Guide pédagogique Arbre de la vie pour enseignants

Traduit de Anglais vers Français - www.onlinedoctranslator.com
Royaumes de la vie
Connecté
Guide pédagogique pour l'enseignant
Arbre de la vie
Troisième édition, 2022
Priscilla Spears, Ph.D.
La science en images
Corvallis, OR 97330
Dédié à M. Morris Jennison, mon professeur de biologie au lycée. Il
m'a donné la liberté d'explorer.
Les règnes du vivant interconnectés :
Guide pédagogique sur l'Arbre de VieTroisième édition
Troisième édition © 2022 par Priscilla Spears Deuxième édition
© 2016, 2019 par Priscilla Spears Première édition © 2008,
2009 et 2013 par Priscilla Spears
Publié et distribué par Big
Picture Science
Boîte postale 829
Corvallis, OR 97339www.bigpicturescience.biz
Imprimé aux États-Unis d'Amérique
L'acheteur est autorisé à reproduire des extraits de cet ouvrage, mais UNIQUEMENT pour un usage en classe. Veuillez
demander aux autres enseignants d'acquérir leur propre exemplaire. Pour toute autre reproduction, même partielle,
de cet ouvrage, veuillez contacter Priscilla Spears afin d'obtenir son autorisation. Vous pouvez la joindre via
www.priscillaspears.com.
ISBN-10 : 0-9821517-3-x
ISBN-13 : 978-0-9821517-3-0
COUVERTURE AVANT : Image composite des graphiques des leçons sur « L’avènement des royaumes ».
Veuillez noterque les fichiers de ces graphiques sont disponibles en téléchargement et impression gratuits
sur le site web Big Picture Science,www.bigpicturescience.biz , sous une licence Creative Commons qui interdit
toute utilisation commerciale.
IMAGES DE LA QUATRE COUVERTURE, en partant du coin supérieur gauche : Modèle d’adénovirus – domaine public,
photo du Dr Richard Feldmann, avec l’aimable autorisation du National Cancer Institute ; les autres photos sont la
propriété de l’auteur. Algue rouge ; varech, une algue brune ; photomicrographie de spores de basidiomycète ;
champignon de la rouille sur la face inférieure d’une feuille ; photomicrographie d’ascospores alignées dans les sacs
d’un champignon en forme de coupe ; guêpe commune ; cônes de graines deÉphédra; strobile deEquisetum telmatiea
; renard roux;Zinniahybride.
Autres livres de Priscilla Spears, disponibles surwww.bigpicturescience.biz :
De la biosphère aux atomes : un guide pédagogique sur l'organisation du monde
vivant.2e édition. (2013) Big Picture Science. ISBN 978-0-9821517-2-3.
Leçons sur les plantes : Initier les enfants à la forme et à la fonction des plantes. 2e édition. (2010) Big
Picture Science. ISBN 978-0-9821517-1-6.
Changements dans la troisième édition
À l'instar des êtres vivants qu'ils décrivent, les termes et concepts biologiques évoluent. L'évolution rapide
de nos connaissances et de nos idées exige des mises à jour fréquentes. Lors de ma révision, j'ai donc
révisé…Les règnes du vivant connectésHuit ans seulement après sa première publication, j'espérais que la
seconde édition serait utile plus longtemps. Il n'en fut rien. Début 2022, j'ai compris qu'une nouvelle
révision s'imposait. Mon objectif pour cette édition reste le même que pour les précédentes : proposer ce
livre comme une source d'informations utiles pour initier les enfants à la diversité du vivant.
Les modifications apportées à cette édition sont les suivantes : j’ai ajouté une leçon fondamentale
importante : une introduction à l’Arbre de Vie dans son ensemble. Elle offre une vue d’ensemble
indispensable avant d’étudier plus en détail chaque partie de l’Arbre de Vie.
Chez les protistes, les biologistes ont abandonné le terme « chromalvéolés ». Le règne des champignons a fait
l'objet d'une importante refonte de ses lignées. L'arbre phylogénétique et les noms de plusieurs branches sont
nouveaux. Les embranchements du règne animal restent inchangés, mais le nom d'une branche de
protostomiens a évolué. Autrefois appelée « Lophotrochozoa », cette branche est encore parfois désignée sous le
nom de « Spiralia » par de nombreux biologistes. Dans le règne végétal, des études ont révélé que les
anthocérotes constituent la première branche des bryophytes. Les hépatiques et les mousses sont désormais
considérées comme des groupes frères. La position des gnétophytes au sein des gymnospermes reste à
déterminer, et plusieurs hypothèses intéressantes sont actuellement à l'étude.
Tout cela confirme l'idée que la vie est loin d'être monotone. Son étude ne devrait pas l'être non plus.
J'espère que ce livre vous éclairera et enrichira votre exploration de la diversité du vivant.
- Priscilla Spears, Ph.D., septembre 2022
À propos de la deuxième édition
Au cours des huit années écoulées depuis que j'ai écritLes règnes du vivant connectésDepuis, les
informations sur la diversité du vivant, et notamment sur les liens de parenté génétique entre les
organismes, n'ont cessé d'affluer. Les biologistes ont levé certaines incertitudes et certaines conceptions
des lignées fondamentales ont évolué. Rassurez-vous, ces changements ne sont pas majeurs, mais
j'estimais qu'ils justifiaient une nouvelle édition. Je souhaitais également clore définitivement le chapitre
des Cinq Règnes et me consacrer à la systématique phylogénétique, la classification de l'Arbre de la Vie
utilisée par la plupart des biologistes et enseignée dans les cours de niveau supérieur.
La terminologie scientifique évolue, j'ai donc apporté quelques modifications. J'ai introduit un nouveau
terme pour désigner les principaux groupes d'eucaryotes : les supergroupes eucaryotes. Les quatre
supergroupes actuellement reconnus incluent un nouveau, SAR, qui représente la lignée commune des
chromalvéolés et des rhizariens. Les autres sont les archéplastides, les excavés et les unikontes,
désormais également appelés Amorphea.
J'ai enrichi le chapitre sur les virus, notamment avec des informations pour aider les enfants à comprendre les
images qu'ils voient, et des détails supplémentaires sur les fascinants virus géants. J'ai mis à jour les listes de
ressources, mais je constate que de nombreux ouvrages anciens restent les meilleurs disponibles. J'ai ajouté de
nouveaux livres au fur et à mesure que j'en trouvais d'utiles. Les listes du site web sont à jour pour la fin de l'été
2016.
Le changement le plus important de cette édition est sans doute la mise en couleur des cartes
de l'Arbre de Vie. Du moins, les images prises avec la lumière sont en couleur. Les
micrographies électroniques restent en noir et blanc, car je ne les colorise pas.
- Priscilla Spears, Ph.D., septembre 2016.
1
Préface à la première édition
Ce livre a évolué au cours des douze dernières années, commençant par une série de livrets que j'ai
rassemblés en une publication intituléeCollection Royaumes de la VieLe projet a été confié à
Montessori Services pour l'impression à partir de 2002. Ces dernières années, il m'est apparu
clairement que les progrès de la systématique moléculaire – la classification des organismes à
partir des informations fournies par leurs macromolécules – avaient engendré des changements
importants. Il est temps de reconsidérer les cinq règnes et notre mission d'initier les enfants à la
diversité du vivant. Nous devons leur montrer les relations et les liens entre les groupes
d'organismes, et non de simples rangées de cases.
Darwin est désormais le maître d'œuvre de la classification. Linné doit se retirer. Autrement
dit, les idées sur la classification et sa représentation ont évolué. Les biologistes élaborent une
classification « naturelle » appelée Arbre de la Vie, un schéma qui reflète l'histoire évolutive
des organismes. Les représentations sont des diagrammes arborescents, et non des colonnes
de cases alignées. Ces cases conviennent à la classification linnéenne car Linné a conçu son
système en partant du principe que toute vie existante avait été créée instantanément sous sa
forme actuelle. Il n'avait pas à se soucier de l'histoire des organismes.
Notre conception actuelle du vivant inclut une histoire pour chaque être vivant, une longue lignée
d'organismes remontant aux origines de la vie. Les diagrammes arborescents nous permettent de
retracer cette histoire. Plus précisément, ils nous permettent de formuler des hypothèses à son sujet.
Chaque diagramme arborescent présente une hypothèse sur l'évolution du vivant et ses liens de parenté.
Cela signifie-t-il que nous abandonnons toute la classification linnéenne ? Absolument pas. Les noms binomiaux (genre
et espèce) restent d'actualité. La plupart des noms de famille sont encore utilisés. Cependant, de nombreux termes
figurant sur les arbres phylogénétiques ne peuvent être classés selon la classification linnéenne, tels que l'ordre, la
classe, la sous-classe, etc. Ces étiquettes non classées étaient nécessaires car le nombre de rangs linnéens était
insuffisant pour représenter toutes les branches du vivant.
Dans cette transition, il n'est pas nécessaire de jeter tous nos supports pédagogiques sur la
diversité du vivant, mais d'en ajouter de nouveaux. J'ai conçu des schémas arborescents pour
illustrer les concepts de l'Arbre de Vie. Ces schémas diffèrent sensiblement des anciens. Ces
derniers illustraient l'idée que toute vie est interconnectée, mais sans présenter de relations
scientifiquement établies. Ils illustraient l'idée fondamentale d'une origine commune à toutes
les formes de vie, sans aller plus loin. La nouvelle génération de schémas arborescents,
notamment les cladogrammes des biologistes, illustre nos hypothèses sur les relations
évolutives et l'histoire de la vie. Il est essentiel que les enfants découvrent ces nouveaux
schémas et apprennent à les exploiter.
Vous constaterez que j'ai représenté mon Arbre de Vie de manière large, sans sommet. Les mammifères n'en
constituent pas le sommet, mais plutôt une branche d'un grand arbre. J'espère que cela nous permettra de nous
percevoir comme une partie (certes importante) d'un ensemble vaste et interdépendant, plutôt que comme le
but ultime.
Je propose ce livre comme outil pédagogique pour les enseignants et les enfants dans le cadre de notre transition vers la
classification phylogénétique (arbre de vie). Si vous constatez des erreurs ou avez des commentaires ou des suggestions
concernant les leçons et les activités, je vous serais très reconnaissant de bien vouloir me les communiquer.
Priscilla Spears, docteure en
philosophie, Conifer, Colorado
Octobre 2008
2
Remerciements
Au fil des années, de nombreuses personnes m'ont apporté leur aide lors de la rédaction des précédents
livrets et de cet ouvrage. Meredith Blackwell et Bryce Kendrick, deux éminents professeurs de mycologie,
ont aimablement lu et commenté les textes originaux sur le règne fongique. Ces textes, révisés, figurent
ici dans la section « Informations complémentaires sur le règne fongique ». L'une des tâches les plus
ardues lors de la réalisation de ce livre a été de trouver des illustrations appropriées pour les tableaux. De
nombreux scientifiques du monde entier ont généreusement partagé leurs travaux. Ils sont mentionnés
dans les crédits photographiques en annexe. Plusieurs agences du gouvernement américain ont mis des
photographies à la disposition du public, et j'ai eu le plaisir d'utiliser cette ressource. Les professeurs
Peter Siver et Jason Oyadomari ont vérifié le tableau des protistes. Aaron Bell a offert ses excellentes
micrographies électroniques à balayage ainsi que ses précieux encouragements.
Alors que j'avais prévu de réviser monCollection Royaumes de la VieMes échanges
avec Amy Henderson m'ont inspirée pour écrire les leçons sur « L'avènement des
royaumes ». Ses précieux commentaires m'ont permis de remanier le livre en
profondeur.
Il est vite apparu que des tableaux seraient nécessaires pour accompagner ces leçons. En les concevant, j'ai
encore davantage apprécié le talent et le savoir-faire de Carolyn Jones, d'InPrint for Children. Carolyn est une
excellente conseillère et une graphiste de grand talent. Mon travail sur les tableaux de ce livre m'a permis de
constater les nombreuses heures consacrées par Carolyn à la création de ses magnifiques tableaux et fiches
pédagogiques de grande qualité. Nos échanges ont été extrêmement précieux, notamment ses conseils sur la
conception de tableaux.
Je suis reconnaissante des encouragements que j'ai reçus de nombreux éducateurs Montessori lors de
mes projets d'enseignement des sciences. Ils sont trop nombreux pour être cités, mais je tiens à
remercier Diana Butler, qui a partagé son expérience en classe avec mon concept de « plante de la
semaine ». J'apprécie énormément ses précieux conseils.
Je tiens également à remercier tout particulièrement mon amie et partenaire de marche, Anna Kalkwarf.
Elle m'a aidée à m'éloigner de l'ordinateur pour faire l'exercice dont j'ai besoin et pour apprécier la
nature, deux éléments essentiels à ma santé. Mon mari, Daniel Bean, a soutenu ce projet, comme il l'a
toujours fait pour tous mes travaux d'écriture pédagogique.
Remerciements supplémentaires pour la troisième édition-Je remercie les nombreux enseignants
Montessori qui ont communiqué avec moi ces dernières années. Je suis particulièrement reconnaissant
du soutien et de l'amitié de Cynthia Brunold-Conesa, qui a pris à cœur mon appel à restructurer l'étude de
la biologie dans la pédagogie Montessori. Voir page 18 pour plus d'informations sur son ouvrage
consacré aux leçons de biologie pour les classes élémentaires Montessori. Pour cette édition, Jim Whiting
a réalisé un travail d'édition remarquable. Grâce à lui, le livre est plus agréable à lire et la ponctuation est
plus correcte.
À propos de l'auteur :
Priscilla Spears conçoit des supports pédagogiques pour l'enseignement Montessori, du primaire au
secondaire, depuis plus de vingt ans. Docteur en microbiologie, elle a également consacré beaucoup de
temps à la recherche et à l'écriture sur un large éventail de sujets scientifiques. Parmi ses autres ouvrages
figurent :Leçons sur les plantes : Initier les enfants à la forme et à la fonction des plantes,Visite guidée des
plantes à fleurs,etDe la biosphère aux atomes : un guide pédagogique sur l'organisation du monde vivant
Sa société, Big Picture Science, produit du matériel pédagogique scientifique. Elle travaille également
comme consultante pour InPrint for Children. Les produits Big Picture Science sont vendus sur le site web
www.bigpicturescience.biz et par Montessori Services, à Santa Rosa, en Californie.
3
4
Contenu
Préface 1
Remerciements 3
7
Chapitre 1. Enseigner la diversité de la vie
Questions sur les règnes, les domaines et l'Arbre de Vie : Règnes
7
11
et sous-groupes pour les niveaux élémentaires
Tutoriel sur les diagrammes de ramification 15
Leçon clé : Introduction à l’arbre de vie 17
Chapitre 2. Caractéristiques des branches de la vie
19
Tableau : Comparaison des branches du vivant 20 Notes sur le
tableau comparatif des branches du vivant Ressources pour
l’étude des règnes et des branches du vivant
25
29
Chapitre 3. Les procaryotes 31
Introduction – Enseignement sur les procaryotes 31
L’apparition des procaryotes 32
Diagramme de ramification pour la leçon « L’arrivée des procaryotes »
38
Bactéries et objets du quotidien : une exploration de la pensée Que peuvent
39
44
Ressources pour l'étude des procaryotes Guide de 47
faire les enfants avec les bactéries ?
48
prononciation des termes relatifs aux procaryotes
Chapitre 4. Les Protistes 49
Introduction – Enseigner les protistes L’apparition
49des
protistes : les premiers eucaryotes Schéma arborescent
50de la
leçon « L’apparition des protistes » Les protistes à étudier en
63
65
Ressources pour l'étude des protistes Guide de68
classe
prononciation des termes relatifs aux protistes
70
Chapitre 5. Le règne fongique 71
Introduction - Enseignement sur les
champignons : L'avènement du règne fongique
71
72
Diagramme arborescent de la leçon « L’avènement du règne fongique »
78
Informations complémentaires sur le règne fongique 79
Embranchements du règne fongique 85
Illustrations de champignons 88
Questions de recherche et suggestions d'activités 95
Ressources pour l'étude des champignons 96
Guide de prononciation des termes du règne fongique 98
5
Chapitre 6. Le règne animal 99
99
Introduction - Enseignement du règne animal
L'avènement du règne animal 100
108
Diagramme arborescent pour la leçon « L’avènement du règne animal »
Informations complémentaires sur le règne animal
Guide de prononciation des termes du règne animal Les
110
113
embranchements du règne animal 114
123
Principaux groupes au sein des embranchements du règne
animal Ressources pour l'étude du règne animal 125
Chapitre 7. Le règne végétal 131
Introduction - Enseignement du règne végétal
L'avènement du règne végétal 132
131
Diagramme arborescent pour la leçon « L’avènement du règne végétal »
142
Informations complémentaires sur le règne végétal 144
Les principaux groupes du règne végétal 146
Spécimens et collections du règne végétal Questions
155
d'étude et suggestions d'activités 157 Guide de
prononciation des termes du règne végétal 159
Ressources pour l'étude du règne végétal 160 Résumé
des noms et des faits relatifs au règne végétal
167
Chapitre 8. Qu'est-ce qu'un virus ?
Introduction des virus
Une histoire sur les virus
163
167
168
Résumé des caractéristiques virales ;
170
Illustration 172 : Virus animaux ;
173
Comment « tuer » un virus ; Virus
géants ; Images de virus 174
Comment les virus se répliquent 176
Modèle d'un adénovirus 177 Noms des
virus et leur signification Classification des 180
virus 182
Quelques virus particuliers 183
Enquête sur les maladies virales
184
Glossaire des virus 185
Ressources pour l'étude des virus
186
Suggestions pour la fabrication d'un modèle de coronavirus
188
Annexe : Illustrations pour les récits de l’avènement des royaumes
6
189
Chapitre 1
Enseigner la diversité de la vie
Ce que vous trouverez dans ce livre
Les règnes du vivant connectésCe document contient des informations destinées aux enseignants du primaire et du
collège, afin de les aider à initier leurs élèves à la diversité et aux interconnexions du vivant et de leur fournir un cadre
pour approfondir leurs connaissances. Il présente les avancées récentes en matière de connaissances et d'approches
pour l'étude des sciences de la vie. Il permet aux enseignants d'avoir une compréhension plus approfondie du sujet
que leurs élèves, afin de les guider vers des explorations enrichissantes. On y trouve des suggestions de leçons
d'introduction, accompagnées de tableaux, ainsi que des idées d'activités et de recherches pour les élèves.
La classification biologique a connu de nombreuses évolutions ces dix dernières années, et d'autres changements
sont encore à venir. Il est cependant essentiel d'intégrer certaines de ces évolutions dans nos programmes scolaires.
Il n'existe pas de classification définitive et absolue. Une classification basée sur les grands domaines du vivant
constitue néanmoins un excellent point de départ. Les enfants ont besoin d'appréhender la diversité du vivant dans
son ensemble. Ils peuvent néanmoins continuer à étudier les trois règnes reconnus : les champignons, les animaux et
les plantes.Nous devons simplement proposer une vision différente des royaumes.
- une approche phylogénétique ou par arbre généalogiqueCela peut offrir aux enfants une perspective importante
sur les liens qui unissent toute vie et son origine commune. Ils comprendront également mieux le cours de la vie à
travers le temps.
La première partie de cet ouvrage propose une série de questions, réponses et suggestions pour définir différentes
approches de l'étude de la diversité du vivant. Le chapitre 2, « Les caractéristiques des principaux groupes du vivant »,
compare les propriétés fondamentales et les définitions des règnes et autres organismes que nous regroupons pour l'étude.
Il peut servir de support de révision pour les enseignants et d'exercice pour les élèves du secondaire.
Les chapitres 3 à 7 traitent respectivement des procaryotes, des protistes, des champignons, des animaux et
des plantes. Chaque chapitre débute par un récit intitulé « Apparition du règne (ou du groupe) ». Ces récits
présentent aux enfants l'origine du règne ou du groupe, ainsi que les principaux lignages qui le composent.
Les enfants ont besoin de plus qu'une simple histoire ; c'est pourquoi ces chapitres incluent des instructions
pour réaliser des schémas phylogénétiques, accompagnés d'illustrations des organismes représentatifs.
L'annexe contient un jeu de cartes photographiques en couleur pour ces schémas. Vous pouvez les détacher
et les utiliser comme fiches à placer sur les schémas. Si vous avez besoin de davantage de cartes en couleur,
vous pouvez acheter un fichier à imprimer vous-même sur le site web de Big Picture Science
(www.bigpicturescience.biz). Veuillez noter que les illustrations de photomicrographies électroniques restent
en noir et blanc, car je ne les ai pas colorisées.
Ces chapitres contiennent des informations complémentaires sur les organismes, des suggestions d'activités
et d'explorations, ainsi qu'une sélection de ressources pédagogiques. J'ai consulté les ouvrages et les sites web
mentionnés.
Les diagrammes arborescents aideront les enfants à découvrir les principaux lignages de chaque règne ou
groupe, ainsi que leurs relations. Nombre de ces lignages ne correspondent pas à une hiérarchie linnéenne,
comme une classe ou un ordre. Certains lignages ont été nommés récemment. Leurs noms peuvent paraître
étranges et inconnus. Fournir leur traduction française (étymologie) permettra de mieux les comprendre et de
les mémoriser plus facilement. Un dictionnaire indiquant l'étymologie des mots est indispensable pour l'étude
des sciences.
Le chapitre 8 aborde une question fréquemment posée lors de l'étude de la diversité du vivant : « Qu'est-ce
qu'un virus ? » Il présente des informations de base sur les virus, leur mode de réplication et leur classification.
Une section consacrée aux images virales et à leur obtention aidera les enfants à comprendre les images qu'ils
voient dans les livres ou sur Internet.
7
Questions sur les royaumes, les domaines et l'Arbre de Vie
Devrions-nous utiliser les règnes pour classer le vivant ?
Les biologistes n'utilisent plus les systèmes de classification à deux, cinq ou six règnes. Les règnes ne permettent pas
de classer tous les êtres vivants, mais trois règnes restent valides : les champignons, les animaux et les plantes. Ils
représentent simplement trois des plus grandes branches de l'arbre de la vie, mais ils ne constituent pas l'intégralité
du vivant connu. Actuellement,Il est important que les enfants voient et utilisent la classification par arbre évolutifIls
peuvent commencer leur étude de la diversité du vivant par une vue d'ensemble de l'Arbre de la Vie et poursuivre
ensuite avec l'étude de lignées spécifiques, comme les règnes des champignons, des animaux et des plantes. Je vous
recommande de ranger vos tableaux de règnes – surtout ceux avec des rangées de cases régulièrement espacées –
et de ne les ressortir que pour les leçons sur l'histoire de la classification.
Qu’est-il advenu des anciens systèmes de classification des royaumes ?
Les biologistes n'utilisent plus la classification en deux règnes – plantes ou animaux – depuis environ 70 ans. Bien que
le système des cinq (ou six) règnes ait été largement utilisé pour initier les élèves du primaire à la diversité du vivant,
les biologistes l'ont abandonné il y a une vingtaine d'années, lorsqu'une multitude de nouvelles découvertes leur ont
permis de comprendre les liens de parenté entre les organismes. Ce changement a profondément modifié les
fondements de la classification. Les manuels universitaires comportent encore des chapitres sur deux groupes que
l'on combine par commodité (procaryotes et protistes) et sur trois règnes valides (champignons, animaux et plantes),
mais ils abordent rarement la question du rang de règne.
Quels sont les domaines ?
Le système des domaines utilise les Bactéries, les Archées et les Eucaryotes (prononcé you-KARE-eh-ah)
comme premières branches du vivant, au lieu des règnes. Il repose sur des notions de biologie
cellulaire et de biochimie accessibles dès le collège. Les enfants du primaire peuvent ainsi découvrir
l'existence de ces branches du vivant et apprécieront sans doute les histoires sur les organismes
fascinants du groupe des Archées. La leçon « L'apparition des Procaryotes », au début du chapitre 3, les
préparera à utiliser ce système de classification lorsqu'ils seront prêts à aborder les détails
biochimiques. Les domaines sont largement acceptés et ce système est utilisé dans l'enseignement
supérieur.
L'idée de domaine est née de l'étude des procaryotes, lorsque les informations concernant leurs acides
nucléiques ont conduit les scientifiques à identifier deux lignées distinctes : le domaine des Bactéries et le
domaine des Archées. Les Archées et les Bactéries ne sont pas des règnes ; elles ne sont pas équivalentes aux
règnes végétal, animal ou fongique. Chacun est équivalent à…tous les règnes eucaryotes réunis.
Comment la vision de la classification a-t-elle évolué ?
Contrairement au système linnéen antérieur, notre classification actuelle tient compte du fait que la vie a une histoire
et que certains organismes sont plus étroitement apparentés que d'autres. Les biologistes sont passés à une
système de classification naturelle qui intègre l'histoire évolutiveCe système permet de situer chaque organisme
dans sa lignée et de montrer ses liens avec le vivant. Son objectif est de regrouper un organisme ancestral et tous ses
descendants au sein d'une même lignée. Certaines lignées importantes ne correspondent pas à la classification
linnéenne (embranchement, classe ou ordre), mais doivent néanmoins être enseignées. Par exemple, les animaux à
quatre membres (ou dont les ancêtres possédaient quatre membres) sont appelés tétrapodes. Cette lignée n'est ni
un embranchement ni une classe, mais il s'agit d'un groupe essentiel à connaître.
Parallèlement à ce nouveau système, les scientifiques utilisent de nouvelles méthodes pour illustrer la diversité du vivant. Les
diagrammes de ramification (aussi appelés arbres évolutifs ou diagrammes phylogénétiques) montrent les relations
et les connexions.Mieux que des rangées de cases. (Si vos tableaux de classification présentent des rangées de cases
régulièrement espacées, ils omettent des informations importantes.) Chaque branche ou lignée peut être appelée un clade.
Souvent, une caractéristique définissant un clade est indiquée sur le diagramme. Les arbres phylogénétiques les plus formels
et scientifiques comportent de nombreuses lignes fines, et les branches sont difficiles à suivre. Les diagrammes de
ramification que nous utilisons dans les classes de primaire devraient être…
8
Simple et facile à lire. Vous trouverez des exemples de diagrammes arborescents dans les chapitres consacrés à
chaque règne. Leurs branches larges leur donnent un aspect plus schématique, mais permettent aux enfants de
visualiser et d'apprendre plus facilement les lignées principales.
La nouvelle approche peut être qualifiée deClassification de l'Arbre de Vieouphylogénétique(fye-lowgehNET-ik)systématiqueLe terme « phylogénétique » signifie « relatif à l'origine des espèces » et désigne une
classification qui intègre l'histoire évolutive du vivant. La systématique, quant à elle, est une classification qui
prend en compte les relations de parenté. Pour initier les enfants à la diversité du vivant, on peut leur
présenter l'Arbre de Vie. Les leçons sur « L'apparition des règnes » et les schémas arborescents des chapitres
3 à 7 vous seront utiles.
En classification phylogénétique, les branches du vivant sont définies par les caractéristiques nouvelles
qu'elles possèdent. Par exemple, pour définir les chevaux, on parle de la structure de leurs pattes et de leurs
sabots, mais on n'inclut pas les caractéristiques de leurs ancêtres, comme la quadrupédie. Les nouvelles
caractéristiques sont décrites commedérivéLes caractéristiques « d’arrière-plan » sont appelées ancestral
L'objectif est de se concentrer sur les caractéristiques dérivées de chaque groupe. Lorsqu'on initie des enfants
à un domaine de la vie, il est préférable deleur donner les caractéristiques dérivéesqui définissent la lignée.
Que montre un diagramme de ramification ?
Un diagramme de ramification illustre une hypothèse sur l'évolutiond'une lignée du vivant. Cette hypothèse a
été élaborée à partir de toutes les données dont disposent les biologistes sur les organismes, mais les données ADN
sont particulièrement importantes. L'ADN est comme un second registre fossile ; il contient les informations
nécessaires aux scientifiques pour déterminer les liens de parenté les plus étroits entre les organismes. Sur les
diagrammes, les branches indiquent les groupes qui partagent un ancêtre commun récent et sont donc étroitement
apparentés. Les espèces actuelles sont placées à l'extrémité des branches. Les enfants doivent apprendre à « lire »
ces schémas.Aidez les enfants à comprendre que la vie à l'extrémité des branches est en perpétuelle évolution et que
les branches elles-mêmes témoignent de l'histoire de la vie. Notez que les branches des schémas de ce livre sont
grandement simplifiées et que chacune peut être développée pour une étude plus approfondie. Consultez le tutoriel
sur les diagrammes arborescents à la fin de ce chapitre pour obtenir plus d'informations et de ressources sur l'étude
des diagrammes en arbre.
Qu’est-ce qui motive tous ces nouveaux groupes et classifications ? Pourquoi ne pas simplement classer selon les
structures ?
Nous procédons à une nouvelle classification lorsque nous disposons de nouvelles informations. La capacité
d'analyser les acides nucléiques et autres molécules cellulaires a permis – et continue de permettre – un afflux
considérable denouvelles informationsCes nouvelles données ont transformé la vision qu'ont les biologistes des
relations entre les organismes. Elles n'ont pas invalidé toutes nos connaissances antérieures sur leur apparence, mais
nous ont plutôt permis de déterminer quelles structures sont les plus importantes pour leur classification.
Le problème de la classification basée uniquement sur l'apparence est que des organismes peuvent se ressembler
simplement parce qu'ils se sont adaptés aux mêmes contraintes environnementales. Par exemple, certaines plantes des
déserts africains ressemblent beaucoup aux cactus, mais elles appartiennent à des familles totalement différentes. Ces deux
types de plantes ont des tiges épaisses et épineuses et peu ou pas de feuilles. C'est ce qui leur permet de survivre dans les
déserts, mais ces caractéristiques ne signifient pas que ces plantes sont apparentées. Le terme «évolution convergenteCe
terme est utilisé pour décrire la situation où des organismes non apparentés se ressemblent en raison de leurs adaptations à
un environnement similaire.
En revanche, il arrive que des organismes évoluent relativement vite, sous l'effet de pressions environnementales, et
que des espèces apparentées présentent des différences notables. Ce processus est appelérayonnement adaptatif
Le plus proche parent des grandes plantes hawaïennes à épée d'argent est l'asclépiade, une petite plante de la
famille des tournesols originaire des côtes californiennes. Les éléphants sont apparentés aux damans, qui ont la taille
d'un lapin. À première vue, rien ne laisse deviner que ces organismes partagent un ancêtre commun.
9
Quels termes devrions-nous utiliser compte tenu de l'évolution des systèmes de classification ?
Linné a initié notre système de classification alors que les chercheurs n'avaient répertorié qu'une infime partie des
espèces connues aujourd'hui. La découverte de nouveaux organismes a engendré le besoin de nouvelles catégories.
Certaines de ces catégories ne portent pas de noms linnéens formels, mais elles n'en demeurent pas moins utiles. Il
arrive qu'une même lignée possède plusieurs noms ou plusieurs niveaux taxonomiques (classe, sous-classe, ordre,
par exemple).
Une règle importante pour choisir le terme à utiliser est :Quels termes seront les plus utiles aux enfants
lorsqu'ils rechercheront des informations ?En général, il est préférable de choisir des termes utilisés au
niveau pré-universitaire ou pour un public adulte non spécialisé. Les enfants ne liront pas d'articles
scientifiques complexes. Utilisez plusieurs termes lorsque des noms anciens et récents sont employés dans les
livres destinés aux enfants. N'hésitez pas à utiliser un terme anglais ou générique s'il facilite les recherches
d'informations. Dans certains cas, il peut s'avérer plus fiable que le nom scientifique « officiel ». Les grands
embranchements du règne végétal constituent un exemple où les noms communs sont plus appropriés que
les anciens noms de phylum (divisions).
En revanche, les enfants ne pourront pas trouver d'informations sur les lignées ou les classifications récentes s'ils ne
connaissent pas le nom scientifique du groupe. Ils devront peut-être effectuer des recherches sur Internet en
utilisant les noms plus récents, car nombre d'entre eux ne figurent pas encore dans la littérature jeunesse. Il leur sera
probablement utile d'entendre à la fois le terme scientifique et sa traduction. Par exemple, « Edysozoa », une branche
du règne animal, signifie « animaux à mue ». Cependant, tous les termes ne se traduisent pas aussi clairement. Vous
trouverez quelques exemples de termes plus récents dans la liste ci-dessous.
Quels changements ont été récemment apportés aux règnes et aux embranchements ?
Les changements font partie intégrante de la classification. Ils reflètent la nature dynamique des sciences. Les élèves
doivent apprendre les termes qu'ils rencontreront dans les encyclopédies et la littérature jeunesse actuelles, et non
des appellations obscures ou obsolètes. Par ailleurs, les publications plus anciennes peuvent contenir des
informations utiles sur les organismes, et il est pertinent de connaître les anciennes classifications. Voici quelques
suggestions d'évolution pour les leçons sur la classification.
Les procaryotesAnciennement appelés « Règne des Monères », les procaryotes se divisent en deux branches
distinctes : les domaines des Bactéries et des Archées, qui n’ont probablement pas d’ancêtre commun. Voir cidessous des suggestions de regroupements de bactéries et d’archées. Leur organisation cellulaire procaryote
justifie leur regroupement pour l’étude, même s’ils ne sont pas étroitement apparentés. Autrefois connus sous
les noms d’archéobactéries et d’eubactéries, ces termes sont désormais obsolètes. Il est recommandé
d’abandonner les appellations obsolètes « Règne des Monères » et « Règne des Procaryotes », sauf à titre de
référence historique.
Les protistesLe règne des protistes (anciennement « Règne des Protistes ») est un ensemble d'expérimentations
naturelles sur la cellule, encore en évolution. La section ci-dessous présente des sous-groupes susceptibles
d'intéresser les étudiants. Commencez par des sous-groupes simples et laissez les étudiants approfondir le sujet s'ils
le souhaitent. Une classification actuelle divise les protistes en supergroupes eucaryotes. Pour plus de détails,
consultez le chapitre 4, « Les Protistes ».
La raison pour laquelle les protistes ne sont pas appelés « Règne Protista » est qu'ils n'incluent
pas tous les descendants de leur ancêtre commun. Techniquement, les règnes végétal, animal et
fongique seraient également inclus si l'on regroupait tous les descendants en un seul règne. Les
guillemets autour de « Règne Protista » sur l'Arbre de Vie indiquent qu'il ne s'agit pas des
véritables règnes : animal, fongique et végétal.
Règne des champignonsL'ancien embranchement des Zygomycètes a été divisé en plusieurs nouveaux groupes. Les
principaux groupes du règne des champignons comprennent désormais les chytridiomycètes, les mucoromycètes, les
gloméromycètes, les ascomycètes et les basidiomycètes. Les champignons dits inférieurs, tels que les oomycètes et les
myxomycètes, sont des protistes et non de véritables champignons. Les lichens sont considérés comme des champignons car
leur forme est déterminée par leur composante fongique. Presque tous les lichens contiennent des ascomycètes. Pour plus
d'informations, veuillez consulter le chapitre 5, « Le règne des champignons ».
