polypes
 Orifice vers le haut
 Fixé sur un rocher
 Anémone de mer, hydre d’eau douce
Permet de nager et
capturer des proies

o
Parapluie
 Méduses
Symétrie radiale
10

Les vers
o Organisme invertébré
o Majorité en milieu aquatique
o Grand nombre sont parasites
o 2 embranchements principaux : Vers plats et Vers annelés

Les vers plats (plathelminthes)
o Moins complexe
o Nourriture et déchets par 1 seul orifice
o Pas de système circulatoire
o Système excrétoire simple
o Système nerveux simple ( similaire à des cellules de cerveau) à
l’extrémité de la tête.
N.B. : Apparence de la tête = signe évolutif
o Symétrie bilatérale

Les vers annelés (annélidés)
o Exemple : vers de terre
o Corps divisé en segments
o Chaque segment a des groupes semblables d’organes
 Circulatoire
 Excrétoire
 Nerveux
Quel est l’avantage de cette organisation physiologique?
o Nourriture et déchets par 2 orifices (Bouche et anus)
o Symétrie bilatérale
3 aspects physiologiques

Développement de l’embryon
o Embryon se multiplie par division cellulaire.
o En fin de développement. 3 couches de cellules se forme dans l’embryon
 Ectoderme
 Endoderme
 Mésoderme
o Chez les humains
11



Ectoderme ======= peau, tissus nerveux, organes sensoriels
Endoderme ======= poumons, foie, pancréas, vessie, …
Mésoderme ====== muscles, sang, reins, organes reproducteurs

Symétrie corporelle
o Plupart des animaux ont une forme symétrique
 Symétrie radiaire
 Espèces qui déplacent peu
 Ancrage
 Symétrie bilatérale
 Majorité des animaux

Cœlome
o Cavité remplie de fluide dans le mésoderme
o Tube digestif et autre organe flotte dans le cœlome
o Développement de 2 façons : des couches mésodermiques ou tube
digestif
Cœlomates
Vers annelés
Ceux à suivre
Structure tubulaire plus solide

Acœlomates
Vers plats
cnidaires
Structure tubulaire faible
Les mollusques
o Majorité sont aquatiques
o Majorité ont une coquille dure
o Symétrie bilatérale
o Un cœlome
o Nourriture et déchets par 2 orifices (Bouche et anus)
12

Les animaux à pattes articulées (arthropodes)
o Ressemblent aux annelidés
o Moins de segments corporels (thorax, tête)
o Carapace externe comme exosquelette
o Pattes segmentées et articulées
o Muscles spécialisés organisés
o Mandibules bien développées
o Symétrie bilatérale
o Nourriture et déchets par 2 orifices (Bouche et anus)

Les étoiles de mer (échinodermes)
o Symétrie radiaire (comme les cnidaires)
o Larves des étoiles de mer – symétrie bilatérale
o Cœlome formé à partir de poches sur le tube digestif
o Mouvement via ventouse et canaux dans le corps

Les cordés
o Cordés invertébrés???????
 Tuniciers et branchiostomes
 Système nerveux
 Notocorde (baguette de cartilage = colonne vertébrale)
 Fentes brachiales
o Cordés vertébrés
 2 catégories ou sous-embranchement
 Agnathes (sans mâchoires)
 Gnathosomes (avec mâchoires)
 L’évolution des mâchoires permet aux animaux
 De saisir
 De broyer
leur nourriture
 De dépecer
Les liens entre les cordés (L’évolution des vertébrés)
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vertèbres
mâchoires
Urocordés
(tuniciers)
Céphalocordés
(branchiostomes)
poumons
membres
amnios
Mammifères
Oiseaux
Reptiles
Amphibiens
Ostéichtyens
(poissons osseux)
Chondrichtyens
(poissons cartilagineux)
Agnathes
(poissons sans mâchoires)
plumes
Glandes
mammaires,
poils
Cordés
ancestraux
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Tableau récapitulatif - Animaux (Traduit de Biology Study Guide2)
Embranchement
Porifères
Racines, Tiges et feuilles
 Aucune symétrie apparente.
 Attaché à une surface.
 Pores dans tous le corps
 Aucune bouche ou anus
 Symétrie radiale
 Tentacules
 Cellules urticantes
 Une bouche mais pas d’anus
 Symétrie bilatérale.
 Corps plats.
 Non segmenté.
 Une bouche mais pas d’anus
 Symétrie bilatérale.
 Poils souvent présents.
 Segmenté.
 Bouche et anus
 Pied musculaire et manteau (cape)
 Coquille normalement présentes
 Segmentation non visible
 Bouche et anus