10
Règne animal–Il existe plus de 30 embranchements d'animaux, dont beaucoup sont petits et peu connus.
Commencez par les embranchements communs que les enfants peuvent observer, vivants ou en images. Les
biologistes regroupent les embranchements animaux selon leur phylogénie (les relations de parenté) en lignées telles
que les protostomiens et les deutérostomiens. Les embranchements animaux ne doivent pas être représentés par
une rangée de cases équidistantes. Le nom de l'embranchement des coraux et des méduses est Cnidaria. Utilisez ce
nom et le terme générique « cnidaires », et non l'ancien nom « coelentérés ». Assurez-vous qu'aucun protozoaire ne
figure dans vos supports pédagogiques sur le règne animal. Supprimez d'ailleurs le terme « protozoaire » de tous vos
supports. Il signifie « premiers animaux » et n'est plus utilisé par les biologistes. Utilisez plutôt le terme « protiste ».
Pour plus d'informations, consultez le chapitre 6, « Le règne animal ».
Règne végétal–Ce règne commence avec les bryophytes. Veillez à ce que vos supports pédagogiques sur le règne
végétal ne présentent pas de champignons. Les images ont un impact, et les champignons devraient être associés à
leur règne frère, celui des animaux. Comme expliqué dans cet ouvrage, les membres du règne végétal vivent soit sur
terre, soit descendent d'organismes ayant vécu sur terre. Les algues sont abordées dans la section consacrée aux
protistes. Sur le tableau, les plantes terrestres commencent par l'étiquette « embryophytes ». Les algues vertes et les
plantes forment une lignée, appelée Viriplantae. Ce concept plus inclusif de plantes vertes nécessite une
compréhension préalable des plantes et des algues. Il est préférable de familiariser les élèves avec ces groupes
fondamentaux séparément avant d'aborder des notions plus avancées. Pour les études introductives, il est conseillé
de définir les plantes comme des organismes adaptés à la vie terrestre. Consultez le chapitre 7, « Le règne végétal »,
pour plus d'informations sur les lignées actuelles.
Quelles subdivisions les enseignants doivent-ils présenter pour chaque règne ou groupe ?
Pour commencer, il nous faut une vue d'ensemble assez simple. Dans les pages suivantes, je propose des
subdivisions pour chaque groupe ou règne. Concernant les procaryotes et les protistes, j'ai prévu deux niveaux de
complexité adaptés aux enfants d'âges et de niveaux différents. Vous trouverez des informations complémentaires
dans les leçons « L'avènement du règne (ou du groupe) » au début des chapitres 3 à 7.
Notez que, pour les bactéries, les subdivisions énumérées ci-dessous ne représentent qu'un infime échantillon
de leur diversité. Les microbiologistes continuent de découvrir les lignées, dont il existe au moins 30. La
classification formelle des bactéries reposant sur des caractéristiques biochimiques qui ne sont pas facilement
compréhensibles pour les jeunes enfants, je n'ai présenté que quelques groupes, notamment ceux qui jouent
un rôle essentiel dans le cycle de la vie. Informez les enfants qu'il existe bien d'autres types de bactéries.
11
Règnes et lignées avec des exemples d'organismes
Remarque : Consultez les chapitres consacrés à chaque royaume pour obtenir les listes de prononciation.
Les procaryotes(anciennement « Royaume Monera »)
Avec 90 % de la diversité des procaryotes, le domaine des Bactéries est une branche du vivant bien plus vaste que celle
des Archées. Certaines bactéries vivent à des températures élevées (thermophiles, « qui aiment la chaleur »), mais les
archées sont les championnes de la thermophilie. On trouve des informations sur les archées sous le terme
« extrêmophiles » (« qui aiment les conditions extrêmes »). Il existe aussi des archées qui vivent dans des conditions plus
normales, comme dans l'océan, le rumen des vaches, la bouche humaine et le sol. Les bactéries comptent davantage
d'espèces faciles à cultiver et sont souvent pathogènes. Par conséquent, leur classification est beaucoup plus poussée.
Aperçu des procaryotes - groupes fonctionnels
Bactéries – cyanobactéries, fixatrices d'azote, sporulantes, oxydant le soufre (préparent la nourriture pour
la vie aux sources hydrothermales des grands fonds marins), les bactéries pathogènes (responsables de maladies), les bactéries
lactiques (fermenteuses utilisées pour fabriquer le yaourt et le fromage), les décomposeurs qui purifient notre eau
Archées – halophiles (qui aiment le sel), hyperthermophiles (qui aiment les températures extrêmes), méthanogènes
(générateurs de méthane)
Bactéries–Plus de détails sur quatre grands groupes parmi plus de 30
Cyanobactéries – Bon nombre de ces producteurs d'oxygène essentiels sont des bactéries plus grandes que la moyenne. Elles possèdent
Chlorophylles vertes et pigments bleus. Beaucoup possèdent également des pigments rougeâtres. Les chloroplastes et les
cyanobactéries partagent un ancêtre commun.
Bactéries Gram-positives – Elles sont ainsi nommées en raison de leur coloration lors du test de Gram, qui
Cela montre qu'ils possèdent des parois cellulaires épaisses. Ils comprennent d'importants décomposeurs, des habitants communs
de la peau saine et des pathogènes notoires tels queStaphylocoque,Streptocoque,ClostridiumCertaines forment des endospores,
des structures de résistance qui peuvent survivre à l'ébullition et au séchage, et résistent à de nombreux désinfectants. D'autres
sont utilisées pour la fabrication de yaourts et de fromages.
Protéobactéries – Ce vaste groupe comprend des bactéries fixatrices d'azote et d'autres bactéries clés des cycles.
de soufre et d'azote ; bactéries communes vivant dans le bas de l'intestin humain, notammentEscherichia coliet des
bactéries apparentées ; de nombreuses bactéries pathogènes, dont l’agent du choléra ; les bactéries sulfureuses
pourpres, qui réalisent la photosynthèse sans libérer d’oxygène ; les spirilles, bactéries spiralées rigides ; et un grand
nombre de bactéries du sol et de l’eau. Ce groupe est Gram négatif, ce qui signifie que sa paroi cellulaire présente
une structure différente de celle des bactéries Gram positif. Les mitochondries partagent un ancêtre commun avec
un groupe de protéobactéries.
Spirochètes – Ces bactéries spiralées flexibles comprennent l'agent de la maladie de Lyme, ainsi que des bactéries courantes
Bactéries aquatiques non pathogènes. Elles font partie des rares bactéries reconnaissables à
leur forme.
Archées–Les deux lignées principales sont les protéoarchéotes–, y compris les crénarchéotes– (hyperthermophiles,
Les organismes marins et terrestres, ainsi que les euryarchéotes (méthanogènes, halophiles,
thermophiles), font encore l'objet de recherches sur leur lignée.
Les Protistes (anciennement « Royaume Protiste »)
Introduction simple pour les plus jeunes enfants
• Donnez aux enfants des cartes illustrées montrant une variété de protistes, notamment des ciliés, des amibes, des algues vertes,
des algues rouges, des algues brunes, des diatomées, des euglènes et des myxomycètes.
• Inclure une étiquette indiquant « Branches des protistes » et une brève description de chaque organisme.
12
Les quatre supergroupes eucaryotes, tels que déterminés par l'ADN et d'autres analyses
1. Amorphea (anciennement appelées Unikontes)
Opisthokontes – protistes possédant un seul flagelle postérieur, incluant les flagellés à collerette
(choanoflagellés) ; le règne fongique et le règne animal.
Amoebozoa – Amibes libres, avec ou sans test (coquille), en eau douce et en milieu marin
habitats; amibes parasites qui causent des maladies intestinales (Entamoeba,Acanthamoeba);
amibe géante (Pelomyxa); les myxomycètes cellulaires (y comprisDictyostelium); et les
myxomycètes plasmodiaux (y comprisPhysaria).
2. Archaeplastida – les algues rouges (rhodophytes) et les algues vertes (chlorophytes et charophytes). Le règne végétal
s'est développé à partir de la branche des charophytes, qui appartient aux algues vertes.
3. Lignée SAR (issue des straménopiles, des alvéolés et des rhizaires)
Straménopiles – algues brunes, diatomées, algues dorées, oomycètes et myxomycètes.
Alvéolés – apicomplexes (parasites du paludisme et autres), ciliés et dinoflagellés.
Rhizaria – foraminifères, radiolaires, héliozoaires, tous possédant des pseudopodes filiformes
et des coquilles composées de minéraux tels que la silice ou le carbonate de calcium ; amibes vertes formant des
réseaux (Chlorarachnea).
4. Excavata – Euglenozoa (euglènes et kinétoplastidés – ces derniers incluent les trypanosomes, responsables de
la maladie du sommeil africaine) ; Métamonades (Giardia,Trichomonaset d'autres protistes dépourvus
de mitochondries)
De plus, certaines petites lignées ne sont pas clairement positionnées sur l'arbre de la vie. Les protistes recèlent de nombreuses
expériences naturelles sur la manière de devenir une cellule eucaryote.
Le règne des champignons ou règne des champignons
Les premières branches des champignons
Champignons à zoospores – chytrides (décomposeurs de pollen et de poils ; pathogènes des plantes, des insectes,
et les grenouilles). Il existe d'autres lignées, mais les chytrides constituent une bonne introduction.
Mucoromycètes, embranchement des Mucoromycota (anciennement partie des Zygomycota)
Sous-embranchement des Mucoromycotina –Rhizopus(moisissure noire du pain),Pilobolus(champignon lanceur de chapeaux).
Sous-embranchement des Glomeromycotina – les champignons AM, qui forment des mycorhizes arbusculaires.
On les trouve sur les racines de la plupart des plantes herbacées et de certaines plantes tropicales ligneuses.
Les Zoopagomycètes – une autre petite lignée des anciens Zygomycètes, non représentée dans ce livre
Diagramme de l'Arbre de Vie – parasites d'insectes, d'amibes et de petits animaux dans le sol
Sous-règne Dikarya (ancien nom : Dikaryomycota), les champignons dicaryotiques, qui possèdent des noyaux provenant de
deux individus différents dans leurs cellules pendant une grande partie de leur cycle de vie.
Ascomycètes –Pénicillium,Aspergillus, champignons en forme de coupe, morilles, lichens
Basidiomycètes – champignons, moisissures, rouilles, charbons ; les champignons qui forment des mycorhizes avec les arbres
dans les climats tempérés
Le règne animal ou règne animalia
Embranchement des Porifères (éponges)
Eumétazoaires
Radiata – les animaux à symétrie radiale – une description, mais pas un clade
Embranchement des Cténophores (cténophores, noix de mer)
Embranchement des Cnidaires (anémones, méduses, hydres)
13
Le règne animal (suite)
Eumétazoaires (suite)
Bilatériens – les animaux à symétrie bilatérale
Protostomiens (« bouche en premier »)
Spiralia
Embranchement des Plathelminthes (vers plats, douves, ténias)
Embranchement des Rotifères (rotifères)
Lophotrochozoaires
Embranchement des Mollusques (mollusques)
Embranchement des Annélides (vers segmentés, vers de terre, sangsues)
Ecdysozoaires, les animaux à mue
Embranchement des Nématodes (vers ronds, nématodes)
Embranchement des Arthropodes (arthropodes)
Deutérostomiens (« bouche en second »)
Embranchement des échinodermes (Echinodermata)
Embranchement des chordés (Chordés)
Le règne végétal ou règne Plantae
Les principaux groupes de plantes, traditionnellement appelés divisions ou embranchements, ont évolué au cours des vingt
dernières années. La liste ci-dessous présente la nouvelle classification phylogénétique, et il est important d'initier les enfants à
ces groupes. Les noms communs peuvent être plus parlants pour eux que les termes scientifiques, en attendant qu'un nouveau
système soit adopté par les chercheurs. Le système le plus répandu aujourd'hui est la classification de l'Angiosperm Phylogeny
Group (APG), qui n'utilise pas de termes de rang supérieur à l'ordre (ni classes ni embranchements).
Bryophytes, aussi appelées plantes non vasculaires
Anthocérotes
Hépatiques
Mousses
Les trachéophytes, les plantes vasculaires
Lycophytes – lycophytes, mousses à pointes, isoètes
Les euphyllophytes, « les vraies plantes à feuilles »
Clade des fougères, Polypodiopsida (monilophytes, ptéridophytes)
Les prêles, les prêles
Fougères à psilotes et fougères à grappes (ophioglossidées) Vraies
fougères, les fougères leptosporangiées, Polypodiidae
Les plantes à graines, les spermatophytes
Gymnospermes
Cycadées
Ginkgo
conifères
Gnétophytes
Les angiospermes, les plantes à fleurs
Les monocotylédones, les eudicotylédones et les magnoliidées, ainsi que plusieurs petites branches primitives appelées les
angiospermes basales
14
Un tutoriel sur les diagrammes de branchement
Les diagrammes arborescents représentent l'histoire évolutive et les relations entre groupes d'organismes. À l'instar des lettres
sur une page, ces diagrammes sont lisibles. Les informations ci-dessous vous aideront à comprendre les données codées dans les
diagrammes arborescents. Ces diagrammes sont appelés arbres phylogénétiques ou phylogénies. On les désigne également
sous les noms de cladogrammes, arbres phylogénétiques ou encore arbres familiaux.
Les diagrammes de branchement peuvent être représentés de plusieurs manières. Les diagrammes ci-dessous illustrent tous la même chose.
B
C
B
C
UN
UN
UN
B
C
Alors que les publications scientifiques utilisent généralement le schéma de droite, la version simplifiée, de type « dessin animé », à gauche, est plus
facile à comprendre pour les débutants. J’utiliserai le schéma central pour illustrer les différentes parties d’un diagramme arborescent.
UN
B
C
Ancêtres de l'organisme C
Le changement des caractéristiques donne naissance à de
nouvelles espèces. Ancêtres communs des organismes B et C.
Ancêtres communs des organismes A, B et C
Les lettres A, B et C symbolisent des groupes d'organismes actuellement vivants. Le terme scientifique pour « actuellement vivant
» est «existantLes organismes actuels sont placés à l'extrémité des branches. A, B et C, dans le diagramme ci-dessus,
représentent des espèces, mais ils pourraient aussi symboliser des genres, des familles, des ordres, des classes ou des
embranchements. Les branches montrent les ancêtres de A, B et C, ainsi que tous les organismes ayant partagé ces ancêtres
mais qui se sont éteints.
Un point de bifurcation est appelé unnœudLe nœud situé sous B et C est encerclé. Les nœuds symbolisent une modification génétique au sein de la population
d'organismes ancestraux, créant une nouvelle lignée porteuse de cette nouvelle caractéristique. Ces nouvelles caractéristiques sont appelées mutations.dérivé
traits. Les caractéristiques de l'ancêtre sont décrites commeancestralcaractéristiques.
Il est important de connaître les caractères dérivés qui définissent une lignée. On peut les représenter sur des diagrammes de
ramification. Si le groupe A symbolise les amphibiens, et les groupes B et C les reptiles et les mammifères, on pourrait placer un
repère sur le segment de l'ancêtre commun de B et C et l'intituler « ponte d'œufs sur la terre ferme ». Un repère sur la branche
des mammifères pourrait être intitulé « production de lait ». Cependant, ce n'est pas toujours aussi simple. Certains caractères
dérivés sont des séquences d'ADN, difficiles à représenter sur un diagramme.
15
B et C sont appeléssœurDeux groupes issus d'une même lignée ancestrale sont appelés groupes frères. Ces groupes n'ont pas
nécessairement la même taille ; l'un est souvent beaucoup plus grand que l'autre. On dit alors qu'un groupe est un groupe frère.
basalElle appartient à la lignée B et C car elle s'est séparée plus près de la base du diagramme ; elle s'est séparée des lignées B et
C. Un groupe basal peut être plus grand ou plus petit que les autres groupes. Les branches basales continuent d'évoluer après
leur séparation. Par exemple, les nénuphars constituent une branche basale des plantes à fleurs. Les nénuphars ont continué
d'évoluer après leur séparation. Les plus anciens fossiles de nénuphars que nous avons trouvés présentaient de minuscules
fleurs. Les nénuphars actuels ont de très grandes fleurs.
La disposition des branches sur le diagramme est arbitraire. Le diagramme peut pivoter au niveau des nœuds. Par exemple, B et C
pourraient échanger leurs positions sans que cela modifie les informations affichées. Les diagrammes de la page précédente illustrent la
situation idéale, avec suffisamment d'informations sur A, B et C pour déterminer l'ordre de leurs ramifications. Dans de nombreux cas,
nous ne disposons pas encore d'informations suffisantes pour déterminer quel groupe s'est ramifié en premier. Au lieu de deux branches
issues d'un nœud, les diagrammes doivent alors représenter plusieurs branches disposées en palmette. Lorsque davantage
d'informations seront disponibles, ces multiples branches seront redessinées afin de n'afficher que deux branches par nœud. L'idéal serait
de regrouper un ancêtre, tous ses descendants, et uniquement ses descendants, au sein d'un même groupe.
G
H
je
D
E
F
Les groupes G et H sont frères, de même que les groupes E et
F. Les lignées G, H et I forment ensemble un groupe frère des
lignées D, E et F. Si les positions de G et H étaient inversées, le
diagramme indiquerait la même information.
Ce que les enfants doivent savoir sur les graphiques des leçons sur « L’avènement des royaumes »
Les branches représentées sur les graphiques des règnes constituent une hypothèse sur l'histoire de la vie. Elles
indiquent quels groupes d'organismes sont plus étroitement apparentés et lesquels le sont plus éloignés. On peut
retracer la lignée de chaque organisme jusqu'à l'origine de son règne ou domaine, voire jusqu'à l'origine de la vie.
Chaque organisme représenté à l'extrémité des branches est un organisme vivant. Les branches symbolisent les
ancêtres de ces organismes. Chaque branche possède des caractéristiques qui la distinguent des autres et de ses
ancêtres plus éloignés.
Si vous observez un groupe de branches issues d'une seule, cela signifie que nous ne disposons pas d'informations suffisantes
pour déterminer l'ordre d'évolution des groupes. Par exemple, nous ignorons encore les liens de parenté entre toutes les lignées
de plantes à graines ; elles sont donc toutes représentées comme issues d'un ancêtre commun.
Les lignées représentées sur les tableaux peuvent être développées pour afficher davantage de branches. Par exemple, chez les plantes à fleurs, on
trouve de nombreuses lignées de monocotylédones, d'eudicotylédones, de magnoliidées et d'angiospermes basales. Les extrémités des branches
du tableau du règne animal représentent les embranchements. Chaque embranchement comprend plusieurs autres branches, dont certaines sont
des classes. Il n'est pas toujours possible d'attribuer une étiquette linnéenne à une branche. Il existe davantage de niveaux de ramification que de
catégories linnéennes. Cependant, l'extrémité des plus petites branches représente les espèces, et ces espèces continuent d'évoluer.
Ressources Internet pour en savoir plus sur les diagrammes de branchement((consulté en janvier 2022)
« Qu'est-ce qui s'est passé ? »T. rex« Quel goût ? » est un excellent tutoriel pour les enfants :https://evolution.berkeley.edu/
teachresources/what-did-t-rex-taste-like/ethttp://www.ucmp.berkeley.edu/education/explorations/tours/ Trex/
L’ouvrage « Systématique phylogénétique » comprend une section consacrée à la lecture des diagrammes d’arbres phylogénétiques :https://
evolution.berkeley.edu/ phylogenetic-systematics/
Le Musée américain d'histoire naturelle possède un site pour enfants qui comprend des informations sur l'arbre de la vie et un
tutoriel sur la lecture des phylogénies :https://www.amnh.org/ology/features/treeoflife/index.php
16
Leçon principale : Présentation de l’Arbre de Vie
Voir l'annexe pour la version couleur de cette illustration. Dimensions réelles du graphique : 39 × 71 pouces (99 × 180 cm).
La première leçon sur la diversité du vivant est une introduction à l'arbre de vie.
Matériels
• Vous aurez besoin du compositediagramme de l'Arbre de ViePour cette leçon, vous pouvez télécharger le fichier à
imprimer sur le site web de Big Picture Science (www.bigpicturescience.biz) – voir l'illustration miniature ci-dessus.
Plusieurs méthodes permettent de réaliser le tableau. Vous pouvez apporter le fichier à un imprimeur pour le faire
imprimer et plastifier. Je vous déconseille de l'imprimer sur un support durable comme le vinyle, car le tableau risque de
se déformer au bout de quelques années. Vous pouvez également projeter l'image sur un mur, la reproduire sur du
papier et la colorier.
• Vous aurez également besoin ducartes illustréesCes cartes sont placées sur les rectangles colorés aux extrémités des
branches. Un jeu est inclus dans ce livre, en annexe. Découpez les cartes au ras de l'image, sans marge blanche. Elles
s'inséreront parfaitement dans leurs cases et la légende restera visible si elles n'ont pas de bordure. Si vous avez besoin
d'exemplaires supplémentaires, vous pouvez acheter un fichier à imprimer sur le site web Big Picture Science.
REMARQUE : il vous sera beaucoup plus facile de donner cette leçon si vous avez déjà placé les cartes sur le schéma de
l'Arbre de Vie à plusieurs reprises afin de vous familiariser avec ce matériel.
Suggestions de leçons
• Déroulez le tableau sur le sol et invitez les enfants à participer à uneleçon sur les multiples formes de vieAidezles à placer les cartes sur le tableau pour cette première leçon. Plus tard, ils pourront les placer eux-mêmes. Au
dos de chaque carte, le premier mot en gras indique le groupe : bactéries, archées, protistes, champignons,
animaux ou plantes. Le deuxième mot en gras indique la lignée : mollusques, par exemple.
• Une fois les cartes en place, dites aux enfants que ceci estune illustration de l'Arbre de VieIl montre comment les biologistes
représentent les types d'êtres vivants et leurs relations. Ce tableau contientun lieu pour tous les organismes vivantsLes petits
carrés colorés représentent la vie actuelle, c'est-à-dire les organismes vivants aujourd'hui. Sur ce type de diagramme, les biologistes
placent les organismes actuels à l'extrémité des branches. Les branches situées en dessous symbolisent les ancêtres de la vie
actuelle. Ce diagramme donne une notion du temps : les ancêtres se trouvent à la base, tandis que les formes de vie plus récentes
sont situées à l'extrémité des branches.
17
• Invitez les enfants àNommez un être vivant, et puisindiquer où il se situerait sur le graphiqueQue ce soit dans les rectangles ou sur une
branche voisine, demandez aux enfants de citer des exemples. La plupart des organismes qu'ils nomment sont probablement des vertébrés.
Soyez prêt à les inciter à donner des exemples de plantes, de champignons ou de protistes. Si les enfants donnent des exemples qui ne
figurent pas sur le tableau, comme les tardigrades, montrez-leur les plus proches parents. (Les tardigrades sont étroitement apparentés aux
arthropodes ; vous pouvez donc le leur faire remarquer.) S'ils nomment un organisme que vous ne pouvez pas placer sur l'Arbre de Vie, ditesleur que vous les aiderez à trouver sa place. Attirez leur attention sur certaines branches du tableau pour lesquelles personne n'a donné
d'exemple. La vie est vraiment très variée !
(Si un enfant cite un virus, expliquez-lui que les virus ne figurent pas sur ce tableau car ils ne sont pas constitués de
cellules. Les virus ont besoin d'une cellule hôte vivante pour se reproduire, mais ils ne sont pas vivants au sens propre
du terme. Voir le chapitre 8 pour plus d'informations.)
• Maintenant, demandez aux enfants de concentrer leur attention sur legrandes lignes noiresqui constituent les branches de
l'Arbre de Vie. Sont-ellestout connectéOui, tout à fait. (Considérez la ligne pointillée reliant les procaryotes aux eucaryotes
comme un lien, même si l'on ignore précisément comment la branche des eucaryotes s'est formée.) Toute vie remonte à des
ancêtres très anciens, les premières cellules apparues sur notre planète. Y avait-il une seule cellule à l'origine, ou plusieurs ?
Nous n'en sommes pas certains, mais il y a probablement eu de nombreuses expériences, car il existe aujourd'hui trois types
de cellules différents. À partir de ce ou ces premiers ancêtres, la vie a expérimenté et évolué. Au fil du temps, les nombreuses
branches du vivant actuel se sont développées.
• Idée importante : l’évolution ne part pas de zéro ; elle modifie la vie préexistante.
• Pour les enfants plus avancés, montrez-leur letrois domainesBactéries, Archées et Eucaryotes. Ce sont les premières branches
de l'arbre de la vie. Chaque domaine regroupe des cellules dotées de différents « systèmes d'exploitation » : leurs structures
sont constituées de molécules diverses. Les domaines classent le vivant selon le type cellulaire.
• Maintenant, demandez aux enfants de noter lecontours rectangulaires colorésqui entourent les branches. Expliquez-leur qu'il
existe tellement de formes de vie qu'il est nécessaire de diviser l'Arbre de Vie afin de pouvoir l'étudier une partie à la fois. Il y
a cinq rectangles de couleur : les procaryotes (bordure violette), les protistes (bordure bleue), le règne des champignons
(bordure jaune), le règne animal (bordure rouge) et le règne végétal (bordure verte).
• Demandez aux enfants d'observer les branches dans les grands rectangles colorés et de trouver celles quiCommencez avec
une seule branche et n'ayez aucune branche qui sorte du cadre.Ils devraient être capables de situer les trois règnes.
Demandez-leur quel règne est le plus proche du règne animal. Ils découvriront que le règne des champignons est un règne
frère de celui des animaux. Les champignons et les plantes ne sont pas étroitement apparentés, mais autrefois, avant que
les biologistes ne connaissent les relations entre les règnes, on les regroupait. Aujourd'hui, les biologistes classent les
organismes apparentés ensemble et déterminent leurs liens de parenté en étudiant l'ADN de leurs cellules.
• Expliquez aux enfants qu'ils auront l'occasion d'observer plus en détail les branches de chaque
bordure colorée au cours des prochaines leçons. Ensuite, invitez-les à s'exercer à placer euxmêmes les images sur le schéma de l'Arbre de Vie.
Pour approfondir cette leçon et voir comment elle s'intègre dans une séquence complète de biologie, voir :
Leçons de sciences de la vie pour la classe élémentaire MontessoriPar Cynthia Brunold-Conesa. Cet album
Montessori présente un parcours complet d'études en biologie, abordant notamment la diversité du vivant.
Disponible sur https://georgeconesa.wixsite.com/lifesciencemont.
Pour plus d'informations, veuillez envoyer un courriel à [email protected] .
18
Chapitre 2
Caractéristiques des branches de la vie
Avant de pouvoir présenter efficacement les branches du vivant, les enseignants doivent avoir
une vision claire de leurs similitudes et différences. Les tableaux suivants proposent une
comparaison rapide de plusieurs propriétés communes aux êtres vivants. Les enseignants
peuvent s'en servir comme support de révision avant d'aborder la diversité du vivant. Les élèves
du secondaire peuvent utiliser les titres et effectuer des recherches pour créer leur propre
tableau. Ces tableaux peuvent servir de point de départ à une discussion sur les règnes et les
autres groupes, ou constituer une activité d'approfondissement après une introduction et des
recherches personnelles. Des notes complémentaires sur les propriétés des êtres vivants et des
règnes suivent les tableaux.
Les guillemets autour d'un nom indiquent que ce groupe ne constitue pas un règne scientifiquement
valide. Les procaryotes sont regroupés par commodité, mais ils représentent en réalité deux lignées
distinctes. Le nom « Règne des Monères » peut encore apparaître dans les livres pour enfants, mais il
n'est plus pertinent pour la recherche d'informations actuelles. Les protistes comprennent certaines
lignées d'eucaryotes, mais pas toutes. Ils sont regroupés pour faciliter l'apprentissage, mais ils ne
constituent pas un règne. Les trois autres branches – les champignons, les animaux et les plantes – sont
des règnes valides car leurs membres descendent tous d'un ancêtre commun.
19
Une comparaison des branches de la vie
Groupe
Pro-
caryotes
anciennement
"Royaume
Monera”
Exemples
bactéries
cellules isolées. Certaines forment des amas ou des
Leur ADN n'est pas enfermé dans une
filaments, mais si ces structures sont perturbées, chaque
membrane. La plupart d'entre elles
cellule peut vivre de manière autonome. Certaines
cyanobactéries
possèdent une paroi cellulaire. Ce sont les
possèdent des flagelles, mais les flagelles bactériens
plus petites cellules. Leur diamètre moyen
sont plus petits et plus simples que ceux des cellules
archées
est d'un micromètre (0,001 mm), soit un
eucaryotes. Ils tournent comme de minuscules hélices au
dixième de la taille des plus petites cellules
lieu de fouetter comme les flagelles eucaryotes. Les
eucaryotes.
flagelles des archées sont composés de molécules
Bactéries)
y compris
Archées)
anciennement
"Royaume
Protistes
La plupart des archées se développent sous forme de
Le Les cellules iriennes sont procaryotes.
(Domaine
(Domaine
Protistes
Structure
Cellules
eucaryotes
supergroupes
y compris
protozoaires, algues,
moisissures visqueuses, et
moisissures d'eau
différentes de celles des flagelles bactériens.
Leurs cellules sont eucaryotes.
Elles possèdent un noyau et des
organites délimités par une
membrane. Un cytosquelette
étendu contrôle leur forme et
leurs mouvements. Certaines
possèdent une paroi cellulaire,
d'autres non. La composition de
ces parois est variable.
Certaines espèces se développent sous forme de cellules
uniques. D'autres sont des organismes multicellulaires
simples. Quelques-unes possèdent des tissus simples, c'est-àdire des assemblages de cellules aux fonctions spécialisées.
Certaines espèces unicellulaires présentent les cellules les
plus complexes connues. Nombre d'entre elles possèdent des
flagelles ou des cils à un stade ou un autre de leur cycle de vie,
à l'exception des algues rouges qui en sont dépourvues.
La plupart des organismes se développent sous forme
Champignon
Royaume
moisissures, levures,
chytrides, morilles,
et des champignons
Leurs cellules sont eucaryotes. Elles
de nombreux filaments multicellulaires ramifiés appelés
possèdent un noyau et des organites
hyphes, qui constituent le mycélium (corps de
délimités par une membrane. Un
l'organisme). Les cellules des hyphes ne sont soit pas
cytosquelette étendu contrôle la
séparées par des parois cellulaires, soit présentent des
croissance cellulaire et le
pores entre elles, permettant ainsi une communication
mouvement des composants
intercellulaire du cytoplasme à travers tout le mycélium.
cellulaires. Leurs parois cellulaires
Les levures se développent sous forme de cellules
contiennent de la chitine.
isolées. À l'exception des zoospores et des cellules
reproductrices des chytrides, elles sont dépourvues de
flagelles.
Leurs cellules sont eucaryotes. Elles
Animal
Royaume
éponges,
possèdent un noyau et des organites
vers de terre,
délimités par une membrane. Un
palourdes, insectes,
cytosquelette étendu contrôle leur
poissons, et
division, leur forme et leurs
mammifères
mouvements. Leurs cellules sont
dépourvues de paroi cellulaire.
Leur organisme est multicellulaire et comprend des
tissus, des groupes de cellules aux caractéristiques et
fonctions spécifiques. Chez la plupart des animaux, les
tissus sont regroupés en organes et en systèmes
d'organes. Ils possèdent des tissus nerveux et
musculaires qui leur permettent de se mouvoir. Au sein
de leurs tissus, des substances de liaison comme le
collagène assurent la cohésion cellulaire.
Leurs cellules sont eucaryotes. Elles
Usine
Royaume
possèdent un noyau et des organites
Ce sont des organismes multicellulaires. Ils possèdent
délimités par une membrane. Un
des tissus, des groupes de cellules qui remplissent des
hépatiques, fougères,
cytosquelette étendu contrôle le
fonctions spécialisées et présentent une apparence
conifères, graminées
mouvement des composants
particulière. Ils possèdent des organes, comme la feuille.
cellulaires et la division cellulaire.
La plupart possèdent deux systèmes d'organes.
Leurs parois cellulaires sont
– le système racinaire et le système caulinaire.
composées de cellulose.
20
Nutrition
Groupe
Certains organismes effectuent la
Pro-
caryotes
photosynthèse, mais plusieurs espèces
qui la pratiquent ne libèrent pas
d'oxygène. Certains utilisent des
aliments produits par d'autres êtres
anciennement
vivants. D'autres peuvent synthétiser
"Royaume
leur propre nourriture en utilisant
Monera”
l'énergie des minéraux. Ce dernier
processus est appelé chimiosynthèse.
Seuls les procaryotes en sont capables.
Certains réalisent la photosynthèse.
Protistes
D'autres ingèrent ou absorbent la
anciennement
organismes. Certains peuvent faire
"Royaume
Protistes
nourriture produite par d'autres
les deux. Certains sont des parasites,
qui se nourrissent du corps vivant
d'un organisme hôte.
Ils utilisent la nourriture produite par
d'autres êtres vivants. Ils digèrent
leur nourriture à l'extérieur de leur
corps et absorbent les nutriments.
Champignon
Royaume
Beaucoup sont des décomposeurs.
qui se nourrissent de matières ayant
autrefois vécu. Certains sont des
parasites d'organismes vivants.
Beaucoup forment des mycorhizes,
des associations mutualistes avec les
plantes.
Ils ingèrent (absorbent) des
aliments produits par d'autres
Animal
Royaume
êtres vivants et les digèrent (les
décomposent). Nombre d'entre
eux sont des parasites qui se
nourrissent des tissus de leur
hôte. Quelques-uns se nourrissent
d'algues vivant dans leurs tissus.
Presque tous effectuent la photosynthèse.
Quelques-uns sont des parasites qui
puisent leurs nutriments dans les tiges ou
Usine
Royaume
les racines de leurs hôtes. Certains sont
des mycohétérotrophes qui ont perdu
leurs chloroplastes et parasitent des
champignons. Ils se nourrissent alors des
nutriments apportés au champignon par
une autre plante.
Croissance et reproduction
Elles peuvent se diviser toutes les 20 minutes dans des conditions optimales.
Presque toutes les espèces se divisent par fission binaire, produisant deux
cellules filles identiques. Quelques-unes bourgeonnent ou se divisent en plus
de deux cellules filles. Chez les bactéries Gram-positives, certaines espèces
peuvent former des endospores lorsqu'elles sont à court de nutriments. Ces
structures de résistance sont imperméables à la dessiccation, à la chaleur et
aux désinfectants chimiques. L'endospore peut germer et donner naissance à
une cellule en pleine croissance lorsque les conditions de vie redeviennent
favorables.
Leur mode de division est très varié. Les cellules uniques se reproduisent
par fission binaire, fragmentation ou sporulation. Certaines fusionnent
lors de la reproduction (fusion et échange de matériel génétique).
Beaucoup forment des kystes capables de survivre à des conditions
défavorables, comme la dessiccation. Nombre d'entre elles présentent
des cycles de vie complexes.
Le mycélium se développe par division cellulaire aux extrémités des
hyphes, s'étendant ainsi dans toutes les directions à partir d'un point
central. La reproduction se fait par spores. Les champignons, les morilles
et bien d'autres forment de grandes structures visibles, porteuses de
spores, au-dessus du sol. Le mycélium à l'origine de ces structures se
développe de manière invisible, souvent sous terre. Chez les levures, les
cellules filles bourgeonnent à partir d'une cellule mère. Les cellules
reproductrices des chytrides sont flagellées ; les formes asexuées sont
appelées zoospores. D'autres organismes se reproduisent grâce à des
noyaux cellulaires, mais sans spermatozoïdes mobiles.
Ils se reproduisent grâce à l'accouplement d'ovules et de spermatozoïdes.
L'œuf fécondé se développe en une sphère creuse de cellules appelée blastula,
qui se replie ensuite sur elle-même et forme des tissus. Certaines espèces
pondent des œufs ; d'autres donnent naissance à des petits vivants. Certains
éclosent sous forme de larves et subissent une métamorphose avant de
devenir adultes. D'autres commencent leur vie sous forme juvénile,
ressemblant à l'adulte mais incapable de se reproduire.
Elles se reproduisent par spores ou graines, ou par voie végétative. Leur
cycle de vie est complexe et comprend des embryons, cellules ovulaires
fécondées qui se développent au sein des tissus de la plante mère. Leur
croissance s'effectue à la fois par division cellulaire (comme chez les
autres organismes) et par élongation cellulaire. Les cellules en division
sont situées dans des tissus appelés méristèmes. Les plantes à fleurs ont
souvent besoin d'un partenaire animal pour la pollinisation de leurs
fleurs ou la dissémination de leurs graines. Les plantes sans graines
nécessitent un film d'eau pour que leurs spermatozoïdes puissent
atteindre les cellules ovulaires.
21
Groupe
Pro-
Habitats
Niveaux trophiques dans
Âge du premier connu
écosystèmes
fossiles
On les trouve pratiquement partout :
dans le sol, dans l’eau et sur d’autres
Ils peuvent être producteurs,
caryotes
organismes. Certaines peuvent se
consommateurs ou décomposeurs. Ils
Il s'agissait des premières cellules
développer dans des
partagent le rôle de décomposeurs
apparues sur Terre. Les plus
anciennement
environnements extrêmes, comme
majeurs avec les champignons. Dans
anciens fossiles datent d'au moins
des milieux très salés, très chauds ou
certains écosystèmes, ils sont les
3,5 milliards d'années.
très acides. Elles vivent sur l’être
producteurs primaires.
"Royaume
Monera”
humain et dans son tube digestif.
Ils peuvent être producteurs, consommateurs
Protistes
anciennement
"Royaume
Protistes
On les trouve dans tous les
milieux aquatiques et humides.
ou décomposeurs. Ils jouent un rôle majeur
dans les réseaux trophiques aquatiques. Ils
Leur première apparition dans les
Dans le sol. Certains sont des symbiotes
constituent une source de nourriture
archives fossiles remonte à environ
vivant dans les tissus humides d'autres
importante pour les organismes de plus
1,8 milliard d'années.
organismes.
grande taille. Ils produisent environ la moitié
de l'oxygène terrestre.
Des filaments fossiles ont été
La plupart sont adaptés à la vie terrestre.
découverts dans des dépôts du
Ils peuvent pousser dans des endroits
humides ou secs. Beaucoup se
Ce sont d'importants décomposeurs,
Champignon
développent sous terre ou dans des
capables de décomposer des matériaux
Royaume
matières végétales en décomposition.
complexes comme le bois. Les parasites
Certains vivent en parasites sur ou dans
sont des consommateurs. Aucun n'est
d'autres organismes. Certains vivent en
producteur.
eau douce ou en eau de mer. Certains
Animal
Royaume
Ils sont adaptés à la vie terrestre.
Quelques-uns, comme les
Usine
Royaume
nénuphars, sont retournés à l'eau.
Les membres de ce règne sont
adaptés à la vie dans des
conditions d'humidité très variées,
des climats les plus humides aux
plus arides de la planète.
Dévonien inférieur, des
champignons fossiles sont associés
aux tiges souterraines des premières
plantes terrestres. Toutes les lignées
de champignons sont présentes
dans les archives fossiles à la fin du
lichens poussent sur la roche nue.
On les trouve dans l'eau, dans
les sols humides et sur la terre
ferme. Certains (reptiles,
oiseaux, mammifères et certains
arthropodes) sont adaptés à une
vie entièrement terrestre. Les
parasites vivent dans ou sur
d'autres organismes.
Protérozoïque supérieur. Au
Carbonifère.
Les fossiles d'éponges et d'animaux
La plupart sont des consommateurs,
de l'Édiacarien datent de la fin du
y compris de nombreux parasites.
Précambrien, il y a environ 600
Certains, comme les vers de terre,
millions d'années. Les fossiles de la
sont des décomposeurs. Aucun n'est
plupart des embranchements
producteur.
animaux apparaissent au début du
Cambrien.
il y a environ 541 millions
d'années.
Ce sont eux qui permettent la vie sur
terre. Certains ont perdu leur
chlorophylle et vivent en parasites.
D'autres piègent les insectes et agissent
à la fois comme consommateurs et
comme producteurs. Leur rôle dans la
décomposition est très limité.
Il s'agit du règne le plus
jeune. Spores fossiles
ont été découvertes pour la première fois
dans des roches datant du début de la
période ordovicienne. Plante vasculaire
Les fossiles datent du Silurien.
Les fossiles de plantes à graines
remontent à plus de 360
millions d'années, à la fin du
Dévonien.
22
Groupe
Pro-
caryotes
Les caractéristiques utilisées pour le regroupement
traditionnel sont : la structure de la paroi cellulaire
(déterminée par la coloration de Gram), la forme cellulaire,
• De minuscules cellules qui peuvent vivre de bien des
façons différentes
la capacité à former des endospores, la capacité à croître
anciennement
en absence d’oxygène et d’autres caractéristiques
"Royaume
métaboliques (réactions chimiques que la cellule peut
Monera”
Phrases descriptives
Base pour les grands groupes
effectuer). Le regroupement phylogénétique est basé sur
• Les inventeurs de la photosynthèse
• Elles assurent le cycle de la vie.
les séquences de bases de l’ARN et de l’ADN.
Les supergroupes d'eucaryotes sont définis par les
Protistes
anciennement
"Royaume
Protistes
séquences d'ADN et d'ARN. Parmi les autres
caractéristiques utiles à leur classification, on peut
• Les expériences de la nature sur les multiples
citer : la structure cellulaire ; le cycle de vie ; la
façons d'être une cellule eucaryote
présence et la composition de la paroi cellulaire ; le
nombre et le type de flagelles ; la présence de
• Des corps simples, mais des cellules complexes
chlorophylles et d'autres pigments ; la forme des
réserves nutritives ; et le processus de sporulation.
Les principaux lignages sont définis par les séquences
d'ADN et les structures reproductives (basides ou
zygospores, par exemple). Chaque lignage possède un
Champignon
cycle de vie différent. Le mode de reproduction
• Le royaume caché des recycleurs
Royaume
(sexuée ou asexuée) est important. Si la phase sexuée
• Les amis des plantes
du cycle de vie est inconnue, le champignon peut être
classé grâce à l'information de son ADN ou de son
ARN.
Les embranchements sont définis par l'organisation et
les structures internes du corps. Par exemple : la
Animal
Royaume
structure du système digestif, le type de système
circulatoire, le type de tissu de soutien et la présence
de segmentation. Chaque embranchement possède
un plan d'organisation interne différent. L'analyse des
• Les personnes qui bougent, avec leurs nerfs et leurs muscles
• Structurellement complexe
séquences d'ADN révèle les structures importantes
pour la classification. De nouveaux regroupements
d'embranchements ont été établis grâce à ces études.
Les grandes branches étaient traditionnellement définies
par les structures reproductives et autres. Par exemple : la
Usine
Royaume
présence et la structure des tissus vasculaires ; les spores
ou les graines pour la reproduction ; la structure du
feuillage ; ou la présence de fleurs. Les études d’ADN ont
confirmé ces grands groupes et précisé les relations entre
• Des collecteurs de lumière solaire qui nourrissent la
terre
• Elles se constituent à partir de lumière,
d'eau, d'air et de minéraux.
eux. De nombreuses lignées majeures ne correspondent
pas à la classification linnéenne.
23
Autres faits importants
Groupe
Seules quelques espèces de bactéries sont pathogènes pour l'homme. De nombreux autres procaryotes sont
Pro-
caryotes
indispensables au fonctionnement de la biosphère. Un groupe, les cyanobactéries, a contribué à la formation de
l'atmosphère terrestre et participe encore aujourd'hui à son maintien. Les bactéries sont essentielles au cycle de l'azote
et d'autres éléments chimiques dans la biosphère. Les mitochondries et les chloroplastes des cellules eucaryotes
étaient autrefois des bactéries libres. Les archées possèdent des structures membranaires uniques, différentes de celles
anciennement
des bactéries et des eucaryotes. Leur processus de synthèse protéique est plus proche de celui des eucaryotes que de
"Royaume
celui des bactéries. Ces caractéristiques, parmi d'autres, ont conduit les scientifiques à les classer dans un système de
Monera”
classification distinct : le système des domaines. Il existe trois domaines : les Bactéries, les Archées et les Eucaryotes
(qui regroupent tous les eucaryotes). Les bactéries et les archées sont plus différentes l'une de l'autre que les éléphants
ne le sont des palmiers !
Les protistes forment un ensemble d'organismes bien plus hétérogène que les règnes proprement dits, ce qui
Protistes
anciennement
"Royaume
Protistes
rend difficile toute généralisation à leur sujet. Ce groupe recèle les expériences de la nature sur la cellule
eucaryote. Certains protistes ont perdu leurs mitochondries. D'autres possèdent des cellules complexes avec
deux types de noyaux. Ces organismes unicellulaires sont capables d'accomplir toutes les fonctions d'un animal
supérieur. Les ancêtres des règnes végétal, animal et fongique étaient d'anciens protistes. Certains protistes
phototrophes (ceux qui réalisent la photosynthèse) vivent à l'intérieur d'animaux aquatiques ou d'autres
protistes et contribuent à leur nutrition.
Les champignons sont remarquables par les associations qu'ils forment avec d'autres organismes. Les lichens sont des
organismes composites formés par l'étroite association de champignons avec des algues ou des cyanobactéries. Ils
jouent un rôle pionnier important dans la décomposition des roches lors de la première étape de la formation des sols.
Champignon
Les champignons forment des mycorhizes, associations vitales avec les racines des plantes. Dans cette symbiose, le
Royaume
champignon aide la plante à absorber l'eau et les minéraux, et la plante lui fournit des sucres. Les mycorhizes sont
présentes chez la plupart des plantes et sont essentielles à la croissance de nombreuses d'entre elles, notamment les
conifères. Certains champignons sont des endophytes des feuilles et des tiges. Ils se développent à l'intérieur des tissus
de la plante et peuvent l'aider à absorber les nutriments et à résister aux prédateurs.
Ces organismes sont les plus complexes structurellement de tous les règnes. Leur comportement est également
complexe. Ils possèdent des sens aigus leur permettant de déterminer les conditions de leur environnement et d'y
Animal
Royaume
réagir. Les animaux sont souvent caractérisés par leur structure sociale. Nombre d'entre eux ont coévolué avec les
plantes. Ils pollinisent les fleurs et disséminent les graines, et se nourrissent en retour de ces dernières. Beaucoup
d'animaux sont des parasites ou des parasitoïdes, notamment sur terre. Dans ces milieux, les nutriments sont souvent
transmis d'un organisme à l'autre. Les vertébrés ne constituent qu'une partie d'un seul embranchement du règne
animal. On dénombre plus de 30 embranchements animaux décrits ; la plupart sont des vers marins.
Toute vie terrestre dépend des plantes, mais rares sont celles qui peuvent survivre sans d'autres organismes. La plupart
ont besoin d'un champignon mycorhizien pour absorber les minéraux et l'eau. Nombre d'entre elles nécessitent un
Usine
Royaume
partenaire animal pour la pollinisation de leurs fleurs ou la dispersion de leurs graines. Certaines plantes vivent en
symbiose avec des bactéries fixatrices d'azote qui leur fournissent des composés azotés. Contrairement aux animaux,
les plantes ne réagissent pas à leur environnement en adoptant les mêmes comportements. Elles se développent plutôt
en fonction des conditions et produisent une grande variété de molécules. Ces molécules remplissent de nombreuses
fonctions, notamment la défense de la plante contre les herbivores et les maladies. Le règne végétal est sans doute le
plus diversifié sur le plan biochimique.
24
Notes sur le tableau comparatif des branches de la vie
Cellules
Cette section décrit l'aspect général des cellules de ce groupe. Les
Remarque : Pour étudier en détail le système des domaines, les
cellules procaryotes ne possèdent pas de structures internes
élèves doivent maîtriser les bases de la biochimie. L’étude
délimitées par une membrane, mais cette dernière peut être
approfondie commence généralement au collège ou plus tard. Si
repliée à l'intérieur de la cellule. Chez de nombreuses
vous souhaitez aborder le système des domaines plus tôt,
cyanobactéries, ces replis augmentent la surface photosynthétique,
concentrez-vous sur les activités ou le lieu de vie des différents
car les molécules responsables de la photosynthèse sont localisées
groupes.
sur la membrane cellulaire. Bien qu'elles soient dépourvues de
membrane nucléaire, les procaryotes possèdent leur ADN
concentré dans une zone du cytoplasme, appelée nucléoïde. Les
procaryotes possèdent des ribosomes, organites responsables de
la synthèse des protéines, et une membrane cellulaire. Toutes les
cellules possèdent ces éléments. La plupart des procaryotes
possèdent également une paroi cellulaire. La composition des
parois et des membranes cellulaires des bactéries et des archées
diffère.
Les cellules eucaryotes sont plus grandes que les cellules procaryotes (à
quelques rares exceptions près – il s'agit d'organismes vivants, et il y a
toujours des exceptions). Leur intérieur est complexe et comporte de
nombreux compartiments délimités par des membranes, contrairement
à celui des cellules procaryotes, plus simple. Tous les eucaryotes ne
possèdent pas de mitochondries. Certains protistes parasites ont perdu
ces organites producteurs d'énergie, mais leur ADN révèle que leurs
ancêtres en possédaient. Quelques-uns abritent dans leur cytoplasme
des bactéries qui remplissent une fonction similaire à celle des
La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire composée de
peptidoglycane, un complexe d'acides aminés et de sucres. De nombreux
antibiotiques inhibent la synthèse de ces parois cellulaires bactériennes et
peuvent être utilisés chez l'homme car le peptidoglycane est absent de nos
cellules.
Les supergroupes eucaryotes présentent de grandes variations dans la
composition de leur paroi cellulaire, le type de pigments présents, les
substances utilisées pour les réserves nutritives, et même les structures
fondamentales qu'ils partagent. Les protistes regroupent une incroyable
diversité de cellules. Nombre d'entre elles sont unicellulaires et
possèdent des structures et des comportements complexes. Au sein de
chaque règne (champignons, animaux et plantes), les cellules partagent
la plupart de leurs caractéristiques fondamentales. Leurs membres
descendent d'un ancêtre commun, ce qui explique la similarité de leurs
cellules.
Structure
mitochondries. Les cellules eucaryotes possèdent un cytosquelette
Cette section explique comment les cellules des organismes sont
étendu qui assure le transport des vésicules de substances à l'intérieur
associées entre elles et si elles forment des tissus – des groupes de
de la cellule et lui permet d'englober des particules ou des gouttelettes
cellules possédant une structure et une fonction spécialisées. Il est
de liquide. Le cytosquelette est également responsable du
important de noter que les protistes multicellulaires ne possèdent
fonctionnement des flagelles et des cils.
pas les mêmes types de tissus que les plantes. Les cellules du
crampon d'une algue brune peuvent différer légèrement de celles
Le principe « Plus la lignée est ancienne, plus la variation est
grande » se vérifie ici. Les procaryotes diffèrent considérablement
au niveau de la biochimie cellulaire la plus fondamentale. Leurs
cellules sont toutes procaryotes, mais elles peuvent être divisées en
deux lignées très différentes : les bactéries et les archées. Par
exemple, ces deux lignées présentent des compositions de
membrane cellulaire et des mécanismes de synthèse protéique
de son thalle, mais cette différence est minime comparée à celle qui
existe entre une cellule racinaire et une cellule foliaire. Lorsqu'une
algue multicellulaire commence à se développer à partir d'une
spore, ses cellules sont toutes identiques et ressemblent fortement
à celles de l'organisme adulte. Contrairement aux plantes, il n'y a
pas de stade embryonnaire de développement, où l'œuf fécondé
est nourri dans les tissus de l'organisme mère avant d'être libéré.
différents. Elles représentent les descendants de deux des trois
types cellulaires ancestraux, le troisième ayant donné naissance
Les protistes présentent la plus grande diversité structurale. Les
aux cellules eucaryotes. Ces types cellulaires sont classés selon le
myxomycètes cellulaires, aussi appelés amibes sociales, passent
système des domaines, qui comprend le domaine Bacteria
une partie de leur cycle de vie sous forme de cellules isolées qui
(bactéries et leurs ancêtres), le domaine Archaea (archées et leurs
s'assemblent ensuite en une structure multicellulaire. Il existe de
ancêtres) et le domaine Eukarya (cellules eucaryotes et leurs
nombreux protistes coloniaux, de simples agrégats de cellules
ancêtres).
capables de vivre individuellement.
25
Structure (suite)
Les cellules animales possèdent de nombreuses jonctions ou structures
d'assemblage entre elles, ainsi que des substances « collantes »
intracellulaires. Ces caractéristiques sont propres aux animaux, ce qui
n'est pas surprenant étant donné qu'il s'agit d'organismes
multicellulaires complexes dépourvus de paroi cellulaire.
«Chimiotrophe« » signifie « distributeur de produits chimiques » ou
« Un organisme qui se nourrit d’énergie chimique. » Cela inclut
la plupart des bactéries, de nombreux protistes, tous les
animaux et tous les champignons.
«Autotroph« » signifie « auto-alimenté » et fait référence à
Un organisme qui utilise le dioxyde de carbone de l'air pour
fabriquer la plupart de ses composants. Les plantes sont
Nutrition
autotrophes, tout comme les algues et certaines bactéries.
Les élèves doivent comprendre qu'il existe des organismes
«Hétérotrophe« » signifie « se nourrit des autres » et
capables de produire leur propre nourriture (autotrophes) et
désigne les organismes qui nécessitent des molécules
d'autres qui ont besoin de nourriture produite par d'autres
de base fabriquées par d'autres organismes.
organismes (hétérotrophes). Les autotrophes que les élèves du
Les procaryotes remportent la palme de la diversité des modes de vie.
primaire rencontrent sont les photosynthétiques. Les
On trouve des phototrophes qui vivent sans oxygène et rejettent du
hétérotrophes se divisent en deux catégories : ceux qui absorbent
soufre, ainsi que d'autres qui, comme les plantes, rejettent de l'oxygène.
les aliments en solution (comme en absorbant un bouillon) et ceux
Certains utilisent la lumière comme source d'énergie, mais ont tout de
qui ingèrent des particules alimentaires. « Engloutir » signifie
même besoin de matière organique pour se développer.
qu'une seule cellule absorbe la particule alimentaire. Les amibes
Ce sont des photohétérotrophes. C'est comme avoir une plante qui a
engloutissent leur nourriture. « Ingérer » signifie qu'un animal
besoin de sucre pour fabriquer ses cellules, ce dont aucune plante n'a
absorbe la nourriture dans son corps et son système digestif. Nous
besoin. Les chimiotrophes comprennent ceux qui utilisent des
ingérons les aliments et les digérons. Ensuite, nous absorbons les
molécules alimentaires produites par d'autres organismes
molécules solubles qui les constituent. Les morceaux solides
(chimiohétérotrophes) et ceux qui peuvent synthétiser leur propre
d'aliments ne pénètrent pas dans nos cellules. Les protistes
nourriture à partir de minéraux (chimioautotrophes, également appelés
constituent une autre catégorie : les mixotrophes. Ces organismes
chimiolithotrophes). Seuls les procaryotes peuvent être à la fois
utilisent les deux modes de nutrition : la photosynthèse et
chimioautotrophes et photohétérotrophes. Tous les animaux et les
l'hétérotrophie.
champignons sont des chimiohétérotrophes.
Les élèves doivent connaître les différents modes de nutrition : libre,
Les protistes se distinguent des champignons, des plantes et des
parasitaire et saprophyte. Les parasites se nourrissent de fluides
animaux par le fait que nombre d'entre eux peuvent se nourrir de
prélevés sur un hôte vivant. La plupart des parasites sont
lumière (phototrophes) ou de substances chimiques
microscopiques et chaque espèce abrite au moins quelques parasites.
(chimiotrophes). Les euglènes, par exemple, sont des mixotrophes.
Parmi ceux-ci, on trouve davantage de parasites que de dinoflagellés libres et de cryptomonades. Chez les organismes non
parasites, les saprotrophes se nourrissent de cadavres.
Au cours de la phase gamétophyte de leur cycle de reproduction,
Les organismes qu'ils n'ont pas tués. Il existe de nombreux
certains lycophytes sont hétérotrophes grâce à des champignons,
autres termes qui traitent des distinctions nutritionnelles :
mais ils ne peuvent pas alterner leur mode nutritionnel comme le
prédateur, détritivore, commensal, mutualiste, etc.
font certains protistes.
Si le sujet de la nutrition et du bien-être vous intéresse, poursuivez votre
Croissance et reproduction
lecture. Sinon, passez directement à la section sur la croissance et la
reproduction.
La différence entre la reproduction asexuée et la reproduction sexuée
réside dans le fait que, lors de la reproduction asexuée, il n'y a pas
Il est important de noter que la nutrition comporte deux aspects. L'organisme
d'échange de matériel génétique. De fait, la descendance ne possède
a besoin d'une source d'énergie pour assurer le maintien et la croissance de
qu'un seul parent. Les modifications du génome sont donc lentes. Lors
ses cellules. Il a également besoin d'une source de matière pour constituer les
de la reproduction sexuée, la descendance reçoit du matériel génétique
éléments de base nécessaires à la fabrication de nouvelles pièces cellulaires.
de deux parents. Une variation encore plus importante est générée par
Voici quelques termes utiles pour définir la nutrition des organismes :
la méiose. Au cours des enjambements chromosomiques, le matériel
génétique des deux parents est recombiné pour former de nouvelles
«Phototroph« » signifie « nourrisseur léger » ou « celui qui »
26
combinaisons. La reproduction sexuée permet une plus grande
« Se nourrit d’énergie lumineuse. » Les plantes, les algues et
variation chez la descendance, ce qui augmente les chances de survie de
certaines bactéries sont phototrophes.
l'espèce face aux changements de son environnement.
Les bactéries et les archées se reproduisent de manière asexuée,
Habitats
mais certaines peuvent insérer une partie de leur matériel
asexuées. Tous les champignons libèrent des spores sexuées. Bien que
On trouve des bactéries vivant profondément dans la
Terre et presque partout à sa surface. Il existe une
exception : les milieux très secs où certaines espèces
de champignons (xérophiles, « qui aiment la
sécheresse ») peuvent se développer. À l’opposé,
certains champignons jouent un rôle de
décomposeurs dans l’océan.
la majorité des animaux se reproduisent sexuellement, la reproduction
L'ancêtre des plantes terrestres a quitté l'eau pour s'installer sur la
asexuée existe. Par exemple, les anémones de mer et les vers plats
terre ferme. Certaines plantes sont retournées vivre dans les
peuvent se diviser en deux. Des fragments d'éponges peuvent se
milieux aquatiques. À l'instar des mammifères marins, les formes
détacher et donner naissance à de nouveaux individus. Les lézards à
aquatiques descendent d'ancêtres terrestres.
génétique dans un autre procaryote. Ceci permet des mutations
rapides, comme le développement d'une résistance à un
antibiotique. Le cycle de vie court des procaryotes offre également
de nombreuses opportunités de propagation des mutations.
De nombreux champignons produisent des spores à la fois sexuées et
queue de fouet, exclusivement femelles, sont les animaux les plus
complexes à se reproduire de manière asexuée, mais ce mode de
reproduction est rare chez les vertébrés.
Les plantes se reproduisent souvent de manière asexuée en utilisant des stolons, des tiges
Pour les organismes aquatiques, il est important de faire la
distinction entre les milieux d'eau douce et les milieux marins.
Les contraintes environnementales sont très différentes dans
les deux cas.
souterraines ou d'autres parties végétatives pour faire pousser de nouvelles plantes. Les
trembles poussent en bosquets d'individus génétiquement apparentés.
Niveau trophique (alimentation) dans les écosystèmes
Des individus identiques se sont formés par reproduction végétative. Cette information offre une autre perspective sur la
reproduction. Certaines plantes produisent des graines sans
Nous allons aborder la nutrition de l'organisme, en nous concentrant cette
La fécondation. Les embryons contenus dans les graines sont des
fois sur le flux de nutriments au sein de l'écosystème. Tous les organismes
clones de leurs parents. Les pissenlits utilisent ce type de
peuvent être classés comme producteurs, consommateurs ou décomposeurs.
reproduction, appelé apomixie.
Certains appartiennent à plusieurs catégories. Les phototrophes sont les
La croissance peut être due à deux processus différents : soit les
cellules s’agrandissent, soit elles se divisent et produisent de
nouvelles cellules. Même les cellules bactériennes s’agrandissent
avant de se diviser. Chez les animaux, les cellules se divisent dans
tout le tissu en croissance. Les plantes croissent en pompant de
producteurs de la quasi-totalité du vivant. Dans quelques rares écosystèmes,
comme les communautés des sources hydrothermales des grands fonds
marins et certaines communautés souterraines, ce sont les bactéries
chimioautotrophes qui jouent ce rôle. Elles se nourrissent de soufre et, à leur
tour, fournissent de la nourriture aux autres membres de la communauté.
l’eau dans la vacuole centrale de leurs cellules, ce qui provoque leur
allongement. C’est principalement grâce à ce processus que leur
Les consommateurs se nourrissent de producteurs et d'autres consommateurs. Les
croissance rapide s’accélère. Les racines et les tiges des plantes
décomposeurs constituent un sous-ensemble de consommateurs ; ils se nourrissent
s’allongent à partir d’un méristème (point de croissance) situé à leur
de déchets et les décomposent : organismes morts, débris végétaux comme les
extrémité, où les cellules se divisent. La plupart des plantes ont une
feuilles mortes et excréments d'animaux.
croissance indéterminée de leurs racines et de leurs tiges : elles
continuent de croître tout au long de la vie de la plante. Les
Âge des premiers fossiles
mammifères et les oiseaux ont une croissance déterminée.
Les recherches dans ce domaine ont produit des données
– ils atteignent leur taille adulte et cessent de grandir. Les poissons, les
isotopiques controversées qui pourraient indiquer des processus
reptiles, les amphibiens et certains invertébrés continuent de grandir à
vitaux il y a environ 3,8 milliards d'années. Des chercheurs ont
l'âge adulte.
découvert des fossiles de procaryotes dans des roches datant de
Les champignons peuvent mobiliser les ressources de leur
mycélium et développer rapidement un sporophore,
comme celui d'un champignon. Ceci est dû à la présence de
cloisons entre leurs cellules, voire à l'absence totale de ces
cloisons (septums).
plus de 3,4 milliards d'années. Il est probable que des cellules aient
existé encore plus tôt. Il est difficile de trouver des fossiles de
cellules isolées, sauf si elles formaient de grands agrégats comme
les stromatolithes. Les fossiles d'eucaryotes authentifiés datent
d'environ 1,8 milliard d'années. Les tests minéralisés (coquilles
externes) des protistes sont les fossiles les plus faciles à identifier.
27
Âge des premiers fossiles (suite)
En 2000, des paléontologues ont découvert des fossiles qui
semblent être des embryons animaux, datant de 609 millions
d'années. Il est probable que de nouvelles techniques et des études
complémentaires permettront de repousser encore davantage la
date des premiers fossiles des règnes eucaryotes. Affirmer que les
plus anciens fossiles d'un règne ont une date précise est toujours
risqué. Il convient de préciser : « les plus anciens fossiles
découverts par les scientifiques ».
Critères de division du royaume en
grands groupes
Les bactéries se développent grâce à certains sucres, produits
finaux de fermentation et réactions avec des anticorps. La
classification phylogénétique diffère souvent de la classification
traditionnelle. Elle révèle des liens de parenté invisibles à partir de
la simple structure ou du métabolisme des cellules bactériennes.
Les procaryotes sont cependant très difficiles à classer. On peut
aider les enfants à découvrir les principaux types de procaryotes
sans avoir à les classer de manière très détaillée.
Il est important de noter que les embranchements animaux sont basés
sur l'ADN et la structure interne (organisation corporelle), mais pas sur
les structures reproductrices. Les embranchements des champignons,
quant à eux, reposent sur l'étude de l'ADN et des structures
Les groupements phylogénétiques regroupent les organismes
reproductrices. Les plantes sont classées selon leurs structures
descendants d'un ancêtre commun. Ces groupements reposent
corporelles et reproductrices, ainsi que selon leur ADN. La plupart des
essentiellement sur l'étude de l'ADN, de l'ARN et d'autres molécules
botanistes n'utilisent pas la classification par embranchement/division
cellulaires. Les procaryotes se divisent en deux grands groupes : les
ou par classe. Il est relativement simple d'apprendre les principaux
bactéries et les archées. Les eucaryotes pourraient compter jusqu'à
lignages végétaux, même s'ils ne sont pas classés selon la hiérarchie
60 groupes phylogénétiques. Leurs membres n'ont pas encore été
linnéenne. Les protistes sont classés en fonction de toutes les
suffisamment étudiés pour définir tous ces groupements. (Nous
informations disponibles, et souvent, cela ne suffit pas ! Les principaux
n'avons probablement même pas encore découvert tous les
lignages de protistes se précisent, mais la position de nombreux
protistes, et encore moins les avons classés.) Plusieurs grands
lignages plus petits reste encore floue. L'information moléculaire issue
groupements ont toutefois été définis. L'un d'eux est celui des
de l'ADN et de l'ARN prévaut généralement, à condition d'en disposer
straménopiles, qui comprend les algues dorées, les algues brunes,
suffisamment et de l'interpréter correctement.
les diatomées, les oomycètes et les myxomycètes. Son groupe
frère, les alvéolés, regroupe les dinoflagellés, les ciliés et les
apicomplexes. Comme vous pouvez le constater, il n'est pas aisé de
déterminer les liens de parenté entre les organismes. Les véritables
règnes…
Les animaux, les plantes et les champignons descendent d'un
ancêtre commun.
L'évolution convergente est l'une des raisons justifiant la nécessité
des regroupements phylogénétiques. Elle explique pourquoi les
organismes vivant dans le même environnement finissent par se
ressembler. Les dauphins et les ichtyosaures en sont un exemple.
Le principe sous-jacent est « la forme suit la fonction ».
Lorsqu'un règne est divisé en lignées, le premier sous-groupe ne constitue
pas nécessairement un embranchement. Par exemple, la première division du
règne végétal oppose les bryophytes aux plantes vasculaires. Aucune de ces
deux lignées n'est considérée comme un embranchement. Il est donc
important de connaître les lignées principales, qu'elles soient ou non classées
selon la classification linnéenne.
Il est nécessaire de se demander pourquoi nous classons les
organismes afin de trouver le système le plus adapté à nos besoins. Les
scientifiques ont d'abord classé les bactéries pour identifier les espèces
pathogènes. La réaction des cellules à la coloration de Gram indique si
elles possèdent ou non une paroi cellulaire épaisse. Parmi les autres
caractéristiques utilisées figure la capacité à…
28
Autres faits importants
Cette section met en lumière les interrelations essentielles à
la vie et d'autres informations qui ne pourraient pas figurer
sur le tableau.
Phrases descriptives
Ces phrases peuvent aider les élèves à se souvenir des
caractéristiques essentielles des règnes. Vos élèves
pourront ensuite écrire leurs propres slogans ou phrases
récapitulatives.
Ressources pour l'étude des règnes et des branches du vivant
Livres((Voir les chapitres 3 à 7 pour plus de détails)
Ouvrages de référence récents utiles :
DK Smithsonian Natural History : Le guide visuel ultime de tout ce qui existe sur Terre. 2021. DK
Éditions. Ce volumineux ouvrage encyclopédique utilise la classification phylogénétique la plus récente. Il comprend un
diagramme de quatre pages illustrant l'Arbre de la Vie, et ses nombreuses photos en couleur le rendent très agréable à
consulter. La moitié du livre est consacrée aux chordés, mais il aborde tous les domaines du vivant. Il présente
notamment les ordres des plantes à fleurs. Public : du primaire à l'adulte.
Urry, Lisa A. et al. 2021.Biologie de Campbell12e édition. Pearson. C'est l'un des ouvrages les plus utilisés et
Ce manuel d'introduction à la biologie universitaire est l'un des plus précieux. Il contient de nombreux schémas utiles pour
l'étude de la diversité du vivant.
Livres anciens encore utiles :
Lecointre, Guillaume et Hervé Le Guyader. 2006.L'arbre de la vie : une classification phylogénétique.
Éditions Belknap de Harvard University Press. Cet ouvrage propose des informations pertinentes et une
introduction à une approche novatrice de la classification : la classification phylogénétique récente du vivant. Les
illustrations sont des dessins au trait clairs. Public : de la fin du primaire (pour les illustrations) à l’âge adulte.
Pascoe, Elaine et Dwight Kuhn. 2003. Collection « Guide de classification pour les enfants ». Titres :Cellule unique
Organismes;Champignons;Plantes sans graines;Plantes à graines;Animaux sans colonne vertébrale; et
Animaux à colonne vertébraleCette série propose des informations de grande qualité et d'excellentes illustrations
pour les élèves du primaire inférieur et du début du primaire supérieur.
Tudge, Colin. 2000.La diversité de la vieOxford University Press. Cet excellent ouvrage de référence montre
Ce livre présente la classification phylogénétique du vivant, bien qu'elle soit aujourd'hui quelque peu dépassée. L'auteur
précise les éléments de cette classification qui sont bien établis et ceux qui restent à confirmer. Il contient des schémas
précis et des descriptions claires des groupes.