 Symétrie bilatérale.
 Exosquelette.
 Segmenté.
 Appendices attachés
Cnidaires
Plathelminthes
Annélides
Mollusques
Arthropodes
Exemples
 Éponges



Méduse
Corail
Anémones de mer



Planaires
Ténia (Tapeworm)
liverflukes



Vers de terre
Sangsues
Néréides (ragworms)









Limaces,
Escargot
Huitres
Calmar
Insectes
Araignées
Crabes
Mille-pattes
.
2
Allot, Andrew. Biology for the IB diploma – Standard and higher level
15
Site internet intéressant
Exercices
Exercice No 10:
De quelles façons les ours polaires sont-ils bien adaptés à leur habitat?
Exercice No 11:
Différencier la sélection artificielle et la sélection naturelle?
Exercice No 12:
Expliquez comment une population d’insectes pourrait développer une résistance
aux insecticides dont ils sont arrosés?
Exercice No 13:
Les oiseaux qui font des nids au sol comme les pluviers pondent leurs œufs
dans nids près du sol. Les œufs de cette espèce sont normalement brun foncé
tacheté. S’il y a une mutation qui cause le changement de coloration des œufs à
une couleur plus vive, comment la couleur affectera-t-elle la chance de survie?
16
Questions d’épreuves
No 1 : Le graphique ci-dessous démontre la croissance de la population de
faisans à collier (Phasianus colchicus) (Ring-necked pheasants) sur l’ile
Protection sur la côte nord-ouest des États-Unis. La population originale
relâchée par les scientifiques consistait de 2 mâles et de 8 femelles. Deux des
femelles sont mortes immédiatement après leur libération.
Source de données : Elinarson, A.S, Murrelet (1945) 26 : pages 39-44
a) Nommer le terme utilisé pour décrire la forme de la courbe de croissance
de ce type.
b) Les scientifiques avaient prédit que la population atteindrait sa capacité
biotique de 2000 par l’année 8. Tracer une ligne
sur le graphique pour démontrer la croissance
de population entre les années 6 et 10
c) Prédisez comment la population aurait changé si
toutes les femelles avaient survécu.
d) Prédisez l’effet sur la capacité biotique si toutes
les femelles avaient survécu?
Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Faisan_de_Colchide
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No 2 : Le diagramme ci-dessous indique une version simplifiée des transferts
d’énergie dans un écosystème généralisé. Chaque case représente une
catégorie d’organismes, regroupée ensemble par leur niveau trophique dans
l’écosystème.
III
II
I
Saprotrophes et Détritivores
Soleil
a) Déduisez le niveau trophique des organismes dans les cases I, II et III.
b) Nommez la forme d’énergie qui entre dans les organismes de la case I
c) Identifiez quelles flèches représente le plus grand transfert d’énergie par
unité de temps. (Ajouter un gros X sur la flèche)
d) Expliquez ce qui est représenté par les flèches en pointillée quittant
chaque case.
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Bibliographie :
Damon, Alan, et al. Standard Level Biology. London, England. Pearson
Education Limited. 2007.
N/A. Biology. Australia. IBID Press. 2008
Allot, Andrew. Biology for the IB diploma – Standard and higher level. New
York. IB Study Guides. Oxford University Press. 2007.
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