29
Sites Internet consacrés aux royaumes et à l'Arbre de Vie -Consulté en août 2022
Le site web le plus complet :
L'application Zoom Tree of Life Explorer présente l'histoire et la diversité de la vie d'une manière nouvelle et captivante.
Ce site recense toutes les formes de vie connues, mais il est peut-être préférable de commencer par quelque chose que vous
connaissez déjà. Vous trouverez des suggestions sur la page d'accueil. À tout le moins, il illustre la diversité du vivant et ses
interrelations.http://www.onezoom.org/
Un site web plus ancien qui pourrait contenir des informations utiles :
Le projet web Arbre de Vie commence par un magnifique diagramme arborescent. Cliquez sur le cercle à la fin.
Pour commencer votre exploration du monde vivant, rendez-vous en bas de page. Chaque page contient des liens supplémentaires
en bas. (Ce site web n'a pas été mis à jour en 2022 et son utilisation est limitée.)http://tolweb.org/arbre/
Autres sites web contenant des informations sur la diversité du vivant et l'Arbre de Vie :
La vidéo « L’Arbre de Vie » de Wellcome Trust est une introduction de 6 minutes disponible sur [lien manquant].https://
www.youtube.com/watch?v=H6IrUUDboZoVous pouvez également le rechercher en utilisant « Wellcome Tree of Life
».
L'Arbre de Vie d'Evogeneao est un diagramme ramifié qui permet de visualiser les lignées et leur transmission.
Pour établir des liens, cliquez sur « Arbre de la vie interactif » afin de trouver les ancêtres communs de deux branches du
vivant. https://www.evogeneao.com/en
Le site Understanding Evolution de l'Université de Californie à Berkeley propose des tutoriels pour vous aider.
Apprenez-en davantage sur la systématique phylogénétique.https://evolution.berkeley.edu/
Un diagramme simplifié de l'Arbre de Vie de National Geographic est disponible en téléchargement. Voirhttps://
www.nationalgeographic.org/media/tree-life/.
Le site web « La forme de la vie : l'histoire du règne animal » propose un arbre de vie téléchargeable.
diagramme.https://www.shapeoflife.org/news/resource/2016/10/18/tree-life
Le musée d'histoire naturelle d'Oxford possède un site web présentant un arbre de vie simplifié pour les animaux.http://
www.oum.ox.ac.uk/thezone/animals/animalid/tree.htm
Les articles de Wikipédia peuvent être très utiles pour identifier les lignées d'organismes, à condition de vérifier
les références sur lesquelles ils se fondent. Notez la date de publication et assurez-vous que les articles cités
proviennent de revues scientifiques à comité de lecture. Si les références sont issues de sources fiables et
récentes, les clades présentés seront probablement pertinents.
Cet article de 2020, tiré de la revueTendances en écologie et évolution–https://doi.org/10.1016/
J.TREE.2019.08.008–est l'une des plus récentes sur les branches eucaryotes du vivant.
30
Chapitre 3 : Les procaryotes
Cyanobactéries (à gauche,
(vue au microscope optique)
etCampylobacter, une tige
rigide et incurvée du
groupe des protéobactéries
(électrons à balayage
image au microscope).
Cette dernière provoque des
maladies d'origine alimentaire et
est fréquente chez les volailles.
Introduction – Enseignement sur les procaryotes
Les procaryotes constituent un groupe complexe à étudier. Les
Ils pourraient souhaiter explorer les maladies bactériennes et
enfants ne peuvent avoir qu'une expérience limitée
l'histoire de la découverte par des scientifiques comme Louis
d'observation et de manipulation de ces organismes, or il est
Pasteur et Robert Koch du rôle des bactéries dans les maladies.
essentiel qu'ils comprennent leur importance pour tous les
Il est important que les enfants connaissent les mesures de
écosystèmes. De nombreux livres pour enfants utilisent le
santé publique essentielles pour prévenir les épidémies.
terme « microbes », ce qui peut donner une impression
L'étude du système immunitaire s'intègre naturellement à ce
négative. En tant qu'enseignant, votre rôle sera de présenter
thème.
les bactéries de manière captivante et positive, tout en
transmettant des compétences pratiques pour prévenir les
maladies bactériennes.
Comment appelle-t-on ce groupe ? Les livres pour enfants
l’appellent « Règne des Monères ». On a aussi utilisé le nom de
« Règne des Procaryotes », mais il est plus simple de l’appeler
La leçon « L'arrivée des procaryotes » sert de point de départ à des
les procaryotes. Si l’on abandonne le terme « règne », c’est
études plus approfondies. La leçon « Les bactéries et les objets du
parce que ces organismes ne descendent probablement pas
quotidien » aborde ensuite le sujet sous un angle plus pratique. Il
d’un ancêtre commun. Les bactéries et les archées sont
s'agit d'une discussion visant à aider les enfants à comprendre les
apparues il y a si longtemps que l’on ne peut affirmer avec
différents rôles positifs que jouent les bactéries dans notre vie. Par
certitude qu’elles partagent un ancêtre commun. Ces deux
la suite, les enfants devraient avoir l'occasion de faire des
branches du vivant partagent la structure cellulaire procaryote
recherches sur les procaryotes et, si possible, de réaliser quelques
de base, mais elles sont radicalement différentes au niveau
expériences. Les expériences et explorations les plus pertinentes
moléculaire. On les appelait initialement eubactéries et
pour approfondir ces études concernent la transformation et la
archéobactéries. Aujourd’hui, on les appelle bactéries et
conservation des aliments. Je déconseille la culture de bactéries
archées, car ces noms mettent plus clairement en évidence
sans avoir mis en place les mesures de sécurité appropriées (par
qu’il s’agit de deux branches distinctes du vivant.
exemple, des désinfectants pour les déversements) et un moyen de
stériliser les cultures avant de les jeter. (Extrait du livre de Betsey
Dexter Dyer,)Guide pratique des bactéries(Voir la section
Ressources) propose de nombreuses suggestions pour observer et
apprécier l'activité des bactéries et des archées. Aucun microscope
n'est nécessaire pour ces activités, bien qu'elle fournisse également
des informations sur la microscopie.
Devrions-nous même utiliser le terme « Monères » ? Pour les
enfants du primaire, ce terme ne devrait servir que de
référence historique. Ils devraient privilégier les termes
« bactéries » et « archées », et comprendre que ce groupe
possède une structure de type procaryote. Il n’est pas trop tôt
pour leur présenter les notions de « Domaine des Bactéries » et
de « Domaine des Archées », car ils les utiliseront plus tard
Après avoir abordé les aspects positifs des bactéries, il est essentiel que les
dans leurs études. Les enfants doivent comprendre la place
enfants connaissent aussi les agents pathogènes, responsables de maladies.
qu’occupe le terme « Monères » dans l’histoire de la
S'ils savent de quoi les bactéries ont besoin pour se développer, ils seront
classification. Ils pourront rencontrer le terme « Règne des
mieux armés pour manipuler les aliments en toute sécurité.
Monères » dans des ouvrages pour enfants plus âgés.
31
L'avènement des procaryotes
Les récits de la série « L’arrivée des _____ » sont conçus pour aider
Histoire simplifiée :La vie sur Terre a débuté peu après
les enseignants à présenter aux enfants les origines de chaque
l'apparition de l'eau dans les océans. Il est peu probable que nous
groupe et la diversité de ses membres. Le thème central est le cycle
sachions un jour exactement comment les premiers êtres vivants
de la vie et l’interconnexion des lignées. Les enfants ont peut-être
sont apparus, mais nous pouvons formuler des hypothèses assez
déjà eu un bref aperçu de plusieurs de ces groupes dans les
précises sur leur apparence. Ils ressemblaient probablement aux
Grandes Leçons, mais les leçons de ce livre mettent davantage
bactéries actuelles : minuscules, avec peu de structures internes. Ils
l’accent sur l’ascendance et les liens familiaux. Un objectif
n'étaient probablement visibles que sous forme d'écume, de film
important de ces leçons est d’inspirer les enfants et de les
ou de trouble à la surface de l'eau. Contrairement aux organismes
encourager à entreprendre leurs propres recherches.
actuels, ils vivaient sans oxygène, car l'atmosphère terrestre en
Les instructions pour réaliser le tableau qui accompagne
l'histoire suivent les illustrations des organismes. L'annexe
contient la version couleur des illustrations, que vous pouvez
détacher et utiliser pendant la leçon. Placez chaque illustration
sur le tableau au fur et à mesure de sa présentation. Vous
pouvez lire le texte au dos des images pendant que vous les
placez, ou le laisser aux enfants pour qu'ils le lisent plus tard.
Le code couleur des procaryotes est le violet, car certaines
bactéries et archées sont de cette couleur. Notez que les
tableaux de « L'arrivée des procaryotes » et des autres leçons
d'introduction ne sont pas censés ressembler à de vrais arbres.
était alors très pauvre. La vie primitive, comme toute forme de vie
connue, a expérimenté et cherché de nouvelles façons de se
nourrir et de croître. Si ces expériences étaient concluantes, la
branche du vivant se perpétuait. Trois branches du vivant se sont
développées. Deux d'entre elles sont des procaryotes. On les
appelait auparavant « règne des Monères ». « Procaryote » signifie
« avant le noyau » et indique que ces petites cellules étaient
dépourvues de noyau. Le noyau est une structure plus foncée à
l'intérieur de la cellule, qui contient l'ADN, le matériel génétique de
la cellule. Les procaryotes possèdent de l'ADN, mais celui-ci est
faiblement organisé dans la cellule.
transition vers des schémas scientifiques plus formels.
Le tableau des procaryotes se trouve à la base de l'arbre
de vie. Sa position symbolise que toute autre vie sur
Terre dépend des procaryotes.
Noter queseulement quelques branches de bactériesLes
Une branche des procaryotes est appelée lesDomaine
bactéries constituent un groupe bien plus vaste que les
Bactéries[« Bactéries » avec un « B » majuscule désigne le
archées. Je pense que les jeunes enfants n'ont pas besoin de
domaine. Le terme « bactéries » avec un « b » minuscule est un
connaître le nom de nombreuses bactéries qu'ils ne peuvent
terme générique pour ce groupe.] De nombreuses espèces de
pas observer, c'est pourquoi je n'ai représenté que quatre
bactéries existent aujourd'hui et sont essentielles au
lignées. Trois d'entre elles sont importantes dans notre vie
fonctionnement de tous les écosystèmes. Sur notre schéma, la
quotidienne, ainsi que pour l'histoire de l'évolution et
branche des bactéries se trouve ici. Les cartes présentent
l'écologie. La quatrième possède une forme caractéristique.
quatre branches de bactéries. Les scientifiques ont découvert
N'oubliez pas de préciser aux enfants qu'il existe bien d'autres
plus de 30 branches de bactéries. Notre schéma nous offre un
lignées. Ils peuvent consulter une encyclopédie ou Wikipédia
petit échantillon, mais significatif, des bactéries.
Leur style, proche de celui des dessins animés, vise à faciliter la
pour en savoir plus.
SpirochètesCe sont des bactéries longues et spiralées, très
[Les notes ou commentaires à l'intention des enseignants sont indiqués
flexibles et ondulantes. Elles vivent dans l'eau et la boue. Certaines
entre crochets.]
espèces sont pathogènes, notamment pour la maladie de Lyme.
Le gbactéries ram-positivesElles possèdent une couche externe très épaisse.
L'histoire des procaryotes
Elles vivent sur notre peau et dans le sol. Nous les utilisons pour fabriquer du
[Il est à noter que les biologistes considèrent les
l'angine streptococcique.
procaryotes comme un groupe artificiel car il comprend
LeprotéobactériesLes bactéries constituent un vaste groupe
deux branches peu apparentées. Les procaryotes sont
divisés en deux domaines au lieu de former un seul règne.
Les enfants peuvent apprendre les noms de ces deux
domaines, même s'ils ne comprennent pas forcément
toutes les différences entre eux. Il est préférable de leur
donner un nom qu'ils rencontreront par la suite plutôt
qu'un nom qu'ils devront « désapprendre ».]
32
fromage et du yaourt. Certaines sont responsables de maladies, comme
présent dans de nombreux milieux, notamment le sol, les nodules
racinaires des plantes et notre intestin. Elles jouent un rôle
important dans les écosystèmes. Certaines sont responsables de
maladies, comme la diarrhée.
Lecyanobactériesconstituent un groupe TRÈS important. Les ancêtres
de ces bactéries ont développé la capacité de fabriquer de la nourriture
à partir de l'énergie lumineuse du soleil ET de la libérer
Ils ont commencé à libérer de l'oxygène il y a environ 3,5 milliards
Si l'on observe aujourd'hui les plus petits organismes au microscope, on
d'années et contribuent encore de manière importante à la teneur
constate qu'il s'agit de cellules uniques dépourvues de noyau – c'est-à-
en oxygène de l'atmosphère terrestre.
dire sans noyau, cette partie centrale plus foncée. Ce type
La deuxième branche des procaryotes est celle desDomaine
Archées[[Archées]. Elles ressemblent beaucoup aux bactéries. Ce
sont toutes deux de minuscules organismes, mais leur composition
et leur fonctionnement interne sont très différents. Les bactéries et
les archées sont plus différentes l'une de l'autre que les éléphants
d'organisation cellulaire est appelé cellule procaryote. Les procaryotes
étaient autrefois désignés sous le nom de « règne des Monères », ce qui
signifie « règne des cellules uniques ». D'après ce que l'on peut observer
de leurs fossiles, les premières cellules présentaient la taille
caractéristique des procaryotes.
ne le sont des palmiers ! Les archées sur notre tableau sont les
La vie primitive a partagé ses talents. On a beaucoup
hyperthermophiles(«« les amoureux de la chaleur extrême » qui
échangé d'informations sur l'art de vivre. Des aptitudes
vivent dans des sources thermales ;méthanogènes (« générateurs
essentielles ont émergé, notamment celle de capter
de méthane ») qui vivent dans les marais et le rumen des vaches, où
l'énergie solaire. C'est ce qui a donné à la vie l'énergie
ils libèrent du méthane ; et les halophiles(«Certaines archées
nécessaire à son existence et à son évolution.
(« amoureuses du sel ») vivent dans des milieux très salés, comme
Aujourd'hui, de minuscules êtres vivants semblables aux premières formes de
l’eau de mer en voie de dessiccation. D’autres vivent dans des
vie existent encore. Il existe deux groupes principaux : lesDomaine Bactéries
milieux plus « classiques », comme le sol, l’eau de mer et même
et leDomaine ArchéesNous montrons que ces deux groupes se sont
notre bouche.
développés à partir des premiers êtres vivants, bien que nous ne puissions
La troisième branche de notre schéma ne fait pas partie des
pas déterminer le chemin qu'ils ont emprunté ni leur degré de parenté.
procaryotes. Elle représente la lignée des organismes qui a donné
naissance à toutes les autres formes de vie sur Terre. Elle partage
Pendant près de deux milliards d'années, seuls de petits
certaines caractéristiques avec le domaine des Bactéries et d'autres avec
organismes simples ont vécu sur Terre. Ils ont transformé la
celui des Archées, mais elle s'en distingue. Elle est représentée par une
planète et ouvert la voie à une vie plus grande et plus complexe.
ligne pointillée car nous ignorons précisément quand et comment elle a
Aujourd'hui, les procaryotes sont essentiels au fonctionnement de
débuté, mais c'est cette branche du vivant qui a produit les organismes
tous les écosystèmes. Ils produisent de la nourriture et de
plus grands, comme ceux que nous pouvons observer – et nous-mêmes.
l'oxygène, recyclent les nutriments et décomposent les déchets.
Notre schéma illustre certaines lignées phylogénétiques chez les
Histoire plus détaillée :La Terre était très jeune lorsque la vie est
procaryotes. Les scientifiques décrivent plus de 30 groupes de
apparue. Elle s'était suffisamment refroidie pour que l'eau liquide
bactéries et une demi-douzaine d'archées. Nous présenterons
puisse se former, mais son atmosphère était très différente de celle
quelques groupes majeurs de ces deux domaines.
d'aujourd'hui. L'oxygène y était rare. On y trouvait en revanche des
Sur notre schéma, cette large zone en bas symbolise la vie
gaz comme le dioxyde de carbone, le méthane et l'azote. Les
originelle et son origine à partir de nombreuses molécules
océans contenaient de nombreuses petites molécules carbonées. Si
différentes. Ces trois branches en sont issues. À gauche, la
ces molécules étaient présentes dans l'eau aujourd'hui, un
branche des bactéries. À droite, celle des archées. La branche
organisme vivant les utiliserait rapidement pour se nourrir, mais à
centrale n'appartient pas aux procaryotes. Elle représente les
cette époque, aucune forme de vie n'était présente pour les
autres formes de vie sur Terre, mais nous ignorons encore son
consommer. Pourtant, d'une manière ou d'une autre, ces
lien avec les deux branches des procaryotes ; c'est pourquoi
molécules se sont assemblées et ont donné naissance à la vie. Nous
elle est représentée en pointillés.
ne saurons jamais exactement comment cela s'est produit, mais
nous pouvons formuler des hypothèses plausibles en nous basant
sur nos connaissances actuelles de la vie et sur l'étude des fossiles.
La vie est un perpétuel processus d'expérimentation et de nouveauté. Si
une nouvelle structure, un nouveau mode d'alimentation ou une
nouvelle façon de faire s'avère efficace, elle s'intègre au monde vivant.
La première forme de vie était minuscule, si petite que si nous pouvions
Dans le cas contraire, elle disparaît et les autres formes de vie explorent
remonter le temps pour l'observer (en combinaison spatiale, bien sûr),
d'autres pistes. Sur de longues périodes, les êtres vivants se
nous ne verrions probablement qu'une légère turbidité à la surface de
transforment et développent de nouvelles capacités. De nouveaux
l'eau. Plusieurs millions d'années après cette apparition, nous aurions
groupes sont apparus chez les procaryotes et continuent d'évoluer.
peut-être aperçu une sorte d'écume verte sur les rochers. Plus tard
encore, de gros nodules composés de nombreuses couches de ces
minuscules organismes vivants se sont formés. Ces nodules se forment
encore aujourd'hui en quelques endroits sur Terre ; on les appelle
stromatolithes. [Si possible, afficher une image de stromatolithes.]
Tout d'abord, examinons quelques lignées debactériesLa plupart
des informations que nous recevons aux informations concernant
les bactéries concernent celles qui peuvent causer des maladies –
les germes. N'oublions pas que la vie sur Terre dépend des
bactéries. Aucun écosystème ne pourrait fonctionner sans elles.
33
Le graphique présente quatre grands groupes de bactéries, mais il
Le virus pourrait pénétrer dans vos tissus et commencer à se
en existe bien d'autres. La plupart se ressemblent beaucoup. Les
multiplier. Votre vaccination antitétanique vous protège contre la
scientifiques peuvent les distinguer grâce à leurs modifications
toxine produite par cette espèce. Cette toxine provoque le tétanos.
moléculaires et à leur ADN.
Une autre branche du domaine des bactéries est appelée la
LespirochètesLes spirochètes constituent une lignée sur notre
protéobactériesIl s'agit d'un groupe très important dont les
arbre phylogénétique. De forme spiralée, ils sont très flexibles
membres font toutes sortes de choses. [Les noms entre
et ondulants. Ce sont parmi les rares bactéries à posséder une
parenthèses sont des exemples pour les enfants qui veulent en
forme caractéristique. Certaines sont pathogènes (notamment
savoir plus, et non pour la première leçon.] Certains vivent dans
la maladie de Lyme), mais beaucoup vivent dans des milieux
notre tube digestif (bactéries entériques). D'autres « mangent » des
aquatiques, comme la vase au fond des étangs, où elles
minéraux soufrés (Thiobacillus), fixent l'azote dans les nodules
décomposent les déchets. Une espèce particulière vit dans le
racinaires des légumineuses ou dans le sol (Rhizobium,Azotobacter
tube digestif des mollusques et pourrait contribuer à leur
), recycler l'azote (bactéries nitrifiantes), attaquer d'autres bactéries
digestion.
(Bdellovibrio), faire du vinaigre (Acetobacter), ou provoquer des
Un autre type de bactéries a développé une paroi cellulaire
particulièrement épaisse, une enveloppe extérieure autour de la
cellule. On les appelle les bactéries bactéries gram-positives(
Également appelées Bacillota ou Firmacutes, ces bactéries doivent
leur nom à leur coloration lors d'une coloration de Gram, une
technique de laboratoire qui renseigne sur la structure de leur
paroi cellulaire. Cette paroi épaisse leur permet de vivre dans des
milieux secs, comme notre peau ou le sol. Il n'y a pas lieu de
s'inquiéter de la présence de bactéries sur la peau ; au contraire,
une flore cutanée saine limite la prolifération des bactéries
maladies (Rickettsia,Salmonelleet bien d'autres). Une lignée de
protéobactéries comprend des membres qui vivent à l'intérieur des
cellules d'autres organismes (Rickettsia, AgrobacteriumNous
verrons que cette branche de bactéries a joué un rôle essentiel
dans le développement des autres règnes du vivant. L'un de ses
premiers représentants est devenu la mitochondrie, centrale
énergétique des cellules eucaryotes. [Bien qu'une flèche soit
prévue sur le schéma reliant la lignée des protéobactéries aux
eucaryotes, vous pouvez la placer lors de la leçon sur les protistes,
afin de ne pas trop vous concentrer ici sur les bactéries.]
pathogènes. Parmi les bactéries Gram-positives, on trouve celles
utilisées pour la fabrication des yaourts et des fromages, ainsi que
Le dernier groupe de bactéries est peut-être le plus important pour
de nombreux décomposeurs vivant dans le sol. Les bactéries Gram-
la vie sur Terre. Il s'agit descyanobactériesLes cyanobactéries, ou
positives pathogènes incluent :Staphylocoque,Streptocoqueet les
bactéries bleues-vertes, ont combiné deux façons d'utiliser
organismes responsables de la coqueluche, du tétanos et de la
l'énergie solaire et ont commencé à produire leur propre
diphtérie.
nourriture (par photosynthèse) tout en libérant de l'oxygène. Ce
[Il existe une autre branche des bactéries à coloration grampositive, les Actinomycetota. Elle comprend des bactéries qui vivent
dans le sol et forment des partenariats fixateurs d'azote avec les
racines de plantes comme les aulnes et les chrysothamnus.]
phénomène s'est produit il y a très longtemps, peut-être plus de
trois milliards et demi d'années. Les cyanobactéries sont le seul
organisme vivant à libérer de l'oxygène. Les chloroplastes, qui sont
les parties des algues et des plantes qui utilisent la lumière pour
produire leur nourriture, proviennent tous des cyanobactéries.
Certaines bactéries Gram-positives peuvent former une structure
[Une flèche sur le schéma relie la lignée des cyanobactéries aux
de repos spéciale appelée uneendosporeLes endospores survivent
Archaeplastida. Ce schéma peut être intégré à la leçon sur les
à la dessiccation et à l'ébullition. Pour éliminer toutes les bactéries
protistes.]
d'un aliment et éviter sa détérioration, on peut le conserver dans
des récipients hermétiques et le cuire à l'autocuiseur. L'autocuiseur
permet de chauffer les aliments à une température supérieure au
point d'ébullition de l'eau. Ce procédé est nécessaire pour détruire
les endospores des bactéries Gram-positives. [Les bactéries
végétatives, c'est-à-dire celles qui ne sont pas des endospores, sont
facilement détruites par l'ébullition. Parmi les autres méthodes de
conservation des aliments, on peut citer la dessiccation et la
congélation, qui empêchent la prolifération bactérienne.] La
vaccination antitétanique est nécessaire en raison des endospores
d'une bactérie appeléeClostridium tetaniSes endospores sont
L'oxygène libéré par les cyanobactéries s'est progressivement
accumulé dans notre atmosphère. La présence d'oxygène a
permis le développement d'animaux et de plantes plus grands,
car ils pouvaient tirer davantage d'énergie de leur nourriture.
Elle a également permis la formation d'une couche d'ozone
dans la haute atmosphère. Cette couche a protégé la vie à la
surface de la Terre des rayons ultraviolets nocifs du Soleil. Sans
ozone, nous serions victimes de graves coups de soleil en très
peu de temps. La vie dans les eaux peu profondes ou sur terre
serait quasiment impossible.
courantes dans le sol. Si vous vous blessiez avec un clou, les
Aujourd'hui encore, les cyanobactéries produisent de l'oxygène et
endospores
fournissent de la nourriture à de nombreux organismes aquatiques.
34
Les cyanobactéries se développent en filaments, comme on le voit
comme les paillettes de sulfate de molybdène sur la photo. [Cette
sur notre photo. D'autres vivent sous forme de cellules isolées. Elles
archée appartient à la lignée des crénarchéotes.]
sont communes dans les sols et tous les milieux aquatiques. On les
trouve même dans les sols désertiques, où elles font partie de la
croûte cryptobiotique (« vie cachée »). Les cyanobactéries peuvent
être plus grandes que d'autres bactéries. Certaines atteignent 60
micromètres de diamètre, alors que celui d'une bactérie moyenne
est de 1 à 2 micromètres. On peut facilement observer les plus
grandes cyanobactéries au microscope optique. On peut
également en observer des amas dans l'eau. Elles sont souvent
bleu-vert, mais peuvent aussi être orange, brunes, rougeâtres ou
Un autre groupe est lehalophiles, ce qui signifie « amoureux du sel
». [Du grec.halo, sel +philoCes archées vivent dans des étangs où
l'eau de mer est asséchée pour produire du sel et dans des baies
peu profondes où l'eau de mer est plus salée. Elles donnent une
teinte rosée à l'eau salée concentrée, mais le sel produit est blanc
et comestible. Les halophiles prospèrent dans des milieux dix fois
plus salés que l'eau de mer. La plupart des procaryotes ne peuvent
pas se développer dans ces environnements très salés.
noirâtres. [Les cellules individuelles d'un filament sont viables si
elles sont séparées. Lorsqu'une cellule grandit et se divise, les
LeméthanogènesLes méthanogènes constituent le troisième groupe
cellules filles s'agglutinent et le filament se reforme.]
d'archées. Leur nom signifie « générateurs de méthane » ou
Examinons la deuxième branche de notre graphique. Elle
montre…archéesLes archées, qui ont une taille comparable à
celle des bactéries, se ressemblent beaucoup, mais leur
fonctionnement est très différent. On pourrait comparer cela
aux ordinateurs Mac et PC. Les archées sont connues pour
vivre dans des environnements extrêmes, comme les sources
thermales acides ou les milieux à forte concentration de sel.
Ces milieux sont dits extrêmes, et les archées qui y vivent sont
appelées extrêmophiles – c'est-à-dire qu'elles affectionnent les
conditions extrêmes. D'autres archées vivent dans le sol et les
milieux aquatiques à des températures normales. On les trouve
dans le rumen des vaches (et d'autres ruminants), où elles
contribuent à la production de méthane dans les rots des
vaches. Aucune archée n'est connue pour être pathogène.
Contrairement aux bactéries et aux eucaryotes, aucune archée
ne forme de spores.
Le graphique présente trois groupes d'archées. L'un d'eux est
lehyperthermophiles, ce qui signifie « amoureux de la chaleur
extrême ». [Du grec.hyper, excessif +thermie, chaleur +philo
[Amoureux] Ces organismes vivent dans les sources chaudes et
près des cheminées hydrothermales des fonds marins.
L'espèce photographiée tire son énergie de minéraux, tels que
« fabricateurs de méthane ». Ces archées vivent dans la boue noire et
malodorante qui se forme dans les marais. Elles libèrent du méthane.
Elles vivent également dans le rumen des bovins et provoquent chez eux
des éructations de méthane. On les trouve aussi dans le tube digestif
humain. [Le méthane est un gaz à effet de serre plus puissant que le
dioxyde de carbone ; les éructations des bovins contribuent donc au
changement climatique. Les méthanogènes, la plupart des halophiles et
certains thermophiles appartiennent à la lignée des euryarchaeota.]
La troisième lignée majeure représentée sur ce schéma
n'appartient pas aux procaryotes. Sa présence s'explique par le fait
que de nombreux biologistes pensent que ses cellules ont
commencé à vivre au moment même où les procaryotes se
développaient. Elle est représentée en pointillés car nous ignorons
précisément quand elle s'est séparée et quelles sont ses relations
avec les domaines des Bactéries et des Archées. Cette troisième
lignée est appelée domaine des Eucaryotes car elle donne
naissance aux cellules eucaryotes et à leurs nombreuses lignées :
les protistes, les animaux, les champignons et les plantes. Les
Eucaryotes partagent certaines caractéristiques avec les archées et
d'autres avec les bactéries, tout en possédant des traits qui leur
sont propres. Ils sont peut-être issus du partage et de l'échange
d'informations qui ont accompagné l'apparition de la vie primitive.
Aidez les enfants à comprendre les images qu'ils verront dans les leçons « L'arrivée des
procaryotes » et « L'arrivée des protistes ». Le livre,Mondes cachés : Regard à travers le
microscope d'un scientifiqueL'ouvrage de Stephen Kramer (2001) comporte une
excellente section sur les différences entre les loupes, les microscopes optiques et les
microscopes électroniques. De nombreuses illustrations des tableaux sur les
procaryotes et les protistes ont été réalisées à l'aide d'un microscope électronique à
balayage (MEB). Elles montrent la surface externe, mais pas les structures internes des
organismes. Les images obtenues au microscope optique peuvent révéler davantage la
structure interne, mais elles passent souvent à côté de nombreux détails importants en
surface. La plage de grossissement utile pour les microscopes optiques est d'environ
10x à 1000x. Le grossissement du MEB peut descendre jusqu'à 15x, mais ses limites
supérieures sont beaucoup plus élevées : plus de 100 000x.
35
Cette version en noir et blanc des cartes des procaryotes sur le schéma de l'Arbre de Vie est destinée à l'enseignant. Consultez
l'annexe pour connaître les cartes à placer sur le schéma.
Archées - Méthanogènes
Méthanosarcine
Les méthanogènes vivent dans de
nombreux milieux, notamment le sol,
l'eau, les intestins des animaux et les
stations d'épuration. Ils produisent et
libèrent du méthane. Certaines archées
vivent sous forme de cellules isolées ;
d'autres forment des amas ou de longs
filaments.
© Dr Herbert Fang, utilisé avec autorisation
Archées - Halophiles
Ces organismes vivent dans des
milieux très salés. Leurs parois
cellulaires se désagrègent lorsque
la salinité diminue. Ils vivent dans
l'océan, notamment dans les
zones d'évaporation. Ils colorent
l'eau salée concentrée en rouge
ou en rose.
Crédit : Consortium d'astrobiologie du Maryland, NASA et STScI.
Archées - Hyperthermophiles
Acidianus brierleyiOn observe sa
croissance sur des flocons de sulfate de
molybdène. Ses cellules sont sphériques
et mesurent environ 1
D'un diamètre de µm, cet organisme se
développe dans l'acidité prononcée et les
températures élevées des sources chaudes
du parc national de Yellowstone.
© Dr Corale Brierley, utilisé avec autorisation
Les trois images d'Archaea sont des micrographies électroniques à balayage (MEB).
36
Bactéries
Protéobactéries–Escherichia coli
Ce sont des cellules en forme de bâtonnet, une
forme courante chez les procaryotes. Ces cellules
mesurent 2 à 3 µm (micromètres) de long. Cet
organisme est souvent désigné par son nom
abrégé :E. coliElle vit dans notre tube digestif.
Certaines de ces cellules étaient en division.
Bactéries
Spirochètes–Leptospira
Ces organismes en forme de spirale mesurent
environ 0,1 µm de diamètre, mais peuvent
atteindre 20 µm de long. Les cellules vivantes
sont très flexibles.Leptospira« » signifie « spirale
mince ». Cette espèce provoque une maladie
appelée leptospirose.
Bactéries
Bactéries Gram-positives
Entérocoques
Cette forme est appelée cocci, du grec
« coccus » (baie). Les cellules séparées par
un sillon se divisent en deux. Les cocci
mesurent environ 1 µm de diamètre.
Entérocoquesvit dans notre tube digestif.
Bactéries
Cyanobactéries–Nostoc
Cette image, prise au microscope optique,
montre des filaments composés de nombreuses
cellules agglomérées. Les cellules les plus
grandes fixent l'azote. Les plus petites sont bleuvert. Les cellules mesurent environ 5 µm de
diamètre et les filaments peuvent s'étendre sur
plusieurs centaines de cellules.
Les trois premières images sont des images MEB, dans le domaine public, avec l'aimable autorisation du Département de l'Agriculture des États-Unis et des Centres de contrôle et de
prévention des maladies. Nostoc-©Peter Siver, Chrysophytes, LLC, autorisé à être utilisé uniquement dans cette publication.
37
Diagramme de ramification pour la leçon « L’arrivée des procaryotes »
Matériaux : Ce tableau peut être réalisé avec du carton, du papier coloré ou tout autre matériau approprié.
Utilisation en salle de classe.
Dimensions : Le tableau mesure 30 pouces (76 cm) de large sur 11¼ pouces (29 cm) de haut.
Schéma de couleurs : La bordure est violette, de 6 mm (¼ de pouce) de large, sur un fond blanc ou neutre clair. Les étiquettes
Les cadres des photos sont d'un violet plus clair, ce qui assure un bon contraste avec le texte et facilite sa lecture. L'étiquette
« Première Vie » est blanche. Le schéma arborescent est noir.
Étiquette principale :
Dimensions réelles : 1¾ x 5 pouces (4,4 x 12,5 cm)
Les procaryotes
anciennement « Royaume Monera »
Autres étiquettes :Bactéries (en violet clair, sur le schéma de ramification, côté gauche ; ⅞ x 2¾ pouces, 2,2 x 7 cm)
(Les quatre étiquettes ci-dessous sont placées au bas des rectangles colorés. Les rectangles
mesurent 2⅜ x 3 pouces ; 6 x 7,6 cm)
Spirochètes (en bas à droite, branche Bactéries)
Bactéries Gram-positives
(en bas à gauche, branche Bactéries)
Cyanobactéries
(fin de la branche Bactéries)
Protéobactéries
(début de la branche Bactéries)
Archées (en violet clair, sur le schéma de ramification, à droite ; ⅞ x 2¾ pouces ; 2,2 x 7 cm)
(Les trois étiquettes ci-dessous sont placées au bas des rectangles colorés. Les
rectangles mesurent 2½ x 2½ pouces ; 6,3 x 6,3 cm)
Hyperthermophiles (en haut à gauche sur la branche Archaea)
Méthanogènes (en haut à droite de la branche Archaea)
Halophiles (rectangle inférieur, branche Archaea)
Première Vie ((sur fond blanc, placé au centre, en bas du diagramme de ramification)
Lorsque les photos sont placées sur les rectangles colorés, seule la bordure inférieure avec la légende est visible. Agrandissez les
rectangles si vous souhaitez que la bordure soit visible tout autour de la photo. La ligne pointillée indique les cellules eucaryotes
sur le tableau des protistes. Utilisez les cartes photos fournies ou vos propres illustrations pour chaque rectangle. La taille des
illustrations dépend uniquement de celle des photos disponibles. Les photos d'archées étaient difficiles à trouver ! Pour voir
comment ce tableau s'intègre aux autres, reportez-vous à la couverture du livre ou à l'annexe.
38
Bactéries et objets du quotidien : une exploration de la pensée
But:Cette leçon vise à présenter aux élèves du primaire (CM1-CM2) et du collège certains rôles non pathogènes
des bactéries. Elle met l'accent sur leur rôle dans la production d'objets et de substances du quotidien.
Ce dont vous avez besoin :Faites une copie des cartes et des étiquettes des pages suivantes. Vous pouvez également rassembler
des photos illustrant des situations où les bactéries sont à l'œuvre. Exemples : l'eau du robinet, une cuisine ou des aliments, une
buanderie, un paysage, des tuyaux ou des câbles en cuivre.
Que faites vous:Commencez par distribuer la carte question. Vous pouvez discuter avec les élèves de leur perception des
bactéries. Distribuez ensuite les cartes d'information (celles avec du texte). Présentez les cartes nominatives une à une et
demandez si quelqu'un a des informations sur la substance ou l'objet en question. Laissez l'élève lire l'information au
groupe, puis sollicitez les commentaires. Pour plus d'informations, consultez la liste des ressources pédagogiques.
à la fin de ce chapitre.
Lorsque vous buvez de l'eau propre, vous
consommez un produit de l'activité bactérienne. Les
bactéries éliminent toutes sortes de déchets de l'eau.
Les stations d'épuration utilisent des bactéries pour
décomposer les déchets. Dans un premier temps, les
bactéries combinent les molécules de déchets avec
de l'oxygène et les décomposent. Les étapes
suivantes font appel à des bactéries anaérobies. Au
final, l'eau est traitée et peut être rejetée dans les lacs
ou les rivières. Les bactéries contribuent à nettoyer
les marées noires et même à éliminer les substances
toxiques.
comme le cyanure provenant des déchets miniers.
Des bactéries contribuent à l'extraction du
cuivre dans plusieurs régions du monde. Les
mineurs les utilisent pour dissoudre le cuivre
contenu dans les minerais à faible teneur,
dont la fusion serait trop coûteuse. Le cuivre
est ensuite extrait de la solution. Ce procédé
est appelé biolixiviation. Les bactéries qui
réalisent cette tâche sont très différentes des
organismes qui nous entourent, car elles
peuvent se nourrir exclusivement de
minéraux. Elles produisent leur propre
nourriture grâce à la chimiosynthèse. Une
espèce de bactérie utilisée dans l'extraction
du cuivre est… Acidithiobacillus ferrooxidans.
39
Quel est le rapport entre les bactéries et…
Ces objets ou substances ?
40
Cuivre
Oxygène
Haricots
Produits de lessive
Lin
Riz
Pommade antibiotique
Vinaigre
Yaourt et fromage
Eau propre
pilules vitaminées
Cornichons et choucroute
Chocolat
Insecticide biologique
(Bt ou Thuricide)
On ne peut pas fabriquer de fromage ni de yaourt
Quel est le lien entre les bactéries et le chocolat ?
sans bactéries. Lors de la fabrication du fromage, les
On peut espérer qu’elles ne se trouvent pas à
bactéries modifient la texture du caillé et lui
proximité de votre chocolat, mais sans elles, il
confèrent son arôme au fil de l'affinage. (Certains
n’aurait pas ce goût délicieux. Le chocolat provient
fromages sont également aromatisés par des
des fèves du cacaoyer. Après la récolte, les
champignons.) Le yaourt est fabriqué à partir de lait
ouvriers entassent les fèves en grands tas pour les
frais mélangé à une culture de bactéries.
laisser fermenter. Des bactéries et des levures se
Streptococcus thermophilus
et
Lactobacilles
développent dans les fèves et modifient leur
bulgaricusIl existe deux espèces utilisées
pour fabriquer le yaourt. D'autres bactéries
transforment le lait écrémé en babeurre et la
crème en crème fraîche. Il y en a environ…
saveur. Elles contribuent notamment à éliminer
Chaque gramme de yaourt frais contient des milliards
bénéfiques pour la santé.
aider à décomposer la baie de café afin
que les graines (grains de café) puissent
être séparées.
Lorsque des chenilles s'attaquent aux légumes
Pour faire des cornichons ou de la choucroute,
de votre jardin, vous pourriez avoir besoin de
il n'est pas nécessaire d'ajouter du vinaigre aux
l'aide de bactéries appeléesBacillus
concombres ou au chou. Les bactéries
thuringiensisou BT. Cette espèce forme un
naturellement présentes sur les légumes
cristal toxique pour les larves de papillons, de
suffisent à les conserver. Pour éviter la
mites et de moustiques. Sa particularité est que
prolifération de micro-organismes
la toxine est inoffensive pour les humains et les
responsables de la détérioration, ajoutez de
autres animaux. Elle est même inoffensive pour
l'eau salée et isolez-les de l'air. Les bactéries de
la plupart des insectes. Les insecticides
la fermentation transforment l'amidon et les
chimiques sont toxiques pour tous les animaux
sucres des légumes en acides. Contrairement à
et insectes, ils peuvent donc être dangereux
la fabrication du vinaigre, la fermentation se
pour vous et pour les humains.
déroule en l'absence d'oxygène.
Votre écosystème. Les insecticides BT peuvent
Ces bactéries se développent en l'absence d'oxygène,
être utilisés pour protéger les forêts comme les
transforment les molécules de sucre et captent l'énergie ;
jardins.
ce processus est appelé fermentation.
de bactéries. Rassurez-vous ! Ces bactéries sont
les substances amères. Les bactéries jouent
également un rôle dans la transformation des
grains de café.
41
Les haricots, comme les autres légumineuses,
Bien avant que l'on connaisse l'existence des
entretiennent une symbiose particulière avec
bactéries, on les utilisait déjà pour fabriquer du
des bactéries. Ils développent des structures
lin. Cette fibre provient des tiges de la plante de
(nodules) sur leurs racines où la bactérie,
lin, mais celles-ci ne peuvent être utilisées
RhizobiumPourquoi une plante ferait-elle cela ?
qu'après un processus appelé rouissage. Pour
Parce que les bactéries absorbent l’azote de l’air
rouir le lin, les tiges sont trempées dans l'eau.
et le transforment chimiquement pour que la
Au cours de ce processus, des bactéries
plante puisse l’utiliser comme source d’énergie.
décomposent une partie de la tige et libèrent
Ce processus s’appelle la fixation de l’azote, et
les fines fibres de lin. Il n'est pas nécessaire
les bactéries sont les seuls êtres vivants
d'ajouter des bactéries spécifiques, car celles
capables de le réaliser. Plusieurs autres espèces
naturellement présentes sur les tiges s'en
de bactéries fixent également l’azote. Certaines
chargent.
sont associées aux racines d’une plante hôte,
d’autres vivent dans le sol ou l’eau.
Les riziculteurs d'Asie utilisent depuis des
D'où proviennent les vitamines contenues dans les
siècles un type d'engrais particulier : la culture
comprimés vitaminés ? Si certaines sont synthétisées
de la fougère flottante. AzollaDes
chimiquement, de nombreuses vitamines que nous
cyanobactéries se développent sur les feuilles
utilisons dans les compléments alimentaires et pour
de la fougère. Elles absorbent l'azote gazeux de
enrichir les aliments sont produites par des bactéries
l'air et le transforment chimiquement en une
ou des champignons. Les bactéries sont les seuls
forme assimilable par les plantes. Ce processus
organismes à produire de la vitamine B.12Quelle est
est appelé fixation de l'azote. Le riz produit de
la signification du fait que les humains et les
bien meilleurs rendements lorsqu'il bénéficie
bactéries utilisent les mêmes vitamines ? Cela montre
d'une quantité suffisante d'azote. Aujourd'hui,
que toute vie sur Terre a commencé à partir du
dans de nombreux pays, les agriculteurs
même type de cellules. Même si la vie…
utilisent cette fougère et ses cyanobactéries
Les choses ont énormément changé en 3,5 milliards
comme biofertilisant. Il s'agit d'une méthode de
d'années ; toutes les cellules partagent un ensemble
culture durable.
fondamental de réactions chimiques.
42
Les bactéries nous aident à laver nos vêtements !
Les cyanobactéries sont les premières
À l'intérieur de toutes les cellules, on trouve de
productrices d'oxygène dans l'atmosphère
nombreuses molécules appelées enzymes. Les
terrestre. Elles contribuent encore largement
enzymes sont des « molécules outils ». Elles
à son maintien. En fin de compte, tout notre
accomplissent toutes les tâches cellulaires
oxygène provient des cyanobactéries. Certes,
impliquant la transformation d'autres molécules.
les plantes et les algues produisent
L'une des fonctions des enzymes est de
également de l'oxygène, mais grâce à leurs
décomposer les grosses molécules en plus petites.
chloroplastes. Ces derniers sont issus
Lorsque la grosse molécule provient du chocolat
d'anciennes cyanobactéries ! Ces dernières
que vous avez mis sur votre pantalon, les enzymes
ont commencé à vivre à l'intérieur d'autres
de la lessive sont très utiles. Elles décomposent les
cellules. Finalement, incapables de survivre
grosses molécules de chocolat en…
seules, elles se sont transformées en
Les petites particules que le détergent
peut éliminer.
chloroplastes.
En cas de coupure, il est parfois
nécessaire d'appliquer une pommade
antibiotique pour éviter l'infection.
Saviez-vous que cette pommade utilise
des bactéries pour combattre d'autres
bactéries ? Les antibiotiques qu'elle
contient peuvent être de la néomycine,
de la bacitracine ou de la polymyxine.
Ils sont produits par trois espèces
bactériennes présentes dans le sol. Ces
antibiotiques ne peuvent être utilisés
que sur la peau, car leur ingestion
serait dangereuse.
Le vinaigre est issu du vin et sa fabrication
nécessite des bactéries. Une méthode
consiste à utiliser des bactéries cultivées
sur des copeaux de bois. Le vin est versé
très lentement à travers ces copeaux. Les
bactéries combinent l'oxygène de l'air et
l'alcool du vin pour produire du vinaigre.
Le vinaigre s'écoule par le bas des
copeaux, tandis que les bactéries restent
en place. Le mot « vinaigre » signifie
littéralement « vin aigre ». La bière est la
matière première du vinaigre de malt, et le
cidre brut sert à fabriquer le vinaigre de
cidre. Cette transformation est réalisée par
des bactéries acétiques..
43
Que peuvent faire les enfants avec des bactéries ?
bactéries en croissancePour manipuler directement des bactéries, il est indispensable de suivre une formation aux bonnes pratiques de
laboratoire. Toute culture bactérienne en boîtes de Petri contenant de la gélose doit être effectuée avec la plus grande précaution, comme si elle
pouvait être pathogène. À moins de bénéficier de l'aide d'un microbiologiste qualifié, il est préférable d'éviter la culture bactérienne. Il est essentiel
de disposer au minimum d'un désinfectant efficace en cas de déversement accidentel et de mettre au rebut les boîtes de Petri usagées afin
d'éliminer les bactéries.
Une exception notable est la culture mixte de bactéries environnementales appelée colonne de Winogradsky. Le risque de développer des
agents pathogènes dans ces cultures est faible. Voir Betsey Dexter Dyer.Guide de terrain sur les bactériesPour obtenir des instructions sur
la mise en place d'une colonne Winogradsky, consultez la section Ressources à la fin de ce chapitre pour plus d'informations sur cet
ouvrage.
Une autre façon d'explorer la croissance bactérienne consiste à observer la détérioration des aliments. Voir l'exercice ci-dessous. Les
enfants peuvent réaliser plusieurs types de transformations alimentaires utilisant des bactéries, comme la préparation de cornichons et
de yaourts. Ils peuvent conserver les aliments en créant des conditions qui empêchent la prolifération des bactéries et leur détérioration.
Le séchage ou le salage créent ces conditions. Les enfants pourraient être intéressés de découvrir la quantité de sel nécessaire ou le degré
de séchage requis pour la conservation des aliments.
Observation des bactériesOn peut observer les cyanobactéries avec un grossissement de 200 à 400x, mais il faut un grossissement de 1000x pour distinguer la plupart des
bactéries. Dans les infusions de foin (voir l'activité des protistes, chapitre 4), les bactéries sont abondantes. À un grossissement de 400x, elles apparaissent sous forme de
minuscules bâtonnets pâles qui se déplacent en tourbillonnant. Les cyanobactéries sont uniformément vertes, tandis que chez les algues eucaryotes, le vert est concentré
dans les chloroplastes.
Recherche sur les bactéries pathogènesS'il est très important de montrer les aspects positifs des procaryotes, les organismes
pathogènes font partie du règne animal et, bien entendu, fascinent les enfants. Ils pourraient être intéressés par l'étude des bactéries
pathogènes et des mécanismes de défense de notre organisme. (Extrait de Betsey Dyer)Guide de terrain sur les bactériesIl contient un
bon tableau récapitulatif des maladies bactériennes et de leurs agents causaux.
Il est important que les enfants connaissent les trois moyens de prévenir les maladies. L'étude des bactéries est une excellente occasion
d'apprendre les bonnes pratiques de manipulation des aliments (voir page suivante).
1. Hygiène–se laver les mains, avoir accès à de l'eau potable, éviter de rejeter nos déchets dans le réseau d'eau potable, manipuler nos
aliments de manière à minimiser la contamination et la prolifération bactériennes.
La manipulation sécuritaire des aliments comprend : éviter que la saleté ne se dépose sur les aliments et les comptoirs de la
cuisine, nettoyer les surfaces de travail, conserver les produits laitiers à une température inférieure à 4 °C et les aliments chauds
à une température supérieure à 60 °C. Les aliments humides non acides, comme les produits laitiers, ne doivent pas rester
entre 4 °C et 60 °C pendant plus de 4 heures au total avant d’être consommés, y compris le temps de transport des courses. Le
réfrigérateur ne tue pas les bactéries ; il ralentit seulement leur prolifération. Les éponges en contact avec les aliments sont de
véritables nids à bactéries et peuvent contaminer les surfaces de la cuisine.
2. Vaccinations–vaccination infantile contre la diphtérie, le tétanos et la coqueluche
(pertussis),Haemophilustype B, méningite et pneumonie.
Ces vaccins renforcent notre système immunitaire afin qu'il puisse combattre efficacement les bactéries en cas de
contact. Ils nous protègent des toxines bactériennes, comme celles de la diphtérie. Nous sommes également vaccinés
contre les maladies virales telles que la rougeole, les oreillons, la rubéole et la COVID-19. Les maladies causées par des
protistes sont beaucoup plus difficiles à combattre par la vaccination.
3. Antibiotiques–Des médicaments qui tuent les bactéries ou empêchent leur prolifération.
Ces médicaments sont utilisés après une infection. Comment votre vie serait-elle différente sans antibiotiques ?
Seriez-vous devenu sourd à cause d’une otite ? Seriez-vous décédé, vous ou un membre de votre famille ? Auriezvous dû rester alité pendant des semaines pour guérir d’une infection bactérienne ?
Une bonne alimentation aide également notre organisme à lutter contre les bactéries nocives. Par exemple, dans les régions où les enfants ne
consomment pas suffisamment de fer, les infections sont plus fréquentes.
44
Quelles sont les conditions qui permettent aux bactéries de se développer ?
But:Observer les conditions de croissance des bactéries dans les aliments et apprendre les bonnes pratiques de manipulation des aliments.
Ce dont vous avez besoin :
Exemples d'aliments comprenant les éléments suivants :
Aliments secs (biscuits apéritifs, sucre, nouilles sèches, fruits ou légumes secs)
Aliments acides (cornichons, choucroute, olives)
Aliments en conserve (bocal en verre hermétique ou boîte
métallique) Aliments sucrés (confitures de fruits, bonbons)
Plusieurs tranches de pain blanc sans conservateurs et des sacs à sandwich en plastique refermables. Du lait,
des petits gobelets en papier et du film alimentaire.
Papier pH ou solution indicatrice de pH.
Accès à un réfrigérateur et un congélateur.
(Facultatif) Un déshydrateur alimentaire et un aliment périssable à sécher
Que faites vous:
[Rassemblez les enfants pour une leçon. Dites-leur que nous allons parler de la conservation des aliments.] Nous devons connaître les conditions de
développement des bactéries afin d'éviter que nos aliments ne se gâtent. Lorsque des bactéries ou des champignons se développent dans les aliments, ceux-ci
deviennent souvent impropres à la consommation ; nous risquons d'être malades si nous les mangeons. Il est donc essentiel de savoir comment conserver nos
aliments en toute sécurité.
Examinons ces aliments. On y observe rarement la prolifération de bactéries. Comment le savons-nous ? Leur couleur, leur texture et leur
goût restent inchangés. Ils ne dégagent pas de mauvaise odeur. Essayons d'en comprendre la raison. [Veuillez avertir les enfants des
dangers liés à la dégustation d'aliments suspects. Rappelez-leur qu'il s'agit d'une expérience scientifique et qu'ils ne goûteront pas les
aliments. Prévoyez d'autres échantillons à déguster dans un coin goûter. Si les enfants ont déjà goûté les aliments acides et les conserves,
ils comprendront mieux les propriétés de ces aliments.]
Tout d'abord, observez ces aliments. [Montrez les aliments secs.] Se conservent-ils mal dans le placard ou sur le plan de travail ? [Si les
enfants ne sont pas sûrs, laissez des échantillons sur le plan de travail pendant quelques jours pour qu'ils puissent observer.] Qu'ont en
commun ces aliments ? [Ils contiennent très peu d'eau ; ils sont secs.] L'eau est essentielle à la vie. On peut empêcher la prolifération des
bactéries si les aliments sont suffisamment secs.
Voici d'autres aliments qui se conservent bien. [Montrer des aliments marinés.] À votre avis, qu'est-ce qui les empêche de se gâter ? Quel est leur
goût ? Leur goût acide indique qu'ils sont très acides. Les bactéries responsables de la détérioration des aliments ne se développent généralement
pas dans les aliments très acides.
Les aliments contenus dans ces boîtes ou bocaux vont-ils se gâter ? Pourquoi pas ? [Ils ont été scellés et chauffés pour détruire toutes les
bactéries et les endospores qu'ils contiennent.] Se gâteraient-ils si on les sortait de leur contenant ? Pourquoi ? [D'autres bactéries
présentes dans l'air et sur la vaisselle pourraient s'y développer. Les enfants peuvent faire l'expérience. Un aliment neutre comme les
haricots verts ou les petits pois se gâtera plus vite. De nombreux fruits mettent plus de temps à se gâter car ils sont acides et sucrés.]
Pensez-vous que les bactéries se développent dans un environnement sec ? Comment pourrions-nous vérifier cette hypothèse ? [Laissez les enfants réfléchir ensemble.
Montrez-leur le pain et les sacs en plastique et demandez-leur s’ils pourraient concevoir une expérience pour tester si le séchage permet de conserver le pain.]
Expérimentez le séchage
Avant de commencer, établissez les règles de sécurité. Les enfants peuvent vous aider à en définir certaines. Parmi les règles
essentielles : NE PAS OUVRIR DE CULTURE PRÉSENTANT DES MOISISSURES. Ne pas toucher les échantillons présentant une
prolifération microbienne visible. Se laver les mains après manipulation des échantillons. Ne rien goûter.
Une expérience typique peut être réalisée avec plusieurs échantillons de pain. Chacun est placé dans un sac plastique scellé et observé
pendant environ une semaine.
45
L'expérience peut comprendre :
1) Un morceau de pain non traité comme témoin.
2) Un autre morceau est grillé ou cuit au four pour le sécher. Le séchage peut se faire en deux étapes : un échantillon
Une photo de pain à peine sec et une autre de pain très sec.
3) Un morceau de pain et une cuillère à soupe d'eau. Cela permet de vérifier si une plus grande quantité d'eau entraîne une détérioration plus
importante ou différente.
4) D'autres méthodes pour tester les idées des enfants, comme la réfrigération ou la congélation. L'ajout de sel ou de
sucre déshydrate efficacement les micro-organismes ; ils pourraient donc avoir envie d'essayer.
Une autre méthode pour expérimenter le séchage comme moyen de conservation des aliments consiste à sécher des fruits. Les pommes conviennent
parfaitement. Comparez différents temps de séchage. Placez les échantillons dans des sacs en plastique et observez-les après séchage. Utilisez un échantillon
frais comme témoin. Vous pourrez peut-être démontrer que des champignons peuvent se développer même si les aliments ne sont pas parfaitement secs.
Expérimentation avec le lait
Le lait permet de démontrer la détérioration rapide d'un aliment riche, ni très acide ni très salé. Il peut servir à tester des
méthodes de conservation par réfrigération ou congélation. Le yaourt et le fromage sont des aliments fabriqués à partir
de lait grâce à des bactéries. Ils se conservent mieux que le lait grâce à leur acidité et aux bonnes bactéries qu'ils
contiennent. Le fromage, beaucoup plus sec que le lait, freine la prolifération bactérienne.
Pour illustrer les conditions de détérioration du lait, versez une cuillère à soupe de lait dans un petit gobelet en papier et
recouvrez-le de film alimentaire. Demandez aux enfants de préparer plusieurs gobelets et de les placer dans différentes
conditions. Expliquez-leur qu'ils vont tester la détérioration par l'odeur et l'apparence. Invitez-les à réfléchir aux conditions de
test. Par exemple : la température (à température ambiante ou au réfrigérateur ; un endroit chaud ou frais dans la pièce) et
l'hygiène (un gobelet propre ou un gobelet légèrement sale ; un gobelet déjà utilisé ou un gobelet propre). Veillez à laisser
l'échantillon au réfrigérateur suffisamment longtemps pour qu'il se détériore. Les enfants doivent comprendre que la
réfrigération ralentit la prolifération microbienne, mais ne l'arrête pas. Concrètement, les restes conservés au réfrigérateur
doivent être consommés dans les jours qui suivent.
Demandez aux enfants de préparer un tableau pour les résultats et d'y consigner leurs observations. Au cours des deux ou trois jours
suivants, invitez-les à examiner leurs cultures et à les sentir avec précaution. NE PAS OUVRIR NI SENTIR UNE CULTURE PRÉSENTANT DES
MOISISSURES. Les spores de moisissures peuvent déclencher des allergies et des crises d'asthme. Vous pouvez également détecter une
altération en ajoutant un indicateur de pH ou en utilisant du papier pH pour vérifier si le lait est devenu plus acide. Les bactéries ont
tendance à acidifier le lait en se développant.
Résumez vos conclusions
À la fin de cette étude, discutez de vos conclusions et dressez une liste des mesures que nous pouvons prendre pour préserver la qualité de nos aliments et les
rendre propres à la consommation.
Voici quelques idées à inclure :
1) Gardez les aliments propres. Ne laissez pas de saletés s'y déposer. Lavez-vous les mains avant de préparer ou de consommer des aliments. Ne buvez pas le lait
directement à la brique.
2) Ne laissez pas les aliments neutres (non acides) à des températures favorisant la prolifération bactérienne. Il est conseillé de conserver les
aliments périssables à une température supérieure à 60 °C (140 °F) ou inférieure à 4 °C (40 °F). Les bactéries se développent très
lentement, voire pas du tout, à ces températures. Les recommandations sanitaires pour les restaurants précisent qu'un aliment
Par exemple, le lait ne doit pas rester à ces températures pendant plus de quatre heures au total avant d'être consommé.
3) Mettez les restes alimentaires au réfrigérateur rapidement après avoir terminé un repas.
4) Ne consommez pas d'aliments qui ont une apparence ou une odeur suspecte. Mieux vaut prévenir que guérir.
Élimination sécuritaire des aliments avariés issus de vos expériences
Pour commencer, utilisez de petites quantités de nourriture. Vous pouvez les jeter dans un sac hermétique à la poubelle ou, mieux encore, les
déposer directement dans un conteneur à déchets. S'il est possible que vous ayez développé des quantités ou des types de micro-organismes
potentiellement dangereux pour les éboueurs, ajoutez de l'eau de Javel diluée de moitié ou un autre désinfectant efficace à la culture.
Laissez reposer pendant une heure avant de le jeter.
46
Ressources pour l'étude des procaryotes
LE = primaire inférieur (6-9 ans) ; UE = primaire supérieur (9-12 ans) ; MS = collège
Barker, David M. 2010.Archées : Amoureuses du sel, productrices de méthane, thermophiles et autres archées.
Collection « Une classe à part ». Éditions Crabtree. Ce volume contient des informations de base intéressantes, mais il présente
une confusion concernant la photosynthèse, un processus que les archées ne possèdent pas. UE-MS.
Biskup, Angnieszka. 2010.Le monde surprenant des bactéries avec Max Axiom, super scientifique.Projet de fin d'études
Presse. L'intrigue est mince, mais les faits sont bons, et le format graphique pourrait intéresser les lecteurs réticents. LE.
Bjorklund, Ruth. 2006.Maladies d'origine alimentaireSérie d'alertes sanitaires. Référence Marshall Cavendish.
Il couvre un large éventail d'agents infectieux, y compris les bactéries, et explique comment prévenir ces
maladies. LE-UE.
Brosnan, Katie. 2020.Jardin intestinal : un voyage au cœur du monde merveilleux de votre microbiome. Le
Les illustrations représentent des microbes caricaturaux avec des visages, mais elles sont suffisamment explicites. Ce livre permettra aux
enfants de mieux comprendre les bactéries et les archées. LE-UE.
Davies, Nicola et Emily Sutton. 2014.Petites créatures : le monde des microbesCandlewick Press. Ceci
L'album illustré est une introduction attrayante pour les élèves débutants du primaire.
DK Smithsonian. 2021.Microlife : Les miracles du monde miniature révélés.Ce grand livre relié a
Excellentes photomicrographies de bactéries et d'archées. Les enfants apprécieront les illustrations. Public cible : adultes.
Dyer, Betsey Dexter. 2003.Guide pratique des bactériesComstock Publishing Associates de Cornell
Presses universitaires. Cet ouvrage, une excellente introduction aux bactéries dans leur milieu naturel, est très accessible et susceptible
d'inspirer des expéditions et des recherches plus approfondies. Niveau : UE à adulte.
Eamer, Claire et Marie-Eve Tremblay. 2016.À l'intérieur de votre corps : un guide des microbes qui vous appellent
MaisonKids Can Press. Ce livre est exact et à jour pour sa date de publication, ce qui est rare. Les illustrations
amusantes et humoristiques s'accordent parfaitement avec l'histoire. Les enfants apprécieront les blagues. LE-UE.
Farrell, Jeanette. 2016.Alliés invisibles : les microbes qui façonnent nos viesFarrar Straus Giroux. Ceci
Ce livre primé raconte l'histoire des microbes que nous utilisons pour fabriquer du fromage, purifier notre eau et transformer
notre chocolat. Une lecture intéressante pour les adultes.
Farrell, Jeanette. 2016.Ennemis invisibles : Histoires de maladies infectieusesFarrar Straus Giroux. Ceci a
Des récits captivants, contextualisés historiquement. L'ouvrage relate sept maladies majeures causées par des virus, des bactéries et des
protozoaires. Une lecture intéressante pour les jeunes lecteurs et les adultes.
Ingraham, John L. 2010.La marche des microbes : observer l'invisibleBelknap Press de Harvard
Presses universitaires. L'auteur écrit dans un style captivant, accessible à un large public adulte. De nombreux passages peuvent être
partagés avec les enfants. Le premier chapitre offre un bon aperçu des microbes et de leurs activités. Ouvrage vivement recommandé.
Wearing, Judy. 2010.Bactéries : Staphylocoque, streptocoque, Clostridium et autres bactéries.Une série à part.
Crabtree Publishing Co. Cet ouvrage fournit de bonnes informations sur les bactéries et leurs rôles bénéfiques, ainsi que leur
implication dans les maladies. Certaines illustrations sont confuses, mais la plupart sont correctes. UE-MS.
Weiss, James. 2021.La beauté cachée du monde microscopiqueLes illustrations aideront les enfants à former
Une représentation réaliste des bactéries telles qu'elles apparaissent au microscope optique. Niveau secondaire. Public cible : adultes.
Wild, Ailsa, Aviva Reed et Gregory Crocetti. 2014.Le calmar, le vibrion et la lune.Échelle libre
Réseau. www.smallfriendsbooks.com. Ce livre raconte une histoire fascinante de symbiose mutualiste. Les bactéries y
sont personnifiées, ce qui contribue à rendre le récit captivant. Ce livre est particulièrement précieux pour les
connaissances qu'il apporte sur la vie microbienne. LE-UE
Wild, Ailsa, Aviva Reed, Briony Barr et Gregory Crocetti. 2014.Zobi et le Zoox.Encore une merveilleuse
Ce livre met en scène des microbes comme personnages. Il raconte la vie à l'intérieur d'un polype corallien, la multitude
d'organismes qui le composent et leurs interactions. L'histoire est captivante et très instructive.
Wild, Ailsa, Aviva Reed, Briony Barr et Gregory Crocetti. 2019.Nema et les Xénos : une histoire du sol
CyclesJe recommande vivement tous les livres de ces auteurs. Ils permettront aux enfants de mieux comprendre les
bactéries et leur rôle dans les écosystèmes. LE-UE
47
Sites Internet pour les procaryotes((Consulté en août 2022)
Consultez le « Zoo microbien » pour découvrir les microbes procaryotes et eucaryotes. Il est disponible sur CD-ROM.
Ce produit contient plus d'informations, d'animations et de sons que le site Web. Vous pouvez commander en ligne ou par
téléphone au 517-353-9229.http://commtechlab.msu.edu/sites/dlc-me/zoo
Le site web du Musée Micropolitain possède une superbe collection d'images de bactéries et de protistes. Vous pouvez y trouver…
bactéries sous la « Collection d'eau douce ».http://www.microscopy-uk.org.uk/micropolitan/
Pour plus d'informations sur la croûte cryptobiotique et les cyanobactéries qui y vivent, voir :https://en.wikipedia.
org/wiki/Biological_soil_crust
Pour voir comment les bactéries se déplacent, rendez-vous sur ce site et sélectionnez « Vidéos ».http://www.rowland.harvard.edu/labs/
bactéries/index.html
« À la rencontre du microcosme » est une vidéo qui présente des procaryotes et des eucaryotes microscopiques. Elle offre une bonne introduction à la culture microscopique.
comparaison entre les deux.https://www.youtube.com/playlist?
list=PLf3BfsFyWWMGYCZdbEfp2_w0RSCj0gV7X
Le site « Life on Earth » de l’Université de Californie à Berkeley fournit des informations sur la morphologie et les fossiles.
enregistrement et écologie des domaines Bacteria et Archaea.http://www.ucmp.berkeley.edu/alllife/
threedomains.html
Pour en savoir plus sur le fonctionnement des bactéries dans le traitement des eaux usées, consultez :https://asm.org/Articles/2020/April/
Comment les microbes nous aident à recycler nos eaux usées
Le site web du Musée américain d'histoire naturelle propose des vidéos d'un microbiologiste répondant aux questions des enfants.
questions.https://www.amnh.org/explore/ology/microbiology/ask-a-scientist-about-microbes
Guide de prononciation des termes relatifs aux procaryotes
Acidianus(ah-Sid-eh-AN-us)
Archées (are-KEY-ah)
Clostridium tetani(klah-STRID-eh-um TET-an-eye)
cryptobiotique (kryp-TOW-bye-AHHT-ick)
cyanobactéries (Sigh-AN-oh-bac-TEAR-ee-eh)
endospore (EN-doh-spore)
entérocoques (En-ter-oh-COCK-us) pluriel, entérocoques (En-ter-oh-COCK-sigh)
Escherichia coli(ES-cheh-REE-key-ah KOH-lye) Eukarya (vous-KARE-ee-eh)
extrémophile (ek-STREAM-oh-File)
halophile (HAY-low-File)
Leptospira(Lep-tow-SPY-rah) méthanogène (mehTHANE-eh-jen) Methanosarcina (meh-THAN-ohsar-SIGH-nah)
Nostoc(NOS-Tock)
Procaryotes (Pro-kare-ee-OH-tee) procaryotes
(Pro-kare-ee-AHHT-ick) protéobactéries (protee-OH-bac-TEAR-ee-eh) spirochète (spy-rowKEET)
Staphylocoque(Personnel-ah-bas-COCKnous) Streptocoque(Strep-tow-COCK-us)
48
Chapitre 4 : Les protistes
TétrahymèneIl s'agit d'une seule
cellule. Ce protiste cilié actionne tous
les cils présents à sa surface de
manière coordonnée, ce qui lui
permet de nager très rapidement. Il
appartient à la lignée SAR, aux
alvéolés et aux ciliés.
Photomicrographie protégée par le droit d'auteur
d'Aaron Bell et utilisée avec sa permission.
Introduction – Enseignement sur les protistes
Les protistes sont des organismes fascinants à étudier. Ils
Les supergroupes eucaryotes constituent les principaux
sont incroyablement différents des plantes et des animaux.
groupes de protistes. Hormis les trois règnes valides
Nombre d'entre eux sont suffisamment grands pour être
(champignons, animaux et plantes), les supergroupes et les
vus à l'œil nu, et les plus petits se prêtent bien à
branches mineures, encore non classées, des organismes
l'observation au microscope. Leur présence surprenante
eucaryotes unicellulaires forment les protistes.
dans une infusion de foin stimule la réflexion des enfants
sur l'habitat de ces cellules étonnantes, leurs mécanismes
de survie et leur origine dans la culture.
Ce groupe d'organismes a connu des problèmes de dénomination. La plupart
des biologistes l'appellent les protistes. Un ancien nom, Protoctista, est tombé
en désuétude. Le terme de recherche le plus courant pour les enfants pour
désigner ces organismes reste « protiste ».
Si les enfants connaissent les principales branches des
protistes et l'origine des règnes végétal, animal et fongique, ils
auront une bonne base pour des études plus approfondies.
L'histoire « L'arrivée des protistes » initie à l'étude de ces branches
du vivant. Les protistes sont si diversifiés qu'une introduction plus
approfondie nécessitera probablement deux leçons, voire plus. Une
fois les connaissances de base acquises, les enfants seront sans
Les protistes constituent-ils un véritable règne ? Non, selon la
doute intéressés par des recherches et des expériences
définition actuelle d'un règne. Un véritable règne regroupe
supplémentaires avec les protistes. Une simple infusion de foin
tous les descendants d'un ancêtre commun. Comme vous le
constitue un bon point de départ. Consultez les instructions pour
verrez sur le diagramme de ramification des protistes, les
cette activité dans la section intitulée « Les protistes en classe ».
règnes des champignons, des animaux et des plantes sont en
réalité des branches continues de ce groupe d'eucaryotes. S'il
existe un ancêtre eucaryote commun (et c'est probable), alors
les protistes ne sont qu'une partie de sa descendance.
Il est important de noter que la classification des protistes est encore en cours
d'élaboration. Certains éléments du schéma présenté ici sont bien établis (les
opisthocontes, par exemple), mais la branche des Excavata est susceptible
La question la plus importante est de savoir s'il faut l'enseigner comme un règne. Le
d'être remaniée. Quelques branches mineures ont été intégrées à la
terme « règne des Protistes » n'a sa place que dans les cours d'histoire de la
phylogénie des protistes, et la terminologie continue d'évoluer. Même si
classification. Les manuels de biologie universitaire désignent ce groupe par
certains aspects de cette classification venaient à changer, il est préférable de
l'expression « protistes », sans le terme « règne ». Les biologistes, quant à eux, sont
commencer l'étude des enfants avec ce schéma plutôt qu'avec des
de plus en plus nombreux à le considérer comme tel.
classifications plus anciennes.
49
L'avènement des protistes : les premiers eucaryotes
Une version abrégée du récit précédent introduit chaque
Les cellules eucaryotes se sont multipliées et ont évolué. Elles ont
règne, permettant aux enfants de saisir les liens et le cycle
exploré de nombreux modes de vie. Aujourd'hui, il en existe une
de la vie. Pour cette leçon, disposez le tableau des
immense diversité. Elles vivent dans l'eau ou des milieux humides
procaryotes et alignez-y celui des protistes. Cette section du
partout sur Terre. Nous examinerons les principales lignées et
tableau peut être appelée « les protistes » ou « les
verrons comment elles ont donné naissance aux autres règnes : les
supergroupes des eucaryotes ».
champignons, les animaux et les plantes. On appelle « protistes »
Les élèves tireront profit de la visualisation d'images supplémentaires
des protistes, en plus des cartes du tableau. Consultez le site web et la
liste des ressources du livre pour trouver des sources. Cette leçon, en
particulier la version avancée, présente un grand nombre de protistes ;
les eucaryotes unicellulaires et leurs proches parents à corps
multicellulaire simple. Ils constituent les branches des organismes
eucaryotes ; les principaux groupes sont appelés les supergroupes
eucaryotes.
il est donc possible de la scinder et de la présenter en plusieurs séances.
Sur notre tableau des protistes, on distingue deux branches principales.
Vous pouvez commencer par la version simplifiée et approfondir
L'une d'elles est appeléeAmorphéeet il s'agit d'un supergroupe. Son
certains passages ultérieurement.
nom signifie « sans forme ». Il fait référence aux cellules dépourvues de
Introduction
Lorsque la Terre était jeune, après l'apparition de l'eau liquide à
sa surface, le miracle de la vie se produisit. Les premières
cellules commencèrent à croître et à se reproduire, à échanger
des informations et à expérimenter de nouvelles façons de
vivre. Les bactéries et les archées se développèrent et la vie
paroi cellulaire ; on en trouve de nombreuses chez les Amorphea. Cette
lignée a également été appeléeunikonts.«« Uni » signifie « un » et «
kont » signifie flagelle, une structure en forme de fouet qui permet aux
cellules eucaryotes de se déplacer.
Les Amorphea se divisent en deux branches principales : les
amibozoaires et les opisthokontes. Ces noms peuvent paraître étranges,
procaryote prospéra. Un autre type de cellule, doté de
mais nous allons en découvrir la signification.
caractéristiques particulières, fit son apparition. Cette cellule
AmibozoairesLes amibes et les myxomycètes en sont des
développa de nombreuses structures internes, dont un noyau,
exemples. Les amibes sont dépourvues de paroi cellulaire. Leur
une enveloppe spéciale contenant son ADN. Elle possédait une
nom, d'origine grecque, signifie « vie changeante ». Ce sont des
membrane externe, comme les autres cellules, mais aussi autre
cellules unicellulaires qui se déplacent en déployant un lobe,
chose. De minuscules fibres et tubes internes permettaient à sa
appelé pseudopode, qui signifie « faux pied », ce qui leur
membrane de se mouvoir et d'entourer et d'englober des
confère une forme en constante évolution. Les amibes sont
particules. Ce phénomène est fondamental pour la suite des
communes dans les sols humides et les eaux stagnantes, et se
événements et le développement de la vie plus complexe. [À
nourrissent de bactéries et de petits eucaryotes.
partir d'ici, consultez les versions simplifiée ou approfondie cidessous.]
Histoire simplifiée
Il y a environ deux milliards d'années, le troisième type de cellule a
commencé à se développer. Les cyanobactéries avaient libéré
suffisamment d'oxygène dans l'atmosphère pour être utilisables
par une cellule – si tant est qu'elle puisse l'utiliser. Certaines
Certaines amibes se construisent un minuscule abri. Cet
abri s'appelle un test, et elles sont appeléesamibes à
thèqueLes amibes dépourvues de test sont appelées
amibes nuesou des gymnamoebas. Voici des images de
ces deux types d'amibes. [Montrez aux enfants les
structures clairement visibles sur les illustrations et
présentez-leur les pseudopodes.]
bactéries étaient capables d'utiliser l'oxygène, et notre troisième
Certaines amibes vivent dans des matières végétales en décomposition.
type de cellule a fusionné avec l'une d'elles. Cependant, elle n'a pas
Elles se reproduisent par spores. Les cellules peuvent s'assembler et
digéré la bactérie. Elle l'a conservée à l'intérieur comme centrale
former des fructifications (sporanges), structures qui contiennent leurs
énergétique. La bactérie est devenue la mitochondrie, une
spores et facilitent leur dissémination. Ces amibes forment leurs
structure présente dans les cellules eucaryotes. Elle a fourni à la
fructifications lorsqu'elles n'ont plus de nourriture. On les appelle les
cellule l'énergie nécessaire à la formation de structures plus
amibes sporophiles.moisissures visqueusesou encore les amibes
complexes, comme un noyau entouré de membranes. Cette
sociales. Leurs fructifications peuvent ressembler à une boule de mucus
association est appelée cellule eucaryote. [Sur les schémas, placez
ou à de minuscules boules sur une tige.
une flèche partant de la base de la lignée des protéobactéries et
L'autre branche d'Amorphea est appelée la opisthokontes
pointant vers la base de la lignée des eucaryotes sur le schéma des
protistes.] « Eucaryote » signifie que la cellule possède un véritable
noyau, ainsi que des mitochondries et d'autres structures internes.
50
Nous savons que « kont » signifie « flagelle ». « Opistho »
est une racine grecque qui signifie « postérieur » ou «
derrière ». Le flagelle des opisthocontes propulse…
cellule vue de derrière. Notre schéma montre trois branches
Le supergroupe suivant d'eucaryotes est appeléSARSAR, acronyme
d'opisthocontes. L'une d'elles est un groupe de protistes
de Straménopiles, Alvéolés et Rhizaires, regroupe de nombreux
appelés les flagellés à collierLeur collerette est un anneau de
organismes possédant des chloroplastes. Cependant, ces
minuscules fibres. Les flagellés à collerette vivent aussi bien en
chloroplastes ne leur ont pas été transmis par l'ingestion d'une
milieu marin qu'en eau douce.
cyanobactérie. Un ancêtre de cette lignée a en effet consommé une
Les deux autres branches des opisthocontes ne figurent pas dans
notre tableau car elles ne sont pas des protistes. À partir d'ancêtres
opisthocontes, elles ont donné naissance aux règnes des
champignons et des animaux. Nous étudierons ces lignées dans les
algue rouge et a ainsi conservé les chloroplastes. [Vous pouvez
ajouter une flèche pour illustrer cette transmission. Elle doit partir
de la lignée des algues rouges et pointer au-dessus de la branche
des Rhizaires sur la lignée SAR.]
leçons suivantes.
Nous allons d'abord examiner lestraménopiles.Elles comprennent les
La deuxième branche principale des eucaryotes (les protistes) a
algues brunes, les diatomées, les algues dorées et les algues jaune-vert.
été appelée lesbikontsComme vous pouvez probablement le
Leur nom signifie « flagelle recouvert de paille ». De nombreux
deviner, « bikont » signifie « deux flagelles ». Il est probable
membres de ce groupe possèdent deux flagelles, dont l'un est recouvert
que l'ancêtre de cette lignée possédait deux flagelles ; nombre
de petits poils. Outre les algues, on trouve dans la lignée des
de ses membres actuels en possèdent également deux. Leurs
straménopiles des organismes incolores, semblables à des
flagelles sont situés à l'avant ou au milieu de la cellule, et ils la
champignons. Un groupe, lesmoisissures d'eauElle provoque des
propulsent dans l'eau. Il existe trois branches principales de ce
maladies chez les plantes, notamment le mildiou de la pomme de terre
côté de l'Arbre de Vie.
et la mort subite du chêne.
Archéplastidesest le supergroupe à gauche de notre tableau. Son nom
Notre graphique présente des exemples d'algues straménopiles.algues
signifie « plastides anciens ». Un plastide est une structure délimitée par
brunesElles comprennent des algues géantes ainsi que des espèces
une membrane, souvent colorée, dans une cellule végétale ou d'algue.
microscopiques. Ce sont des algues très communes. Leurs proches
[Du grecplastos[« moulé ».] Un événement TRÈS important pour la vie
parents, lesdiatoméesLes diatomées sont des algues unicellulaires.
sur Terre s'est produit dans la cellule ancestrale de ce groupe lors de
Elles construisent de magnifiques petites enveloppes de silice autour de
l'acquisition du premier plaste. Elle a absorbé une cellule de la lignée
leurs cellules. [La silice est du dioxyde de silicium et ressemble au verre.]
des cyanobactéries sans la digérer. L'ancienne cyanobactérie est restée
Toutes jouent un rôle important dans les écosystèmes. Les diatomées
dans la cellule et s'est transformée en chloroplaste, dont le nom signifie
produisent environ 20 % de l'oxygène atmosphérique, soit à peu près
« corps vert ». Ceci a permis aux descendants de cette cellule de réaliser
autant que les forêts tropicales.chrysophytes à écaillesCe sont des
la photosynthèse. Ce sont en réalité leurs chloroplastes, les
cellules uniques d'algues dorées qui se recouvrent d'écailles de silice
cyanobactéries qu'ils ont capturées, qui produisent la nourriture
complexes. Elles vivent dans les écosystèmes d'eau douce.
nécessaire à la vie terrestre et à une grande partie de la vie aquatique.
[Sur les schémas, ajoutez une flèche reliant la base de la lignée des
cyanobactéries au début de la branche des Archaeplastida.]
LealvéolésLeur nom provient des petites poches situées
sous la surface de leurs cellules. « Alvéo- » signifie « cavité »
en latin. [Les petites poches de nos poumons sont appelées
Une branche des Archaeplastida est devenue laalgues rougesLes
alvéoles.] Les protistes alvéolés sont unicellulaires. Ils
algues rouges vivent dans les océans. Quelques espèces vivent en
comprennent les dinoflagellés, les ciliés et un groupe
eau douce. Certaines sont unicellulaires, mais beaucoup sont de
d'organismes pathogènes appelés apicomplexes.
grandes algues visibles à l'œil nu. Certaines espèces déposent une
couche protectrice de calcium autour d'elles ; on les appelle les
algues corallines. Nous consommons des algues rouges ; l'algue
nori est utilisée comme enveloppe pour les sushis. [Afficher la
photo en couleur de l'algue rouge à insérer dans le tableau.]
LedinoflagellésCes dinoflagellés tournoient dans l'eau. Leur nom
signifie « flagellés tournoyants ». L'un de leurs flagelles est enroulé
autour du centre de la cellule, tandis que l'autre la suit. De
nombreuses espèces possèdent des cellules recouvertes de
plaques de cellulose. [La cellulose constitue également les parois
L'autre branche des Archaeplastida est celle desalgues vertesElles
cellulaires des plantes et les fibres comme le coton.] Leurs flagelles
sont très répandues en eau douce et dans les océans. On trouve
sont logés dans deux sillons de leurs plaques. Certains dinoflagellés
des organismes unicellulaires, des filaments et des formes plus
réalisent la photosynthèse, comme les algues, tandis que d'autres
grandes, comme la laitue de mer. Les principaux groupes d'algues
sont hétérotrophes. Une prolifération importante de dinoflagellés
vertes sont leschlorophyteset lecharophytes. Le groupe frère de
dans les eaux côtières peut provoquer des marées rouges, qui
la lignée des charophytes s'étend au-delà de notre tableau car les
empoisonnent d'autres organismes marins. Certains dinoflagellés
descendants de cette lignée ont donné naissance au règne végétal.
sont des partenaires essentiels des coraux et d'autres espèces
marines. Ils vivent à l'intérieur de leurs hôtes et les nourrissent.
51
LeciliésLes ciliés vivent dans l'eau et le sol. Une infusion
de foin permet d'en cultiver de nombreux. Ils doivent
leur nom aux cils, de courts filaments souples présents à
leur surface. « Cilium » signifie « cil » en latin. Ces cils
leur permettent de se déplacer très rapidement dans
l'eau. Certains ciliés restent immobiles et utilisent leurs
cils pour faire circuler l'eau et ainsi se nourrir.
à une structure située près de la base de leur flagelle.
LeapicomplexesLes parasites sont ainsi nommés d'après une
« entre les cellules ». Certains organismes de cette lignée ont perdu
structure située à l'une de leurs extrémités cellulaires, le complexe
leurs mitochondries, probablement parce qu'ils se développent
apical. Cette structure leur permet de se fixer à leurs hôtes, qui
dans des environnements pauvres en oxygène.
comprennent des vertébrés et des invertébrés. Le paludisme, qui
Notre tableau peut sembler recenser de nombreux protistes, mais il y en
appartient à ce groupe, est transmis d'une personne à l'autre par
une espèce particulière de moustique. Maladie des régions
tropicales, c'est l'une des maladies humaines les plus mortelles. Elle
tue environ 600 000 personnes chaque année.
Lemétamonadesnotamment un parasite intestinal, Giardia lamblia
Cet organisme forme des kystes (structures de résistance) qui
survivent dans l'eau et provoquent des diarrhées chez les
personnes qui consomment de l'eau non traitée. On le trouve
fréquemment dans les cours d'eau et les lacs, mais il peut être
éliminé par ébullition ou filtration de l'eau. « Métamonade » signifie
a encore plus dans la nature. On peut considérer les protistes comme «
les multiples expériences de la nature sur la manière d'être une cellule ».
Certains protistes ont donné naissance à de vastes lignées.
– les branches de notre schéma. D'autres sont restées un seul
La prochaine lignée SAR est laRhizariaLe nom provient du mot
type de cellule. [La zone plate au-dessus de l'étiquette
grecrhiza,Ce terme signifie « racine ». Les rhizaires se
« Eucaryotes » sur le schéma indique qu'il peut exister d'autres
nourrissent grâce à de fins prolongements filiformes de leur
lignées.] Nous avons vu que trois lignées de protistes ont
cytoplasme, semblables aux poils absorbants des racines des
évolué pour donner naissance à d'autres règnes : les
plantes. Les rhizaires comprennent les foraminifères et les
champignons, les animaux et les plantes. Nous étudierons
radiolaires, qui sont des organismes unicellulaires produisant
l'apparition de ces règnes dans les leçons suivantes.
des coquilles complexes (appelées tests).
Leforaminifères(Les foraminifères (ou foraminifères) doivent leur nom aux
orifices présents dans leur testicule. « Fora » est un mot latin qui signifie
« ouverture » ou « fenêtre ». Le testicule des foraminifères comporte de
nombreux petits orifices par lesquels ils se nourrissent.
LeradiolairesElles forment des coquilles ajourées et dentelées, parsemées de
nombreuses pointes. Il est difficile d'imaginer que ces magnifiques structures
soient constituées d'une seule cellule.
Histoire avancée (suite de l'introduction)
Cette cellule primitive possédait de nombreuses membranes au
sein de son cytoplasme. Quelques autres cellules, comme les
cyanobactéries, peuvent présenter des replis de leur membrane
cellulaire vers l'intérieur de leur cytoplasme, mais la plupart des
procaryotes ne possèdent qu'une membrane externe. Vous l'aurez
sans doute deviné, la cellule que nous décrivons ici est l'ancêtre des
cellules eucaryotes, c'est-à-dire des cellules dotées d'un véritable
Le dernier supergroupe d'eucaryotes est lefouillesou FouillesCe
noyau. Chez les cellules eucaryotes, l'ADN est contenu dans une
groupe doit son nom à la présence d'un sillon ou d'une poche dans
structure particulière entourée de membranes : le noyau.
leurs cellules, servant de réserve nutritive. Il comprend les euglènes
et les kinétoplastidés, ainsi qu'un groupe de parasites appelés
métamonades. Ce groupe pourrait ne pas constituer une branche
unique ; des études complémentaires sont nécessaires.
On ignore l'origine exacte de la lignée cellulaire eucaryote. Les
premiers fossiles connus remontent à environ deux milliards
d'années. Les eucaryotes partagent certaines caractéristiques avec
les archées et d'autres avec les bactéries, mais ce groupe possède
LeeuglènesLes euglènes sont des cellules uniques qui peuvent ou non
des particularités qui lui sont propres, comme ses structures
posséder des chloroplastes verts. Les biologistes pensent que leur ancêtre
intracellulaires et sa capacité à phagocyter des particules. Ses
s'est nourri d'une algue verte et en a conservé des fragments, notamment les
descendants ont donné naissance aux protistes et aux autres
chloroplastes. [Vous pouvez ajouter une flèche reliant la lignée des algues
eucaryotes actuels.
vertes à celle des euglènes pour illustrer cela.] Les euglènes peuvent engloutir
Il y a plus de 2 milliards d'années, un événement crucial pour la vie
des proies ou absorber la nourriture produite par d'autres êtres vivants.
eucaryote s'est produit. À cette époque, les cyanobactéries avaient
Celles qui possèdent des chloroplastes se nourrissent d'autres organismes si
libéré suffisamment d'oxygène dans l'atmosphère terrestre pour
elles se trouvent dans l'obscurité, lorsque leurs chloroplastes sont incapables
que les êtres vivants puissent utiliser ce gaz en permanence.
de produire leur propre nourriture.
Lorsqu'elles sont capables d'utiliser l'oxygène, les cellules
Kinétoplastidesincluretrypanosomesqui peuvent extraire beaucoup plus d'énergie de leur nourriture. Ce sont des
parasites. Une espèce provoque le sommeil africain.
La cellule en devenir eucaryote était incapable d'utiliser
La trypanosomiase est une maladie transmise par un type de mouche
l'oxygène. Elle a reçu l'aide d'une cellule procaryote, une
piqueuse. Les trypanosomes infectent les mammifères, les oiseaux et les
protéobactérie dont les cousines actuelles vivent à l'intérieur
insectes. « Kinétoplastidé » signifie « corps moteur » et fait référence à…
d'autres cellules et sont souvent responsables de maladies.
52
Il y a très longtemps, une cellule en devenir eucaryote a absorbé une
amibes socialesLes amibes sont des organismes remarquables. Leur vie
bactérie. Cependant, la cellule plus grande n'a pas digéré le procaryote.
commence sous forme de cellules uniques qui se nourrissent de bactéries
La petite cellule pouvait utiliser l'oxygène pour extraire une grande
présentes dans la végétation en décomposition. Les amibes se multiplient,
quantité d'énergie des molécules alimentaires de la cellule plus grande.
produisant de nombreuses cellules distinctes. Lorsque les ressources
Elle a fourni à cette dernière les molécules de stockage d'énergie
alimentaires viennent à manquer, ces amibes s'assemblent et migrent vers un
nécessaires à la construction de structures complexes et au
endroit propice à la sporulation. Elles forment alors une structure appelée
fonctionnement de ses processus vitaux. Au fil du temps, la cellule
sporange ou fructification, qui peut présenter des formes étonnantes. Le
procaryote est devenue une partie intégrante de la cellule eucaryote
sporange s'élève de quelques millimètres au-dessus de la surface, puis libère
plus grande. Elle est devenue la mitochondrie.
des spores qui peuvent être dispersées par le vent vers un nouvel
Cela paraît simple, mais ça ne l'était pas. Il est possible
que ce phénomène soit unique. L'inclusion d'une cellule
dans une autre implique de nombreuses conditions
complexes et difficiles. Sur notre schéma, un trait épais
représente la lignée cellulaire eucaryote. Sa base est en
pointillés car nous ignorons précisément comment et
quand cette lignée est apparue. Une flèche indique
qu'une cellule issue des protéobactéries a intégré la
lignée cellulaire eucaryote.
environnement. Ces spores germent et donnent naissance à de nouvelles
Les cellules eucaryotes se sont développées et reproduites, et ont
amibes.
LeopisthokontesCe groupe comprend les flagellés à collerette,
le règne fongique et le règne animal. Son nom provient de
deux racines grecques : « opistho- », qui signifie « postérieur »,
et « -kont », qui fait référence au flagelle. Les opisthocontes
possèdent un unique flagelle qui propulse la cellule par
l’arrière. Certains en sont dépourvus. [Les illustrations
montrent souvent des flagelles postérieurs, mais la plupart des
protistes possèdent des flagelles antérieurs qui les tirent.]
évolué au fil du temps. La première grande division a donné
Leflagellés à collierLes choanoflagellés, également appelés
naissance à deux branches. L'une comprenait de nombreux
choanoflagellés, vivent sous forme de cellules isolées ou de petites
individus dotés d'un seul flagelle, tandis que la plupart des autres
colonies. Ils ressemblent beaucoup aux cellules qui tapissent
branches conservaient les deux flagelles habituels. Les flagelles, en
l'intérieur des éponges. Certains restent ancrés à un endroit précis,
forme de fouet, permettent à la cellule de se déplacer dans l'eau.
leur flagelle faisant circuler l'eau pour acheminer la nourriture
[Les flagelles eucaryotes sont beaucoup plus grands et plus
jusqu'à leur collerette de fibrilles, au lieu de propulser les cellules
complexes que les flagelles procaryotes.]
dans l'eau.
Commençons par examiner la branche à flagelle unique. Il s'agit de la
Il existe deux lignées d'opisthocontes devenues multicellulaires : les
Amorphée,anciennement appelé leunikontsLe nom « Amorphea », qui
champignons et les animaux. Sur notre schéma, les lignes qui
signifie « informe », fait référence aux nombreuses cellules de cette
dépassent du bord indiquent l'existence d'une descendance plus
lignée dépourvues de paroi cellulaire rigide. Vous savez que « uni »
nombreuse. Nous examinerons plus tard les schémas de leurs
signifie « un », comme dans monocycle. Devinez ce que signifie « kont ».
règnes respectifs.
Eh oui, cela fait référence au flagelle. La plupart des cellules de cette
branche possèdent un seul flagelle, voire aucun. Les lignées Amorphea
sont lesAmoebozoaireset leOpisthokonta.
La deuxième grande branche des protistes a été appelée labikont
Groupe. Pouvez-vous nous dire ce que signifie « bikonte » ? Oui,
cela signifie « à deux flagelles ». L'ancêtre des bikontes possédait
Examinons leAmoebozoairesLe nom « amibe » signifie « changeant
probablement deux flagelles, tout comme de nombreuses espèces
», et ces protistes changent de forme en se déplaçant. De
actuelles. Les flagelles des bikontes sont généralement situés à
nombreuses amibes de cette branche ont perdu leurs flagelles et
l'avant ou au milieu des cellules et permettent à ces dernières de se
leur paroi cellulaire, bien que leurs ancêtres possédaient
déplacer dans l'eau, au lieu de s'y propulser.
probablement ces structures. Elles sont devenues des amibes qui
se déplacent en rampant sur des lobes digitiformes de leurs
cellules. Ces lobes sont appelés pseudopodes, ce qui signifie « faux
pieds ». Certaines amibes collent ensemble de minuscules
particules de sable ou de matière organique pour se constituer une
coque appelée test. Les amibes qui fabriquent un test sont
appeléesamibes à thèqueCeux qui n'ont pas passé de test sont
appelésamibes nues ougymnamoebas. (Gymnos(signifie « nu »)
Les amibozoaires comprennent les amibes sociales, également
appelées moisissures visqueusesCertaines d'entre elles possèdent
des flagelles pendant une partie de leur cycle de vie.
La lignée à gauche de notre tableau est appelée la
Archéplastides« Archae- » signifie « ancien », et les plastes
sont des structures cellulaires des organismes
photosynthétiques. À l'origine de cette lignée, un événement
rare et miraculeux a rendu possible la vie diversifiée sur Terre.
Une cyanobactérie ancestrale a réussi à pénétrer dans une
cellule eucaryote et à s'y maintenir, vivant dans le cytoplasme
et produisant de la nourriture pour la cellule hôte. Elle est
devenue le chloroplaste (« corps vert »). Les Archaeplastida
descendent de cette première cellule à posséder un
chloroplaste. [Le chloroplaste et
53
Les cyanobactéries présentent aujourd'hui des différences, mais elles partageaient
Lorsque des biologistes ont observé leurs chloroplastes au microscope
un ancêtre commun.
électronique, ils ont fait une découverte surprenante : ces algues
Les chloroplastes sont essentiels à toute forme de vie. Les algues et les
plantes qui en possèdent, ainsi que les cyanobactéries, captent l'énergie
solaire et produisent la nourriture nécessaire à la quasi-totalité du reste
du vivant sur Terre.
Lealgues rouges, ourhodophytesLes algues rouges appartiennent à
une branche des Archaeplastida. Ces algues possèdent deux pigments,
un vert et un rouge, mais le rouge recouvre souvent le vert. Elles sont
dépourvues de flagelles tout au long de leur cycle de vie. Presque toutes
les algues rouges vivent en milieu marin, mais quelques-unes se
développent en eau douce. Ce groupe comprend des organismes
unicellulaires, des filaments et des formes multicellulaires plus grandes
qui se développent en feuilles ou en branches aplaties. Les espèces
corallines déposent du carbonate de calcium autour d'elles, et certaines
ressemblent à des croûtes roses sur les rochers des bassins de marée.
Les algues corallines jouent un rôle important dans la construction des
récifs. Nous consommons plusieurs types d'algues rouges. Le nori,
utilisé comme enveloppe pour les sushis, est fabriqué à partir de l'algue
rouge du genre *Cylinaria*.PorphyraLa dulse et le laver sont deux
espèces comestibles originaires des côtes irlandaises. L'agar-agar et le
possédaient des membranes supplémentaires autour de leurs
chloroplastes. Il semblerait qu'un ancêtre des straménopiles et des
alvéolés ait consommé une algue rouge et l'ait conservée comme source
de chloroplastes. [Les Archaeplastida ont perdu leur capacité à ingérer
des particules alimentaires après avoir acquis des chloroplastes.
D'autres lignées ont conservé cette capacité et l'ont utilisée pour
acquérir des chloroplastes auprès d'autres algues, et non directement
auprès de la lignée des cyanobactéries. Vous pouvez ajouter une flèche
sur le schéma pour indiquer le transfert secondaire de chloroplastes.
Cette flèche devrait partir de la base de la lignée des algues rouges et
pointer vers la lignée SAR supérieure.]
La branche de gauche, lastraménopiles,C'est ce qui donne le «
S » dans le nom SAR. Ils possèdent (ou leurs ancêtres
possédaient) deux flagelles, dont l'un est recouvert de petits
poils et est appelé flagelle à soies. Le terme « straménopile »
vient des mots latins signifiant paille (stramen) et les cheveux (
pilusLeurs deux flagelles différents valent à ce groupe un autre
nom : les hétérocontes. « Hétéro » signifie « autre » ou
« différent » et « kont » fait référence aux flagelles.
carraghénane sont extraits d'algues rouges et utilisés comme
Les straménopiles comprennent plusieurs grands groupes d'organismes
épaississants alimentaires.
marins.algues brunes, alias le phéophytes(«Les « plantes brunes »
Lealgues vertesLes Archaeplastida constituent une autre branche.
Leurs chloroplastes sont verts, comme l'herbe. Les algues vertes se
présentent sous différentes formes : unicellulaires, filamenteuses,
coloniales, et même des espèces multicellulaires plus grandes. On
les trouve partout sur Terre, aussi bien en eau douce qu'en milieu
marin. Certaines vivent en association avec des champignons dans
les lichens. Une branche de ces algues vertes, leschlorophytes(«
plantes vertes”), comprendVolvox, qui se développe sous forme de
boule de cellules, et Chlorelle, qui est parfois cultivée pour
l'alimentation. Les formes marines comprennentUlva,
communément appelée laitue de mer.
Une autre branche des algues vertes est appelée la
charophytesCette lignée est sœur du règne végétal. Elle
comprend les algues filamenteuses et celles à ramifications
plus complexes. Ces dernières, d'eau douce, sont
communément appelées characées ou lysimaques. Elles
possèdent des filaments ramifiés et ressemblent beaucoup
aux plantes. La ligne qui s'étend jusqu'au bord du schéma
comprennent les algues brunes et les varechs, les plus grandes des algues
marines.diatomées Les diatomées sont des algues unicellulaires qui se
développent en formant des « maisons de verre » – des parois cellulaires
externes appelées frustules. Les frustules de diatomées sont composés de
deux moitiés similaires qui s'emboîtent l'une dans l'autre, à la manière d'une
boîte de Petri. Le terme « diatomée » signifie « coupée en deux » et fait
référence à leur coque en deux parties. Les frustules présentent des formes
géométriques étonnantes, notamment triangulaires, mais la plupart sont de
forme arrondie ou allongées et fines. Les diatomées sont dépourvues de
flagelles. Elles constituent un élément majeur du plancton et sont
d'importants producteurs d'oxygène.
Lealgues dorées(chrysophytesLes chrysophytes et les
algues jaune-vert (xanthophytes) sont deux groupes de
straménopiles communs en eau douce. Les chrysophytes à
écailles forment un groupe particulièrement remarquable.
Ces organismes unicellulaires enrobent leurs cellules
d'écailles de silice complexes. « Chryso- » signifie « doré » et
« xantho- » signifie « jaune ».
représente les plantes terrestres et illustre leur étroite
De plus, les straménopiles comprennent des protistes ressemblant à des
parenté avec les charophytes.
champignons. Les moisissures aquatiques et les mildious,oomycètesLes
Revenons à l'arbre de vie et suivons une autre lignée, une
labyrinthulomycètes sont des décomposeurs, et nombre d'entre eux
lignée importante appeléeSARSon nom provient de ses
trois branches principales : les straménopiles, les alvéolés
et les rhizaires. Les straménopiles et les alvéolés sont des
branches sœurs situées en haut de notre tableau.. Ces deux
lignées comprennent des algues parmi leurs membres. Ces
algues sont brunes, rougeâtres ou dorées.
54
provoquent des maladies chez les plantes et les animaux. Ils sont
responsables du mildiou de la pomme de terre, qui a causé une terrible
famine en Irlande au milieu des années 1840. Un oomycète est à l'origine de
la maladie de la mort subite du chêne, qui s'attaque aux chênes en Californie.
Les labyrinthulomycètes, qui forment des réseaux de mucus, sont des
décomposeurs présents en eau douce et en eau de mer.Oo-” signifie « œuf »
et «mycètes« » signifie « champignon ». Oomycètes et
On a d'abord cru que les filaments visqueux étaient des champignons. [Notez
Au microscope, on observe généralement de nombreux
que de nombreuses moisissures aquatiques vivent dans des sols humides
ciliés qui s'agitent. Parmi les ciliés communs, on trouve :
plutôt que dans l'eau. Précisez que les mildious ne sont pas les oïdiums
communs, qui sont de véritables champignons.]
Paramécie, Tétrahymène,Stentor,Vorticellaet le cilié
prédateurDidinium, qui se nourrit d'autres ciliés.
La branche sœur des staménopiles estAlvéolé, les alvéolés. Ce
Le troisième groupe d'alvéolés est leapicomplexesIls doivent
groupe est ainsi nommé en raison des petites poches situées sous
leur nom à une structure présente dans leurs cellules : le
la membrane cellulaire.AlvéoLe terme « alvéole » signifie « cavité »
complexe apical. Les apicomplexes sont des parasites
en latin. Les petits sacs présents dans nos poumons sont appelés
d’animaux, vertébrés et invertébrés. Ils utilisent leur complexe
alvéoles. Les protistes alvéolés comprennent les dinoflagellés, les
apical pour se fixer aux cellules hôtes et pénétrer dans
ciliés et les apicomplexes.
l’organisme de l’animal.
LedinoflagellésIls constituent une part importante du plancton
Malaria, genrePlasmodiumCe parasite appartient à cette
océanique. Certains vivent en eau douce. Ce sont presque tous des
lignée. Comme beaucoup d'autres, il a deux hôtes : les
organismes unicellulaires. Beaucoup possèdent une enveloppe
moustiques et les humains. Le paludisme est une maladie très
externe rainurée composée de plaques de cellulose. Ils sont dotés
grave dans les climats chauds et il tue de nombreuses
de deux flagelles : l’un situé dans une rainure qui entoure la cellule,
personnes en Afrique. Selon l'Organisation mondiale de la
et l’autre qui s’étend à l’extérieur de celle-ci. Lorsque ces flagelles
Santé, près de la moitié de la population mondiale est exposée
battent, les cellules tournoient dans l’eau. C’est ainsi qu’ils ont reçu
au risque de paludisme. Les scientifiques étudient le paludisme
leur nom.Dinosaures« » est une racine grecque qui signifie
afin de trouver de meilleurs médicaments contre cette maladie
« tourbillonnant ».
très difficile à soigner. L'étude de ses cellules a révélé une
Les dinoflagellés comprennent des hétérotrophes qui se
nourrissent de bactéries et d'autres protistes, et des
photosynthétiques possédant des chloroplastes brunâtres. Certains
dinoflagellés vivent dans les tissus d'anémones de mer, de coraux
et d'autres organismes marins. Ils produisent de la nourriture pour
surprise : elle dévoile son histoire très ancienne.Plasmodium
L'ancêtre de ce parasite possédait autrefois un chloroplaste. Il
en subsiste un vestige dans ses cellules, et il est essentiel à sa
survie. [Cette découverte pourrait mener à de nouveaux
traitements contre le paludisme, peut-être à base d'herbicides.]
leurs hôtes par photosynthèse. Ces organismes symbiotiques sont
Parmi les autres apicomplexes, on trouveCryptosporidium, qui
appelés zooxanthelles et sont dépourvus de plaques cellulosiques.
provoque la diarrhée chez les bovins et les humains, et
Il arrive que les dinoflagellés prolifèrent en si grand nombre qu'ils
colorent l'eau : c'est ce qu'on appelle une efflorescence algale. Ces
efflorescences présentent un aspect intéressant : nombre de ces
organismes deviennent bioluminescents lorsque l'eau est agitée.
Toxoplasme, qui provoque une maladie chez les chats, les
humains et les rongeurs. [L'illustration de l'apicomplexe pour le
tableau est un kyste au repos deCryptosporidium, une
structure très résistante au chlore.]
Cependant, certaines dinoflagellés sont également dangereuses :
Pour revenir à la branche SAR, examinons la troisième
ce sont les marées rouges. Certains dinoflagellés produisent une
lignée,RhizariaLes membres de ce groupe ressemblent à
toxine mortelle pour la faune marine et même pour l'homme qui
des amibes, mais ils ne possèdent pas les grands
consomme des coquillages provenant de la zone touchée. Les
pseudopodes à lobes obtus des amibozoaires. Ils se
coquillages ingèrent les dinoflagellés et transmettent ainsi la toxine
nourrissent plutôt grâce à de fins filaments de cytoplasme.
aux personnes qui les consomment.
Le nom « Rhizaria » provient de l'aspect racinaire de leurs
LeciliésLes Ciliophora constituent un autre groupe
d'alvéolés. Ces protistes sont très communs dans les sols
humides et les milieux d'eau douce et marins. Ils se
pseudopodes.Rhiza« Rhizarian » est un mot grec qui
signifie « racine ». Les rhizarians construisent généralement
de magnifiques et complexes coquilles.
nourrissent généralement de bactéries. Ils tirent leur nom
LeforaminifèresouforaminifèresCe sont des cellules uniques
des structures filiformes qu'ils utilisent pour se déplacer ou
dotées d'un tubercule pouvant présenter des chambres spiralées et
se nourrir.Cil« » est une racine latine qui signifie « cil » ; «
atteindre plusieurs centimètres de diamètre. Les plus grandes
phoro”« Porter » est un mot grec qui signifie « porter ».
Leurs cils travaillent ensemble pour propulser la cellule
dans l’eau très rapidement.
abritent généralement des dinoflagellés zooxanthelles. La plupart
Lorsqu'on prépare une infusion de foin, de nombreux ciliés
petits orifices. En latin, le mot désignant une ouverture est «
s'y développent généralement. Ces organismes peuvent
vivre avec peu d'oxygène et prospèrent dans l'infusion. Ils
se développent à partir de kystes, structures de résistance
courantes dans le sol et sur les plantes.
mesurent cependant moins d'un millimètre et sont parfois
appelées « sables vivants ». Le tubercule est percé de nombreux
foramenD'où le nom du groupe. Les foraminifères sont
principalement marins et vivent pour la plupart dans la zone
benthique (fond de l'océan). Comme leurs tests contiennent des
composés calciques et se fossilisent bien, ils ont laissé des traces.
55
un riche registre fossile remontant à la période
cambrienne.
Un autre groupe de Rhizaria prospère à la surface de l'océan et
de l'eau douce. Il s'agit desradiolairesLes radiolaires sont des
protistes unicellulaires qui fabriquent des tests complexes en
silice. Ces tests présentent de nombreux orifices, et les
pseudopodes étroits s'étendent à travers ces ouvertures. Le
nom « radiolaire » dérive du latin et signifie « petit rayon de
soleil ». radiolusCela fait référence aux nombreux pseudopodes
minuscules qui s'étendent dans toutes les directions à partir de
la cellule. Les radiolaires possèdent également un long registre
fossile, du Cambrien à nos jours. Certains radiolaires abritent
des zooxanthelles.
Le dernier supergroupe eucaryote, lefouillesou Fouilles, se trouve
sur la branche de Bikont au moins pour l'instant. On ignore encore
la composition exacte et la répartition de ces protistes. Leur nom
provient d'une dépression présente dans leurs cellules : une
gouttière nourricière ou une poche située à une extrémité de la
cellule. Les excavates sont des organismes unicellulaires qui
comprennent des groupes libres et des groupes parasites.
LeeuglènesLes euglènes appartiennent à la lignée des
excavates. Ces organismes ont causé beaucoup de confusion
lorsque les biologistes ont tenté de classer toute forme de vie
dans le règne végétal ou le règne animal. Certaines euglènes
possèdent des chloroplastes, probablement hérités de leur
ancêtre qui consommait une algue verte, tandis que d'autres
en sont dépourvues et sont hétérotrophes. Les euglènes vivent
en eau douce. Elles possèdent deux flagelles, bien que l'un
d'eux puisse être très court chez les espèces
photosynthétiques. Elles sont recouvertes d'une pellicule
enroulée en spirale. Certaines euglènes sont longues et fines,
d'autres arrondies. [Vous pouvez observer de superbes images
d'euglènes à l'adresse http://tolweb.org/Euglenida/97461. Sur
le schéma, vous pouvez tracer une flèche reliant la lignée des
algues vertes à la base de la lignée des euglènes pour illustrer
le transfert secondaire des chloroplastes.]
LekinétoplastidesIls comprennent des protistes parasites
étroitement apparentés aux euglènes. Tous deux appartiennent au
clade des Euglenozoa.TrypanosomesLes trypanosomes
appartiennent au groupe des kinétoplastidés. La maladie du
sommeil africaine est une maladie causée par des trypanosomes.
Les métamonades sont dépourvues de mitochondries. Leur nom
signifie « entre les cellules », car les scientifiques pensaient
initialement qu'elles se situaient, par leur structure, entre les
procaryotes et les eucaryotes. Elles vivent dans des milieux pauvres
en oxygène, comme le tube digestif des animaux. C'est pourquoi
elles n'ont pas de mitochondries. En étudiant attentivement les
métamonades, les biologistes ont découvert des preuves que ces
cellules en avaient autrefois possédé. On sait aujourd'hui que les
métamonades appartiennent au groupe des excavates. [Parmi les
preuves de la présence passée de mitochondries chez les
métamonades, on trouve des vestiges de structures dégénérées
dans le cytoplasme et des gènes mitochondriaux dans leur ADN.]
Certaines espèces de métamonades vivent dans l'intestin des
termites et leur permettent de digérer le bois. D'autres
infectent l'homme. L'une des plus notoires est Giardia, qui
provoque la diarrhée. Elle se transmet par l'eau contaminée et
constitue un problème dans les cours d'eau des zones
sauvages. Elle peut infecter de nombreux mammifères, tels
que les chats, les chiens, les cerfs et les castors. En camping ou
en randonnée, l'eau potable provenant des ruisseaux ou des
lacs doit être bouillie ou filtrée pour éliminer la bactérie.
GiardiaLes cellules deGiardiaIls possèdent deux noyaux et
quatre paires de flagelles. Ils semblent être doublés, ce qui
donne à leur groupe le nomDiplomonades, « cellules doubles
». [Tous les flagelles ne sont pas visibles sur l'image.]
Comme vous pouvez le constater sur notre schéma, les cellules eucaryotes
ont beaucoup expérimenté différents modes de vie. Ces expériences ont
donné naissance aux supergroupes eucaryotes. Bien que notre schéma
comprenne de nombreux protistes, la diversité des cellules eucaryotes est
encore plus vaste. Plusieurs branches mineures n'y figurent pas. Les
scientifiques n'ont pas encore déterminé la lignée de certains protistes. Ceux
qui apparaissent sur notre schéma représentent les lignées principales. [De
nombreux genres de protistes n'ont pas été classés. Parmi les lignées
mineures notables, on peut citer les cryptophytes, qui pourraient être
apparentés aux Archaeplastida, et les haptophytes, qui pourraient être
apparentés aux SAR.]
[Remarque : cette leçon d’introduction est un simple aperçu et de
nombreux protistes n’y figurent pas. Si vous pensez que vos enfants
souhaitent en savoir plus, vous pouvez ajouter les informations cidessous.]
Ce trypanosome est transmis à l'homme par la mouche tsé-tsé, un
Par exemple, les haptophytes sont un groupe d'algues
insecte piqueur. Les trypanosomes possèdent un flagelle unique et
unicellulaires très répandues dans le plancton, mais non
une longue membrane ondulée sur le côté de la cellule. Ce groupe
représentées sur le graphique. Un groupe d'entre elles, les
doit son nom à une structure située près de la base du flagelle, le
coccolithophores (« graines à baies »), se recouvre de
kinétoplaste, dont le nom signifie « corps mobile ».
plaques contenant du calcium. Ces plaques, appelées
LemétamonadesLes Excavates constituent un autre groupe
important. Au départ, les biologistes pensaient qu'ils pouvaient
descendre de la première cellule eucaryote, car les métamonades…
56
coccolithes, sont retrouvées dans les archives fossiles
jusqu'au Jurassique. [Voir les sites web surEmiliania Huxleyi
si les enfants souhaitent voir ces organismes.]
Cette version en noir et blanc des cartes représentant les protistes sur l'arbre de vie est destinée à l'enseignant. Les cartes en
couleur à placer sur l'arbre se trouvent en annexe.
« Unikont » signifie « flagelle unique
». flagellé à collier, choanoflagellé
flagellé à collier,Codosiga botrytis, par DJ Hubberd, J. Cell Science 1975
Protiste–Amorphée–Amoebozoaires
amibe nue(gymnamoeba)
Cette cellule unique déploie des lobes émoussés de
son cytoplasme lorsqu'elle se déplace. Ces lobes sont
appelés pseudopodes, ce qui signifie « faux pieds ».
Les amibes utilisent leurs pseudopodes pour ingérer
des particules alimentaires. Il s'agit d'une amibe nue ;
elle est dépourvue de test (coque). Taille : environ
400 µm de long.
© Peter Siver, Chrysophytes, LLC., autorisé pour une utilisation dans cette publication
Protiste–Amorphée
Amoebozoa –Amibe testate
Cette amibe du genreDiffugiaElle a construit
un test à partir de grains de sable et d'autres
débris qu'elle a agglomérés. Ces tests
survivent souvent à la mort de l'amibe. Des
tests fossiles datant du Protérozoïque sont
connus. Taille : le test mesure environ 100
micromètres (µm) de long.
©Jason Oyadomari, utilisé avec permission ; les organismes en forme de bâtonnets à l'arrière-plan sont des diatomées.
Protiste–Amorphea – Amoebozoa
Mycetozoa –Moisissures visqueuses
Les myxomycètes ou amibes sociales commencent
leur cycle de vie sous forme de cellules isolées. Plus
tard, ces cellules s'assemblent pour former un
sporange, structure au sein de laquelle se forment
les spores. Ces sporanges appartiennent àDiachea
leucopodeet mesurent environ 2 mm de haut.
©Alain Michaud, utilisé avec autorisation. La photo en couleur est visible à l'adresse suivante : http://www.discoverlife.org/20/q?search=Eumycetozoa
57
– Amorphée
okonts -flagellés à collier
ll montre le m unique et postérieur des
opisthocontes. Son collier g est composé
de minuscules fibrilles. Le flagelle
La cellule transporte ou apporte de la
nourriture dans le collier des espèces
sessiles. Taille du corps cellulaire : 3-5 µm x 5-15
µm.
« Bikont » signifie « deux »
flagelles. Elles possèdent
généralement deux flagelles ou
plus à l'avant ou au milieu de
leurs cellules.
Chlamydomonas, une algue
verte de la lignée des
chlorophytes.
L'image de Chlamydomonas est du domaine public et provient du service de microscopie électronique de Dartmouth.
Protiste–Bikontes – Archaeplastida
algues rouges
Cette algue rouge s'est échouée sur une plage
du sud de la Californie. Elle mesure environ 15
centimètres de long, de son crampon à
l'extrémité de ses frondes. Ces dernières sont
épaisses et gélatineuses. Elles sont d'un rouge
foncé, mais certaines algues rouges sont vertes.
Protiste–Bikontes – Archaeplastida
Algues vertes -Chlorophytes
La branche des chlorophytes, qui regroupe les algues
vertes, comprendPédiastreCette algue forme des
colonies en forme d'étoile et vit en eau douce. Chaque
cellule mesure de 10 à 15 µm de diamètre. Les colonies
comptent de 4 à 64 cellules. Les chloroplastes présents
dans chacune de ses cellules lui confèrent une couleur
vert vif.
PédiastrePhoto © Jason Oyadomari, utilisée avec son autorisation. Photo d'algue rouge par l'auteur.
58
Protiste–Bikontes – Archaeplastida
Algues vertes -Charophytes
La branche des charophytes des algues vertes
comprendNitella, une algue d'eau douce à
nombreuses ramifications verticillées. Son nom
commun est chara. Chaque ramification mesure
environ 2 mm de diamètre et environ 15 cm de
long. Tapis deNitella
r petite faune aquatique.
©Jason Oyadomari et utilisé avec permission.
Protiste–Bikontes Straménopiles SAR
Ceci est unmoisissure d'eau(oomycète), du genre
BrémielleIl provoque le mildiou, une maladie qui
affecte des plantes comme la vigne et le tournesol.
Les spores se forment à l'extrémité des branches et
sont disséminées par le vent vers d'autres plantes.
Taille : environ 300 µm de longueur.
L'image de l'oomycète est une gracieuseté du Service de recherche agricole du Département de l'agriculture des États-Unis.
Protiste–Bikontes –
Straménopiles SAR
Cette algue est unealgues brunesUn fragment de
fronde s'est échoué sur une plage californienne. Les
structures sphériques sont des flotteurs remplis d'air.
Les frondes sont dépourvues de vaisseaux et de fibres.
Les flotteurs mesurent environ 3 cm de long. La fronde
entière mesure plus d'un mètre de long.
Photo d'algue brune par l'auteur
59
Protiste–Bikontes –
Straménopiles SAR
CediatoméeLa diatomée, une algue unicellulaire,
possède une coque externe triangulaire en silice,
appelée frustule. Cette coque est composée de deux
moitiés qui s'emboîtent et se chevauchent
latéralement. D'autres diatomées ont des formes
circulaires, ovales ou allongées et sinueuses.
Plage de tailles : 20-200 µm
©Aaron Bell, utilisé avec sa permission
Protiste–Bikonts – Straménopiles
SAR - Chrysophytes
L'échellechrysophytessont unicellulaires algues
doréesqui se recouvrent d'écailles de silice
complexes. Ce sont d'importants producteurs en
eau douce. Il s'agit de l'espèce :Mallomonas
lychenensisElle mesure 15 à 20 µm de long. Ses
écailles mesurent environ 5 µm de long.
© Peter Siver, Chrysophytes, LLC., autorisé pour une utilisation dans cette publication
Protiste–Bikontes –
Alvéolés SAR
Cilié, genreTétrahymène
Cette cellule unique est recouverte de cils. La
zone plus épaisse en haut à droite marque
l'ouverture de son sillon oral, par lequel elle
absorbe les bactéries et autres particules solides.
Elle peut également absorber des aliments
dissous. Longueur : 50 µm
©Aaron Bell, utilisé avec sa permission
60
Protiste–Bikontes –
Alvéolés SAR
CedinoflagelléIl possède un sillon
périphérique au milieu de son test. L'un de
ses flagelles se loge dans ce sillon, l'autre
dans un sillon perpendiculaire. Certains
dinoflagellés ont des tests munis de
longues « cornes », d'autres en sont
dépourvus. Son nom signifie « flagellé
tournoyant ». Taille : 20 à 200 µm.
©Aaron Bell, utilisé avec sa permission
Protiste–Bikontes –
Alvéolés SAR
Cryptosporidiumest un
apicomplexeIl s'agit d'un parasite
intestinal. Voici son kyste, très résistant au
chlore ; les traitements d'eau classiques
peuvent donc s'avérer inefficaces. Il infecte
les bovins et les humains et peut
contaminer les réseaux d'eau potable.
Taille : 4-6 µm
©Aaron Bell, utilisé avec sa permission
Protiste–Bikontes –
Rhizaires SAR – Radiolaires
Il s'agit du test d'unradiolaireCes organismes
font partie du plancton marin. Une seule
cellule utilise la silice pour construire ce test
complexe. Les radiolaires se nourrissent
grâce à de fines projections de cytoplasme
appelées axopodes, qui capturent les
bactéries. Leur diamètre moyen est de 100 à
200 µm.
© Roger Heady de l'Université nationale australienne, utilisé avec son autorisation
61
bélier)
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Protiste–Bikonts – Excavata
Euglenozoaires–Euglena
EuglenasElles possèdent des chloroplastes verts
provenant d'une algue verte, mais elles peuvent
également absorber ou ingérer des aliments. Leur
long flagelle est ancré dans une poche située à
l'avant de la cellule. Les euglènes peuvent être
longues et fines ou courtes et larges, et leur
longueur varie de 20 à 300 µm.
Protiste-Bikonts - Excavata
Diplomonades-Métamonades
Il s'agit de la forme d'alimentation active
deGiardia, un parasite des humains
er animaux. Il s'attache
Paroi intestinale, se nourrit et
s'écoule. Les cellules se transforment
en substances qui sont excrétées. Elles
évacuent et transmettent les toxines.
Taille : 10-15 µm de long
Protiste–Bikontes – Excavata
Euglenozoa - Kinetoplastidés
TrypanosomesCe sont des parasites d'insectes
et de vertébrés. Chez l'une de leurs formes,
leurs cellules possèdent un flagelle auquel est
attachée une membrane ondulée. Leur
mouvement est en forme de tire-bouchon.
Taille : environ 30 µm de long.
Foraminifères ©Aaron Bell, utilisé avec sa permission ;Euglena©Jason Oyadomari, utilisé avec permission ;Giardia-Domaine public (Centres pour le contrôle
et la prévention des maladies/Janice Carr) ; Trypanosome aviaire - domaine public, consulté via la Fondation Guttenberg
62
Traduit de Anglais vers Français - www.onlinedoctranslator.com
Diagramme de branchement pour la leçon « L’arrivée des protistes »
9
12 13
11
Diatomées - Bacillariophytes
Les protistes
anciennement « Royaume Protista »
Ciliés - Ciliophora
Dinoflagellés - Dinophytes
14
Algues dorées - Chrysophytes
Algues brunes - Phéophytes
8
St
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15
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s
Moisissures aquatiques - Oomycètes
7
16
2
Radiolaires
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flagellés à collier
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Eucaryotes
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Trypanosomes - Kinétoplastides
Fo
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Archépla
4
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Euglenas - Euglenazoa
Diplomonades - Métamonades
alg
ue
sv
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3
Myxomycètes - Mycétozoaires
Amibes à thèque
17 18
ria
6
Chlorophytes
plan
te
Amibes nues - Gymnamoebae
foraminifères
Charophytes
1
Apicomplexes
vé
Al
ra
Amoebozoa
10
Algues rouges - Rhodophytes
Matériaux : Ce tableau peut être réalisé avec du tissu, du carton, du papier coloré ou tout autre matériau approprié.
Idéal pour une utilisation en classe.
Dimensions : Le tableau mesure 30 pouces (76 cm) de large et 20 pouces (50,8 cm) de haut.
Couleurs : La bordure mesure 6 mm de large et est bleu clair. Les cases sont bleu pastel. Les étiquettes sont pastel.
Le bleu est également présent. Le diagramme de ramification est noir. Le fond peut être blanc ou d'une couleur neutre claire.
Texte : Étiquette principale
Les protistes
Dimensions réelles : 1¾ x 5 pouces (4,4 x 12,5 cm)
anciennement « Royaume Protista »
Autres étiquettes : REMARQUE – les numéros sur l’illustration ci-dessus et les étiquettes ci-dessous sont là pour vous aider à placer le
Les étiquettes sont correctement étiquetées. Elles n'apparaissent PAS sur le graphique final.
1. Amibes nues - gymnamoebas
2. Amibes à thèque
3. Moisissures visqueuses - Mycétozoaires
4. Flagellés à collier
5. Algues rouges - Rhodophytes
6. Chlorophytes
7. Charophytes
8. Moisissures aquatiques - Oomycètes
9. Algues brunes - Phéophytes
10. Diatomées - Bacillariophytes
11. Algues dorées - Chrysophytes
12. Ciliés - Ciliophora
13. Dinoflagellés - Dinophytes
14. Apicomplexes
15. Foraminifères
16. Radiolaires
17. Diplomonades - Métamonades
18. Euglenas - Euglenozoa
19. Trypanosomes - Kinétoplastides
63
Les rectangles destinés aux étiquettes, listés sur la page précédente, ont des dimensions variables selon celles des illustrations.
Ils ont la même largeur que la photo, avec une hauteur supérieure de 8 mm (⅜ pouce). L'étiquette est placée en bas du rectangle.
Une fois l'illustration en place, une bande de couleur et le texte de l'étiquette apparaissent en dessous.
Agrandissez les rectangles si vous souhaitez faire apparaître une bordure colorée.
Étiquettes de branche :
1.Eucarya (Utiliser la même police que pour les sections Bactéries et Archées (étiquette de 2,5 x 7,5 cm). Placer cette étiquette près du bas
du schéma de ramification, au niveau de la branche d'origine unique.
2.Amorphea●unikontesetbikonts -Ce sont les deux premières branches du diagramme. Leurs étiquettes sont
légèrement plus grandes que celles des branches qui en partent.
3. Les principales branches des protistes sont :
Amoebozoaires
Opisthokontes
Archéplastides
SAR - comprend les Stramenopiles, les Alvéolates et Rhizaria
Excavata
Ces étiquettes concernent½d'une largeur de 1,3 cm (pouce) et sont placées sur le diagramme de ramification.
Voici d'autres étiquettes pour le diagramme de ramification :
algues vertes -placé sur la branche des Archaeplastida, à gauche de la branche des algues rouges
Straménopiles -placé sur la branche supérieure gauche du SAR
Alvéolés -placé sur la branche supérieure droite de la SAR
Rhizaria -placé sur la branche inférieure de la SAR
animaux ((avec une flèche pointant vers la droite)
champignons ((avec une flèche pointant vers la droite)
plantes ((avec une flèche pointant vers la gauche)
Il existe d'autres noms pour la branche des algues vertes. On l'appelle aussi Viridiplantae. Les algues charophytes et le
règne végétal partagent un ancêtre commun et sont appelés streptophytes. Il n'est pas nécessaire d'inscrire ces termes
sur le tableau, mais les connaître vous permettra de répondre aux questions des enfants.
Soyez particulièrement attentif au positionnement du diagramme de ramification. La base de ce schéma doit être alignée avec la barre
pointillée du schéma des procaryotes. Notez que la longueur des branches n'a aucune signification particulière sur ce schéma. Elle a été
déterminée pour permettre le placement de toutes les illustrations. Sur les schémas scientifiques, la longueur des branches indique
souvent l'ampleur des différences d'ADN entre les groupes.
Une image de ce diagramme figure également en annexe, avec les diagrammes des autres règnes, intégrés à
l'Arbre de Vie. Cela vous permettra de vérifier l'alignement correct des branches sur les diagrammes.
Enfin, vous devrez tracer des flèches pour indiquer l'endosymbiose mitochondriale, l'endosymbiose primaire des chloroplastes et
deux transferts secondaires de chloroplastes. La flèche mitochondriale part de la base de la branche des Protéobactéries et
pointe vers la base de l'étiquette « Eucaryotes » sur ce schéma. La flèche chloroplastique part de la base de la branche des
Cyanobactéries et pointe vers la base de la branche des Archéplastides. Une flèche chloroplastique secondaire part de l'étiquette
« Algues vertes » et pointe vers la branche des Euglènes. Une autre flèche chloroplastique secondaire part de la base des Algues
rouges et pointe vers SAR, au-dessus de la branche des Rhizaires. Le rôle complet des chloroplastes chez les eucaryotes est
encore inconnu, et de nombreux échanges et acquisitions ont probablement eu lieu.
64
Les protistes à étudier en classe
Vous pouvez introduire divers protistes en classe pour les étudier. Fournissez une loupe ou un microscope binoculaire pour la
première observation au grossissement. Un microscope composé est nécessaire, idéalement avec un grossissement de 100 à
400x pour les organismes unicellulaires de petite taille. L'ouvrage de Ken Rainis et Bruce Russell,Guide de la vie microbienne,
vous aidera à identifier vos spécimens. Le kit d'identification de la vie aquatique de Microscopy-UK (consulté en mai 2022) est
également utile : http://www.microscopy-uk.org.uk/pond/
Sources des spécimens
1. Prélever des échantillons dans les étangs ou les eaux stagnantes
Utilisez un bocal à large ouverture ou un récipient similaire offrant une grande surface de contact avec l'eau. Cela favorise la diffusion de
l'oxygène dans l'échantillon.
Prélevez environ une cuillère à soupe de sédiments, quelques morceaux de végétation en décomposition et un petit échantillon
d'algues flottantes. Vous pouvez gratter la pellicule qui s'est formée sur les rochers ou autres surfaces. Si vous ajoutez trop de matière
organique, les bactéries qui la décomposent consommeront tout l'oxygène de l'eau, ce qui limitera le nombre de protistes survivants.
Vous pouvez également collecter les organismes flottants à l'aide d'un filet à plancton.
Conservez votre échantillon d'eau de bassin dans un endroit bien éclairé, mais à l'abri du soleil direct qui pourrait le faire surchauffer rapidement. Il est
préférable de le maintenir à une température fraîche. Après tout, le bassin était plus frais que votre salle de classe.
Examinez une boîte de Petri contenant l'échantillon sous un microscope stéréoscopique (grossissement 20x) pour observer les organismes de
plus grande taille, tels que les filaments d'algues, les escargots et les crustacés. Préparez ensuite une lame humide pour l'observer au
microscope optique. Pour cela, vous aurez besoin de lames et de lamelles couvre-objet, de préférence n° 2. À l'aide d'une pipette, déposez une
goutte de l'échantillon sur une lame. Recouvrez délicatement la goutte d'une lamelle couvre-objet. Observez la lame au plus faible
grossissement. Augmentez le grossissement lorsque vous repérez un organisme. Parmi les protistes que vous pourriez observer, on trouve :
-
Spirogyre–Les filaments verts visqueux au toucher appartiennent souvent à ce genre. Vous pouvez le confirmer en examinant une lame
humide. Recherchez un chloroplaste en forme de spirale. Il existe de nombreux autres genres d'algues vertes filamenteuses.
sont fréquentes dans l'eau des étangs.
-
Les desmidiées sont des cellules vertes de formes variées, notamment en croissant, en bâtonnet et en étoile. Vous pouvez en
voir des exemples sur http://www.desmids.com/ ou http://www.digicodes.info/.
-
On peut trouver des protistes près de la végétation en décomposition. C'est là qu'ils trouvent une abondance de bactéries dont ils se
nourrissent. Les ciliés se déplacent rapidement, sauf s'il s'agit de ciliés pédonculés. J'ai trouvéVorticella, un cilié qui ressemble à
un minuscule verre à vin, dans l'eau où des boutures de géraniums avaient pris racine.
-
Vous pourrez observer de petits animaux comme des rotifères ou des nématodes. Les rotifères peuvent avoir une taille
comparable à celle des protistes plus grands. Vous pourrez également trouver des hydres, d'autres animaux minuscules.
Sans grossissement, elles ressemblent à de fins filaments effilochés. Elles se contractent lorsqu'on les dérange.
Il faut laisser reposer l'échantillon un certain temps pour les voir.
-
Vous pourrez également trouver des cyanobactéries. Elles sont uniformément vertes et leurs cellules sont plus petites que celles des algues
eucaryotes.
Si vous avez un aquarium dans votre classe, vous pourrez y trouver des protistes sur ses plantes ou ses surfaces.
Lorsque vous observez les cultures vivantes au microscope, essayez de réduire la taille de l'ouverture du condenseur pour augmenter
le contraste des cellules.
65
2. Préparez une infusion et cultivez vos propres protistes
Vous aurez besoin de :
• Un récipient à large ouverture pouvant contenir de 1 à 8 onces (environ 2 cuillères à soupe à une tasse) ou plus d'eau.
• De l'eau sans chlore. Il peut s'agir d'eau de puits, d'eau en bouteille ou d'eau puisée dans un étang ou un ruisseau. L'eau du
robinet filtrée convient également.
• Matériel végétal – suggestions : herbe sèche ou fraîchement coupée, feuilles mortes, grains de poivre. Si vous n’avez pas d’herbe
sèche, vous pouvez acheter un sac de foin de fléole des prés en animalerie. Le foin de fléole des prés favorise la présence de
nombreux ciliés ; vous pouvez donc l’utiliser comme témoin positif. Si votre infusion de foin de fléole des prés ne contient pas
beaucoup de protistes, le problème vient probablement de votre récipient ou de l’eau.
• Riz blanc – ajoutez un ou deux grains de riz blanc cru pour démarrer votre culture. Il servira de nourriture aux
bactéries, qui à leur tour nourriront vos protistes.
• Microscope, lames, lamelles couvre-objets et pipettes.
Notez qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un grand récipient ni une grande quantité de végétaux pour cultiver de nombreux protistes.
Pour une tasse d'eau, une cuillère à soupe de végétaux légèrement tassés suffit. En cas de surdosage, la culture deviendra anaérobie
(manque d'oxygène) à mesure que les végétaux se décomposeront. Les cultures anaérobies sont malodorantes et peu attrayantes,
mais elles abriteront tout de même des ciliés. Si des végétaux dépassent de l'eau, des moisissures risquent de s'y développer.Jetez les
cultures moisies et ne laissez personne respirer les spores.
Chaque jour, préparez une lame humide de l'infusion et observez les micro-organismes cultivés. Notez leur
aspect, leur comportement et leur abondance.
Les enfants auront probablement envie d'expérimenter les infusions. Ils peuvent tester différentes plantes, différentes températures, la lumière
et l'obscurité, avec ou sans terre, etc. Ils peuvent réaliser des préparations microscopiques humides pour observer leurs protistes. Si vous
souhaitez utiliser une infusion de foin pour initier les enfants à l'observation des protistes, préparez-la environ 3 jours à l'avance. Elle se
conservera plusieurs jours.
Pour les algues, ajoutez une cuillère à soupe de terre à de l'eau sans chlore et placez le tout dans un endroit lumineux, à l'abri du soleil direct. Les
algues ou cyanobactéries se développeront en deux semaines environ. Vous pouvez également récolter des algues dans l'eau d'un étang ou d'un
aquarium.
3. Commander des protistes à partir d'une source biologique
En dernier recours, ou si vous souhaitez obtenir des protistes spécifiques, vous pouvez commander des cultures pour vos
étudiants. Plusieurs espèces sont disponibles en culture pure ou en mélange.
L'une des choses préférées des enfants est la moisissure visqueuse,Physarum polycephalumPour cultiver cet organisme, vous aurez
besoin de boîtes de Petri vides, d'essuie-tout propres ou de filtres à café, de flocons d'avoine et de sacs de congélation à fermeture
hermétique pour conserver les cultures. La moisissure visqueuse est disponible sous forme de sclérotes séchés – la forme jaune et
étalée de l'organisme. Les sclérotes séchés se conservent plusieurs mois ; vous pouvez donc les commander et les utiliser à votre
convenance.
Lorsque vous êtes prêt à cultiver le myxomycète, découpez un cercle de papier absorbant de la taille du fond de la boîte de Petri.
Découpez un petit triangle dans ce cercle afin de créer une ouverture pour l'observation au microscope. Ajoutez une demi-cuillère à
café de flocons d'avoine (non cuits). Humidifiez le papier absorbant et les flocons d'avoine avec de l'eau sans chlore, sans excès. Il ne
doit pas y avoir d'eau stagnante. Ajoutez le sclérote séché. Placez la boîte de Petri dans un sac de congélation à fermeture hermétique,
fermez-le et rangez-le dans un tiroir ou un autre endroit sombre.
La moisissure visqueuse va se réhydrater et commencer à se nourrir des flocons d'avoine. Elle migrera dans la boîte de Petri. Si elle
reçoit trop de nourriture, elle pourrait devenir suffisamment grosse pour sortir de la boîte, mais le sac en plastique la retiendra. Si la
culture est exposée à la lumière, elle peut former des spores lorsqu'elle épuisera ses réserves de nourriture. Les sporanges sont petits
et il faudra les observer à la loupe ou au microscope stéréoscopique. Si la culture n'a pas sporulé, vous pouvez la sécher.
Éliminez-le et gardez-le pour une autre fois.
66
4. Servez une collation d'algues
Les algues rouges, brunes et vertes sont utilisées dans de nombreuses cuisines. Si votre classe n'est pas située près d'une plage, vous
pouvez faire découvrir les algues à vos élèves sous forme comestible. La cuisine asiatique utilise souvent des algues marines
lyophilisées, dont certaines ressemblent beaucoup aux algues fraîches une fois réhydratées.
Parmi les marques qui donnent de bons résultats, citons la « Salade de légumes marins » de Soken et le « Sea Vegi : Mélange
de salade d'algues » de SeaSnax (www.seasnax.com). Ces produits contiennent deux espèces d'algues rouges et deux d'algues
vertes, ainsi que des lamelles d'agar-agar, un dérivé d'algues rouges. Les algues lyophilisées se réhydratent en quelques
minutes. Une fois qu'elles ont retrouvé leur volume et leur aspect frais, prélevez des échantillons d'algues rouges et vertes
pour que les enfants les examinent. Ils pourront ensuite goûter le reste des algues, ce qui leur permettra d'en apprécier la
texture caoutchouteuse ou gélatineuse.
Demandez aux enfants de tenir un morceau d'algue verte à la lumière et de le comparer à un petit morceau de laitue.
Demandez-leur quelles différences ils observent. Ils remarqueront probablement l'absence de nervures et de fibres
rigides dans l'algue, ce qui la rend très molle. Expliquez-leur qu'un organisme vivant dans l'eau n'a pas besoin de
nervures ni de fibres rigides. L'eau environnante lui apporte les nutriments et la soutient.
Les algues rouges du mélange ont une apparence et une texture différentes des algues vertes. Cela aide les enfants à comprendre qu'il s'agit
d'une branche du vivant différente. Pour en savoir plus sur la valeur nutritionnelle et les utilisations alimentaires des algues, consultezAlgues du
Pacifiquepar Louis Druehl, publié par Harbour Publishing en 2000.
structures de repos des protistes
Les enfants voudront sans doute savoir comment les protistes se sont retrouvés dans
l'infusion de foin ou dans une culture de sol et d'eau. Les protistes forment des
structures de résistance qui leur permettent de survivre lorsque les conditions ne sont
pas propices à leur croissance. De nombreux protistes possèdent des structures de
résistance à parois épaisses appelées kystes. Certains produisent des spores, qui
fonctionnent à la fois comme cellules reproductrices et comme cellules de résistance.
Par exemple, les amibes sociales produisent des spores.
Les kystes des protistes résistent à la dessiccation et permettent leur
survie en période de disette. Les kystes des protistes parasites vivant
dans le tube digestif des animaux doivent résister à l'acidité et aux
enzymes digestives de l'estomac de leur hôte. Ces kystes, ou spores,
assurent la survie du protiste lors de ses déplacements d'un hôte à
l'autre. Les apicomplexes étaient autrefois appelés sporozoaires car ils se
propageaient d'un hôte à l'autre sous forme de petites cellules appelées
sporozoïtes.
Les protistes sont parfois abondants dans les sols humides. Lorsque leurs
conditions de vie deviennent défavorables, ils forment des kystes. Ces kystes
adhèrent souvent à la végétation et sont fréquents dans le sol. C'est ainsi que les
protistes se retrouvent dans nos infusions de foin.
67
Ressources pour l'étude des protistes
Livres
LE = primaire inférieur (6-9 ans) ; UE = primaire supérieur (9-12 ans) ; MS = collège
Bang, Molly et Penny Chisholm. 2012.Lumière du soleil océanique : comment de minuscules plantes nourrissent les mersLe ciel bleu
Presse. Ce livre peut rendre les protistes plus concrets pour les enfants. Les illustrations les aident à comprendre le rôle vital des
protistes dans les océans et à se représenter ces organismes. LE-UE.
Blanchette, Carol et Jenifer Dugan, illustré par Michael Rothman. 2017.La Forêt Dorée : Explorer une
Écosystème côtier de CalifornieMuddy Boots Books. Ce livre contient de bonnes informations sur le varech et son
écosystème. LE-UE
Cerillo, Mary M. 1999.Soupe de mer : Phytoplancton.Éditions Tilbury House. Voici une bonne introduction à
De nombreux protistes marins. L'ouvrage est richement illustré de photos.
Microlife : Les miracles du monde miniature révélés.DK Smithsonian. Ce grand livre relié est divisé en
Ce livre comporte des sections sur les fonctions des organismes, comme le mouvement et l'alimentation. Les protistes sont présentés au
début de chaque section. Il faudra aider les enfants à repérer le début et la fin des pages consacrées aux protistes. Comme toujours, cet
ouvrage DK propose de grandes et magnifiques illustrations. La dernière section, « Classification », contient des informations et des images,
bien que la classification des règnes des protistes y soit erronée. Public cible : adultes
Farrell, Jeanette. 2016.Alliés invisibles : les microbes qui façonnent nos viesFarrar Straus Giroux. Ce prixCe livre primé présente les protistes utilisés dans le traitement de l'eau. Public : adultes. Édition révisée, décembre 2016.
Farrell, Jeanette. 2016.Ennemis invisibles : Histoires de maladies infectieusesÉdition révisée. Farrar Straus Giroux.
Ce livre propose des récits intéressants avec un contexte historique. Le paludisme est l'une des maladies abordées. Niveau adulte (UE).
Hernick, Linda VanAller. 2017.Ce qu'il y a de plus merveilleux dans le plus petit : une année à la recherche de l'eau douce commune
Microorganismes.Les éditions McDonald & Woodward. Ce livre, destiné aux adultes, serait également parfait
pour les enfants du primaire et pour les plus grands qui souhaitent le lire seuls. Il s'agit d'un récit captivant
d'exploration microbienne, agrémenté d'informations intéressantes sur la carrière.
Kneidel, Sally. 2015.Les insectes rampants et la méthode scientifique.2e édition. Fulcrum Publishing. Ce guide
Ce site web contient de bonnes informations pour les enseignants sur la culture des myxomycètes et l'expérimentation avec ces derniers.
Lecointre, Guillaume et Hervé Le Guyader. 2006.L'arbre de la vie : une classification phylogénétiqueBelnap
Édité par Harvard University Press, cet ouvrage offre des informations pertinentes et une introduction à une approche
novatrice de la classification : la classification phylogénétique récente du vivant. La section consacrée aux eucaryotes
présente l’arbre phylogénétique des protistes. Les illustrations sont des dessins au trait clairs. Public cible : tous publics (de
1 à 2 ans).
Loewer, Peter et Jean Jenkins. 1996.Zoo aquatique d'étang : une introduction à la vie microscopiqueAthénée
Livres pour jeunes lecteurs. Ce classique a été réédité en 2016. Il contient de superbes illustrations et des informations sur
les protistes d'eau douce. LE-UE
Rainis, Kenneth. G. 2010.Projets scientifiques sur les cellules et les microbes.Éditions Enslow. C'est bien.
Instructions pour la culture et l'observation des protistes. UE-MS
Rainis, Kenneth G. et Bruce J. Russell. 1996.Guide de la vie microbienneFranklin Watts. C'est l'incontournable
Ressource pour l'étude microscopique des protistes. Elle propose des illustrations utiles de la vie microscopique sous toutes ses formes.
Niveau adulte.
68
Sardet, Christian. 2015.Plancton : Merveilles du monde flottant.Les Presses universitaires de Chicago. Le texte
Ce livre s'adresse à un public adulte, mais certaines parties peuvent convenir aux enfants du primaire (CM1/CM2). Les photos sont
exceptionnelles. Il peut éveiller la curiosité des enfants. Il présente des procaryotes, des protistes et des petits animaux. Public : adultes.
Weiss, James. 2021.La beauté cachée du monde microscopique.Watkins Media Ltd. Ce livre contient de magnifiques
Des images au microscope optique de protistes unicellulaires, et mieux encore, le récit de leur découverte par l'auteur, leur
mode de vie et d'autres informations qui vous aideront, vous et vos enfants, à apprécier la vie la plus infime. Public adulte.
Sites Internet pour l'étude des protistes((Consulté en août 2022)
Le « Zoo microbien » est consacré aux microbes procaryotes et eucaryotes. Disponible sur CD-ROM, il propose davantage
d'informations, d'animations et de sons que le site web. Vous pouvez commander en ligne ou par téléphone au 517-353-9229.
http://commtechlab.msu.edu/sites/dlc-me/zoo
Le site Seaweed Site propose de bonnes images et des informations sur les algues vertes, rouges et brunes.http://www.seaweed.ie/
Pour des images de nombreux protistes et autres organismes aquatiques, consultez le site web Phyco Key :http://cfb.unh.edu/
phycokey/phycokey.htm
Le site web du Musée Micropolitain possède une superbe collection d'images de procaryotes et de protistes. Le
conservateur est le microscopiste expert Wim von Egmond.http://www.microscopy-uk.org.uk/micropolitan/index.html
Les portraits de groupe de micro-organismes réalisés par le microscopiste expert Wim von Egmond permettent d'apprécier la taille relative de
nombreuses cyanobactéries et protistes. Le lien renvoie à la faune et la flore d'eau douce. Cliquez sur « Portrait marin » pour voir l'autre
panneau. Un cheveu humain d'un millimètre de long est visible en bas à droite pour donner une idée de l'échelle.http://www.microscopyuk.org.uk/mag/artfeb02/fresh/freshart/fresh.html
Pour voir l'illustration du myxomycète figurant dans le tableau des protistes et de nombreuses autres espèces, toutes en couleur, rendezvous sur : http://www.discoverlife.org/20/q?search=Eumycetozoa
De superbes photos de myxomycètes sont disponibles sur le site web de la Forêt Cachée de Nouvelle-Zélande.http://
www.hiddenforest.co.nz/slime/index.htm
Le site « Slime Molds » du Service des parcs nationaux des États-Unis contient des informations et des images du parc du mont
Rainier. https://www.nps.gov/articles/000/slime-molds.htm
Pour en savoir plus sur les algues du Pacifique Nord-Ouest, voir :http://soundwaterstewards.org/ezidweb/ Ce site web sur les
diatomées propose de superbes images et informations.https://diatoms.org/what-are-diatoms
La bibliothèque d'images d'algues du Dr Peter Siver au Cornell College possède des images au microscope optique et
électronique d'une incroyable variété d'algues.http://fmp.conncoll.edu/Silicasecchidisk/View_Images.html
« À la rencontre du microcosme » est une vidéo présentant des procaryotes et des eucaryotes microscopiques. Elle propose une
comparaison pertinente entre les deux et met en scène des protistes en regard d'animaux microscopiques.https://
www.youtube.com/playlist?list=PLf3BfsFyWWMGYCZdbEfp2_w0RSCj0gV7X
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Guide de prononciation pour les protistes
Alvéolata (al-Vee-oh-LAH-tah) alvéolé
(al-VEE-oh-late) Amibozoa (eh-meebeh-ZOW-ah) amibozoaire (eh-meebeh-ZOW-an) Apicomplexa (ah-peecom-PLEX-ah) apicomplexe (ah-peecom-PLEX-an) Archaeplastida (arekey-plas-TEE-da) bikont (BYE-kont)
Bikonta (bye-KON-tah)
charophyte (KARE-oh-fite) Chlorophyta (klo-ROFFih-tah) choanoflagellé (koh-an-oh-FLA-jeh-late)
Chromoalveolata (Kroh-moh-al-vee-oh-LAH-tah)
chromoalvéolé (Kro-moh-al-Vee-oh-LATE)
chrysophyte (Kriss-eh-FITE)
cilié (SILL-eh-ate)
Ciliophora (Sill-eh-OFF-eh-rah) coccolithophore
(Cock-oh-LITH-oh-fore) coléochaete (Koh-leeeh-KEET) Cryptosporidium(Kryp-tow-spore-IDeh-um) diatomée (DYE-ah-tom)
Foraminifères (fore-am-ih-NIF-eh-rah) foraminifères
(fore-am-ih-NIF-eh-ran) Giardia(Jee-ARE-dee-ah)
gymnamoeba (JIM-nah-mee-bah)
labyrinthulomycète (lah-BRINTH-uh-loh-MY-seat)
métamonade (meh-tah-MOH-nad)
opisthokonte (oh-PIS-theh-KONT)
Opisthokonta (oh-PIS-theh-KON-tah)
Paramécie(Poire-eh-MEE-see-um)
Plasmodium(Plaz-MOH-dee-um)
Porphyra(PORE-for-ah) Protista (ProTEE-stah)
Protoctista (Pro-tow-TEE-stah) [« c » est silencieux]
pseudopode (Sue-deh-POD)
Radiolaire (Ray-dee-eh-LAIR-eh-ah)
Radiolaire (Ray-dee-eh-LAIR-eh-an)
Rhizaria (Rye-ZAIR-eh-ah)
Didinium(dinoflagellé (dye-no-FLAJeh-late) eucaryote (you-CARRY-oat)
rhizarien (Rye-ZAIR-eh-an) Rhodophyta
(row-DOFF-eh-tah) sporange (spore-ANjee-um) straménopile (Strah-MEN-ohpile) Tétrahymène(Teh-trah-HIGH-menah) trypanosome (trih-PAN-eh-sohm)
unikont (U-neh-KONT)
euglène (you-GLEEN-ah)
Excavata (eks-cah-VAH-tah)
excaver (eks-cah-VATE)
foram (FORE-am)
Unikonta (U-neh-KON-tah) Vorticella(
Vor-tah-SELL-ah) xanthophyte (ZANthoh-FYTE) zooxanthelles (Zoh-zanTHELL-ee)
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Chapitre 5 : Le règne fongique
Ce jaune vif
Un champignon gélatineux se développe
sur du bois en décomposition.
Il appartient à l'ordre
des Tremellales.
le phylum
Basidiomycètes et
Le clade Dikarya. Il fait
partie de la branche des
opisthocontes.
Introduction – Enseignement sur les champignons
Les enfants ont généralement déjà eu un contact, même minime, avec le
Grâce à l'afflux de données ADN, les biologistes ont défini de nouvelles
monde fongique. Ils ont vu des champignons, comme les champignons
lignées. Les anciens Zygomycètes sont désormais divisés en deux
de Paris et les morilles, dont les spores sont présentes. Ils ont
embranchements, dont l'un, les Mucoromycètes, est représenté sur le
probablement remarqué les moisissures sur les aliments oubliés au
schéma. Les chytrides ont été subdivisés en plusieurs lignées, mais tous
fond du réfrigérateur ou sur les fruits laissés trop longtemps sur le plan
sont microscopiques et difficiles à appréhender pour les enfants. Je
de travail. Nombre de ces expériences ont contribué à leur donner une
présente donc un sous-ensemble de base de champignons, ce qui me
image peu flatteuse des champignons. Ces derniers ont souvent
semble une approche utile pour les débutants.
mauvaise presse ; c’est pourquoi l’un des objectifs des études
mycologiques est de montrer le rôle positif et essentiel de ce règne. Les
enfants doivent être informés des dangers liés à la consommation de
champignons sauvages, mais aussi du fait que ces organismes porteurs
de spores peuvent être manipulés sans danger à des fins d’étude. Il ne
faut ni les effrayer ni leur faire croire qu’ils sont inoffensifs.
L’histoire de « L’avènement du règne fongique » présente les
principaux groupes de ce règne, notamment le phylum récemment
défini des Mucoromycètes, dont les branches comprennent les
Gloméromycètes et les moisissures noires du pain, également
appelées moisissures à épingles. Des représentants de ce phylum
sont illustrés sur le schéma du règne fongique.
Les gloméromycètes forment des mycorhizes arbusculaires avec la
plupart des plantes herbacées et de nombreuses plantes ligneuses.
Bien qu'ils ne soient pas les seuls champignons à former des
mycorhizes, ils constituent le groupe le plus important. L'histoire de
ce groupe mérite d'être racontée, car ces champignons sont
essentiels à la santé des écosystèmes. Voir l'ouvrage.La forêt dans
l'arbrepar Ailsa Wild, et al. pour en savoir plus.
Les enfants posent souvent beaucoup de questions sur les
champignons. Vous pouvez les aider à comprendre que le
champignon n'est que la partie reproductrice du champignon et
que son corps se trouve caché sous terre ou à l'intérieur du bois.
Il peut être difficile de trouver des informations de qualité sur les
champignons pour les enfants. Ce chapitre consacre une large
section à la biologie et aux usages des champignons. Il propose des
descriptions et des illustrations de plusieurs grands groupes du
règne fongique. Une liste de questions de recherche est fournie
pour guider les enfants dans leurs investigations. On y trouve
également des informations sur la reproduction sexuée et asexuée,
ainsi que sur les enzymes, des notions essentielles à la
compréhension des champignons.
Les champignons constituent un véritable règne, descendants
d'un ancêtre commun. On peut appeler ce groupe du vivant le
règne des champignons. Les scientifiques qui l'étudient sont
appelés mycologues et l'étude scientifique des champignons
est la mycologie.
71
L'avènement du règne fongique
Ce récit fait suite à « L'arrivée des protistes ». Il peut être
Vous avez peut-être aperçu des champignons dans la case suivante,moules à
présenté avant ou après « L'arrivée des animaux ». Les
épingles (Mucoromycotina).Les moisissures grossières à spores noires qui
champignons constituent un véritable règne, descendants
se développent sur le pain ou les fruits sont des mycorhizes. On peut
d'un ancêtre commun ; il est donc approprié de les appeler
observer les sporanges (structures porteuses de spores) foncés à l'extrémité
le règne des champignons. Les élèves du primaire ont déjà
des filaments fongiques, les hyphes. Cette forme d'épingle leur vaut leur nom
vu des champignons et des moisissures et apprécieront
commun. Elles appartiennent à l'embranchement des Mycorhizes.
sans doute cette brève introduction au règne. Les élèves du
Mucoromycètes.
secondaire seront prêts pour des explications plus
détaillées.
La prochaine branche des champignons pourrait bien être la
branche du vivant la plus importante que vous n'ayez jamais vue.
Pour cette leçon, vous aurez besoin du tableau des procaryotes, du tableau des
Champignons AM, legloméromycètesLes champignons sont
protistes et du tableau des champignons. Vous pouvez utiliser les tableaux des
essentiels à notre organisme et à la biosphère. Ils forment des
animaux et des plantes pour illustrer leurs liens de parenté avec les champignons, si
symbioses avec les racines des plantes. Le champignon apporte à la
vous le souhaitez.
plante des minéraux et de l'eau, tandis que la plante lui fournit des
Histoire simplifiée
Aux origines de la Terre, lorsque la vie a commencé, les
premières cellules à noyau sont apparues. Elles se sont
multipliées et ont expérimenté de nouvelles façons de vivre et
de croître. Une lignée de cellules, les Amorphea, possédait un
flagelle unique, voire aucun flagelle. Une branche des
Amorphea présentait un flagelle postérieur, lui permettant de
se propulser dans l'eau. Cette lignée est appelée les
sucres. Cette symbiose est appelée mycorhize. La plupart des
plantes herbacées, y compris la plupart de nos plantes
alimentaires, possèdent ces mycorhizes.
Le gloméromycète forme une structure microscopique à l'intérieur
de la racine de la plante, qui ressemble à un petit arbuste. C'est ce
qui lui vaut le nom de champignon mycorhizien arbusculaire.
Champignons AMà ce groupe. (« Arbuscule » signifie petit arbre ou
arbuste.) Certains des plus anciens fossiles de plantes terrestres
opisthokontes, ce qui signifie « flagelle postérieur ». Une
ont des champignons AM dans leurs racines.
branche des opisthokontes a donné naissance au règne que
Les deux derniers groupes de champignons sont apparentés. Lors de
nous allons étudier aujourd'hui : les champignons.
leur reproduction, leurs hyphes fusionnent et leurs noyaux se
Les champignons se nourrissent d'une manière particulière.
combinent. Les hyphes résultantes possèdent des noyaux provenant de
Leurs cellules n'engloutissent pas les particules alimentaires,
mais les absorbent. Si de nombreuses cellules absorbent les
deux individus différents. Le nom de leur branche parentale est Dikarya
, « deux noyaux ».
molécules alimentaires qu'elles trouvent, les premiers
Leascomycètes,AscomycètesLes ascomycètes constituent la plus grande branche
champignons ont trouvé le moyen d'en obtenir davantage. Ils
des champignons et du genre Dikarya. On les appelle également les ascomycètes.
produisent des enzymes digestives qu'ils transportent hors de
champignons à saccar certaines de leurs spores se forment à l'intérieur de petits
la cellule. Ces enzymes décomposent les grosses molécules en
sacs. [du grec]asco-,«Un lichen est un champignon dont le nom se trouve dans un
petites molécules que le champignon peut absorber. C'est
sac. Parmi eux, on trouve les cyanobactéries, les champignons en forme de coupe,
comme si le champignon préparait sa propre soupe et la
les levures et les morilles. Le champignon associé à un lichen est presque toujours
buvait. En digérant sa nourriture, il décompose les déchets et
un ascomycète. Les champignons en forme de sac sont des décomposeurs
recycle les nutriments pour d'autres formes de vie.
particulièrement importants, capables de dégrader une grande variété de
Les premiers champignons vivaient dans l'eau. Presque toute vie
substances. Certains d'entre eux sont pathogènes pour les arbres et les humains.
était aquatique à l'époque de leur apparition, au Protérozoïque. La
première branche du règne fongique sur notre schéma est celle
La dernière branche est celle que vous avez probablement déjà mangée.
des champignons.chytrides,Chytridiomycota.Ce sont des
basidiomycètes,BasidiomycètesLes champignons, comestibles et vénéneux,
champignons unicellulaires dont les spores sont flagellées et
font partie de cette famille. Leurs champignons sont des structures porteuses
nagent. Les chytrides sont si petits que certains se nourrissent de
de spores. Le corps de ces champignons est généralement invisible, leur
grains de pollen.
masse de filaments étant dissimulée dans le sol ou le bois. Cette branche des
Les chytrides constituent une branche primitive des champignons et
possèdent des flagelles. Les autres espèces ont perdu leurs flagelles. La
plupart des champignons vivent sur terre, et un flagelle est peu
fonctionnel hors de l'eau. Leur corps est généralement constitué d'un
réseau de filaments blancs et fins appelés hyphes. Ils se déplacent en
s'allongeant et se développent à l'intérieur de leur substrat.
72
champignons est également connue sous le nom de…champignons de club
Car leurs spores se forment sur de minuscules structures en forme de
massue. Ces champignons forment des mycorhizes avec les conifères et
d'autres arbres des forêts tempérées. Les fourmis coupeuses de feuilles
cultivent des basidiomycètes. Parmi les autres membres de cette famille
figurent les champignons de la rouille, qui provoquent l'apparition de taches
orangées sur les feuilles des plantes.
Histoire avancée
cellules. Ce sont leschytrides, leChytridiomycotaAujourd'hui,
Lorsque la Terre était jeune et que les océans étaient remplis d'eau,
certains chytrides se nourrissent de grains de pollen. D'autres
la vie a commencé. Les premières cellules se sont multipliées et ont
trouvé de nouvelles façons de vivre. Une lignée de cellules a
absorbé une protéobactérie, et la cellule plus petite a survécu à
l'intérieur de la plus grande. Elle a aidé cette dernière à utiliser
l'oxygène pour obtenir plus d'énergie de sa nourriture et est
devenue la mitochondrie. L'énergie supplémentaire a permis à la
cellule de développer de nombreux organites. Au fil du temps, une
sont des pathogènes pour les grenouilles ou les plantes. Ils
vivent dans l'eau ou deviennent actifs en milieu humide.
Beaucoup sont unicellulaires. Nombre d'entre eux développent
de fines structures filiformes pour se nourrir, et une fois
suffisamment développés, ils se transforment en spores.
Chaque spore possède un flagelle et se disperse à la nage. Ces
spores sont appelées zoospores (« spores animales ») car elles
branche de ces cellules (qui étaient des cellules eucaryotes, c'est-à-
nagent.
dire possédant un véritable noyau) a développé la capacité de faire
Progressivement, les champignons ont développé d'autres modes
pousser un flagelle. La plupart des membres possédaient un seul
de vie. Au lieu de présenter des prolongements filiformes, les
flagelle. Cette lignée est appeléeAmorphée; on l'a également
cellules elles-mêmes se sont allongées et affinées. Plusieurs d'entre
appelé unikonte (« à flagelle unique »). Une branche des Amorphea
elles sont restées attachées les unes aux autres, formant ainsi de
a développé un flagelle fixé à la partie postérieure de la cellule,
longs filaments cellulaires. Ces filaments sont appelés hyphes.
permettant à celle-ci de se propulser dans l'eau. Ce groupe est
« Hyphe » est une racine grecque qui signifie tissage. On peut
appelé lesopisthokontes, ce qui signifie « flagelle postérieur ».
l'imaginer comme un fil de tissage, bien que les hyphes tissent au
sein des écosystèmes, et non sur un métier à tisser.
Une branche des opisthocontes a connu une transformation majeure et
Les champignons se développaient en absorbant leur nourriture, leurs
déterminante : un mode d’alimentation différent. Les autres cellules
hyphes se développant à partir de leurs extrémités. Toutes les cellules
eucaryotes absorbaient les particules alimentaires et les digéraient à
des hyphes étaient interconnectées et partageaient la même nourriture.
l’intérieur de leurs cellules, ou bien elles produisaient leur propre nourriture
L'ensemble des hyphes constituant un champignon est appelé
grâce à l’énergie lumineuse. Les cellules eucaryotes pouvaient également
mycélium. Le mot « mycélium » vient du grec « mycelium », qui signifie
absorber des nutriments présents dans leur environnement si les molécules
champignon, et d'un suffixe signifiant « masse ». Il désigne donc un
de ces nutriments étaient suffisamment petites pour se dissoudre.
amas de filaments fongiques.
Cette nouvelle lignée de cellules franchit une étape supplémentaire. Elle libéra
La plupart des champignons se développent aujourd'hui sous forme d'hyphes.
des enzymes digestives et digéra sa nourriture à l'extérieur de ses cellules.
Certains restent unicellulaires, notamment certains chytrides et levures. Les levures,
Les enzymes digestives sont des molécules « outils » capables de décomposer
quant à elles, sont dépourvues de filaments et se développent sous forme de
les grosses molécules alimentaires en petites molécules. Les cellules
cellules uniques et arrondies. Certains champignons peuvent alterner entre les
absorbèrent ces petites molécules. La digestion des aliments hors de leur
formes hyphes et levures. [Les ascomycètes et les basidiomycètes comptent tous
organisme et l'absorption des petites molécules constituèrent une expérience
deux des représentants qui se développent sous forme de levures.]
fondamentale pour la vie. Cette nouvelle lignée d'Amorphea donna naissance
aux champignons, organismes essentiels au cycle des nutriments dans tous
nos écosystèmes.
Il y a très longtemps, on trouvait de la nourriture sur terre, d'abord
grâce aux algues échouées sur le rivage, puis grâce à d'autres formes de
vie. Certains champignons ont quitté l'eau pour coloniser la terre ferme.
Certaines formes corporelles sont plus adaptées à l'alimentation
Les flagelles ne sont fonctionnels que dans l'eau, et les champignons
par absorption, comme chez les champignons. Observez cette
terrestres les ont perdus en développant d'autres moyens de disséminer
image, qui représente un champignon simple appelé chytride. La
leurs spores. Aujourd'hui, seules les spores de chytridiomycose (et
partie inférieure de la cellule vous rappelle-t-elle quelque chose ?
quelques autres lignées primitives de champignons) possèdent des
[Voir l'affiche du cycle de vie du chytride plus loin dans ce chapitre
flagelles. Aucun autre champignon de notre tableau n'en possède à
pour une autre illustration.] Ces fins prolongements de cytoplasme
aucun stade de son développement.
ressemblent à des racines. Le corps des champignons et les racines
ont un point commun : une grande surface et une forte capacité
d'absorption. Les cellules qui ont développé de longs et fins
filaments de cytoplasme étaient très efficaces pour absorber les
nutriments ; elles ont prospéré et expérimenté de nouvelles façons
de vivre. Ces filaments se développaient souvent directement dans
la nourriture consommée par le champignon. De nos jours, les
champignons se développent généralement à l'intérieur de leur
nourriture, ce qui les rend difficiles à observer.
Un problème majeur pour la vie terrestre est la dessiccation. Les
champignons possèdent des parois cellulaires composées de chitine, la même
substance qui constitue l'exosquelette des insectes. La chitine ralentit la perte
d'eau et permet aux insectes comme aux champignons de vivre sur terre.
Cette substance confère également de la résistance aux parois cellulaires et à
l'exosquelette, ce qui explique probablement pourquoi ces organismes la
possédaient avant de coloniser la terre ferme. Sur le schéma, on constate que
les champignons et les animaux ont un ancêtre commun. Il est possible que
ce soit cet ancêtre qui ait développé la capacité de synthétiser la chitine.
Un groupe de champignons vit de manière très similaire à ces premiers champignons
73
Certains champignons développent deux types de spores. Les premières
« Racine fongique ». Même lorsque les plantes développaient des racines,
se propagent par milliers à partir de capsules sporifères situées au
cette association se poursuivait.
sommet de longs filaments. Le vent transporte ces minuscules spores
simples (asexuées) vers de nouveaux lieux de croissance. Les secondes
spores se forment uniquement en cas de carence nutritive. Elles
résultent de la fusion de deux mycéliums différents : ce sont des spores
de résistance. Ces spores sont volumineuses et possèdent une
enveloppe externe épaisse et bosselée. Elles peuvent survivre
longtemps dans des conditions défavorables à la croissance. Après un
certain temps, ou lorsqu'elles sont transportées vers un nouvel
environnement, la spore de résistance, en présence de nutriments et
d'humidité, développe un hyphe et forme de nombreuses nouvelles
spores simples qui, à leur tour, se dispersent et donnent naissance à de
nouveaux mycéliums. Ces champignons étaient autrefois classés dans
l'embranchement des Zygomycètes, mais cet embranchement est
aujourd'hui obsolète.
[Notez que les Zygomycota comprenaient deux lignées de
champignons non étroitement apparentées. Elles ont été divisées
en deux embranchements, dont l'un est décrit ci-dessous. Le
second est celui des Zoopagomycota ; la plupart de ses membres
sont des parasites de protistes, d'insectes et d'autres petits
animaux. Vous pouvez ajouter cette lignée si vous le souhaitez. Voir
page 85 pour plus d'informations. Pour des images d'un
zoopagomycète se développant dans des amibes, voir l'ouvrage de
James Weiss.] La beauté cachée du monde microscopique.]
Ce type de mycorhize se retrouve aujourd'hui chez la grande majorité
des plantes herbacées et joue un rôle crucial dans la santé de nos
plantes alimentaires, ainsi que des forêts tropicales et des prairies. Les
scientifiques ont créé un nouveau sous-embranchement.
Gloméromycotina, pour ces champignons. Son nom vient du mot latin
désignant une pelote de laine («glomus) et le mot grec pour
champignons («mycos« Les gloméromycètes forment des mycorhizes
arbusculaires, ainsi nommées en raison des arbuscules, des
excroissances fongiques buissonnantes présentes à l’intérieur des
cellules hôtes. »Arbuscule« Cyprinus » est un mot latin qui signifie « petit
arbre » ou « arbuste ». Ce groupe de champignons est également
appelé champignons mycorhiziens arbusculaires ouChampignons AM
Elles forment de grosses spores arrondies, comme vous pouvez le voir
sur l'image du tableau des règnes.
Une autre lignée de champignons est apparue. Elle a développé un
mode de reproduction particulier. Au lieu d'utiliser des œufs et des
spermatozoïdes, comme le font les animaux, les hyphes de deux
mycéliums de la même espèce fusionnent et les cellules résultantes
portent les noyaux des deux champignons parents. On les appelle
des phlox. DikaryaLes champignons dicaryotiques, du grec « di- »
signifiant deux et « karyos » désignant le noyau, possèdent deux
noyaux distincts au sein de leur mycélium jusqu'à la reproduction.
Lors de la formation des structures porteuses de spores, les cellules
Mucoromycètes(«Les mucoromycètes (ou champignons de
se divisent et fusionnent l'information génétique des deux noyaux
moisissure) constituent un embranchement de ces champignons,
pour former les spores.
et les spores de résistance qu'ils forment sont communément
Leascomycètessont une branche des Dikarya. Ces champignons
appelées zygospores. Le préfixe « zygo » vient du grec et signifie «
joug ». Un joug est un instrument utilisé par un agriculteur pour
atteler deux animaux de trait. Ici, « zygo » fait référence aux deux
mycéliums qui fusionnent pour former les spores de résistance.
[Voir l'illustration des mucoromycètes plus loin dans ce chapitre.
Les zygospores sont des spores sexuées.]
forment leurs spores [sexuées] dans de minuscules sacs contenant
huit petites spores alignées. Certains peuvent projeter leurs spores
hors de ces sacs. Les mots grecs pour sac,ascos, et pour un
champignon,mycos, sont combinés pour former le nom de ce
phylum,Ascomycètes.Ils sont communément appelés les
champignons à sacIl s'agit du plus grand groupe de champignons.
Une lignée de ce phylum est appelée lamoules à broches (subphylum
Les ascomycètes comprennent les pézizes, les morilles, les truffes,
MucoromycotinaParmi ces champignons, on trouve la moisissure noire du
la plupart des lichens, de nombreuses moisissures et levures, ainsi
pain. Ces champignons possèdent des hyphes épaisses et grossières et
que de nombreux champignons pathogènes pour les plantes et les
portent leurs spores dans un bouton sombre ressemblant à une tête
animaux. Ils jouent un rôle important dans la décomposition. Les
d'épingle. Ces moisissures s'attaquent souvent aux fruits ou aux aliments
moisissures bleu-vert que l'on observe sur le pain sont des
riches en amidon comme le pain.
ascomycètes. L'antibiotique pénicilline est issu d'une moisissure
Une autre lignée de Mucoromycota, lesChampignons AM Une symbiose
avec les plantes s'est développée et reste absolument essentielle à la vie
terrestre. Lorsque les ancêtres des plantes ont commencé à coloniser la
terre ferme et à former le véritable règne végétal, leurs racines n'étaient
pas encore développées. Les champignons mycorhiziens arbusculaires
(MA) se sont fixés aux tiges souterraines de ces premières plantes et les
ont aidées à absorber l'eau et les minéraux nécessaires. En retour, les
plantes nourrissaient les champignons avec des sucres. Cette symbiose
est appelée mycorhize.
74
ascomycète appeléePénicillium. [Le nom signifie « petit pinceau » et
fait référence à l'apparence des spores au microscope. Notez que
les spores de Pénicilliumce sont des spores asexuées, tandis que
les spores contenues dans les sacs sont des spores sexuées.
Pénicilliumet de nombreux autres ascomycètes ne forment que des
spores asexuées.]
La dernière lignée de champignons est l'autre branche de
Dikarya, lesbasidiomycètesLeur nom provient d'un mot latin
qui signifie « petit piédestal ». Il fait référence à la structure sur
laquelle se forment les spores, qui ressemble à
un minuscule piédestal ou une massue. Ces champignons sont classés
Les champignons comprennent des espèces comestibles nutritives et
dans le phylumBasidiomycèteset sont communément appelés les
des espèces mortelles. Il est fortement déconseillé de consommer des
champignons de clubIls forment des mycorhizes essentielles à la
champignons sauvages sans l'avis d'un expert. Leurs toxines ne
croissance de la plupart des arbres des régions tempérées, mais ce
pénètrent pas la peau ; vous pouvez donc les cueillir et les observer.
groupe comprend également les principaux décomposeurs du bois. Les
Veillez à bien vous laver les mains ensuite. Parmi les autres
champignons de la pourriture blanche peuvent décomposer les fibres
basidiomycètes, on trouve les rouilles et les charbons, qui provoquent
les plus résistantes du bois. Les basidiomycètes les plus courants sont
des maladies chez les plantes, ainsi que les champignons gélatineux,
les champignons. La plupart des champignons forestiers portent les
dont plusieurs espèces sont comestibles.
spores de champignons mycorhiziens.
Une nouvelle histoire des lichens
Les biologistes décrivaient les lichens comme des champignons vivant en symbiose avec
des algues, des cyanobactéries, ou les deux. Ce champignon est presque toujours un
ascomycète. À partir de 2016, des études plus poussées ont révélé la présence d'autres
champignons au sein du lichen. Il s'agit de levures basidiomycètes qui vivent à la surface
du lichen et contribuent à sa défense contre les attaques d'autres micro-organismes. La
détection de ces levures a nécessité un travail minutieux d'analyse de l'ADN. Les
biologistes ont été très surpris de constater que plusieurs champignons pouvaient faire
partie d'un même lichen.
Les champignons les plus étranges ?
Un groupe d'organismes unicellulaires appelés microsporidies s'est avéré très difficile à
classer. On a d'abord pensé qu'ils appartenaient à une branche primitive des
protozoaires, peut-être dans la même catégorie que les protozoaires.Giardia, car elles
sont dépourvues de mitochondries. Les microsporidies sont toutes des parasites, et les
parasites abandonnent généralement les structures dont ils n'ont pas besoin, ce qui les
rend structurellement plus simples que les organismes apparentés. Les microsporidies se
développent et se reproduisent à l'intérieur des cellules de leurs hôtes. Elles infectent les
animaux, les insectes étant leurs hôtes les plus fréquents. Elles infectent également les
crustacés et divers vertébrés, y compris les personnes dont le système immunitaire est
affaibli. Une espèce,Nosema locustaeL'une de ces espèces est utilisée comme agent de
lutte biologique contre les criquets, mais une autre de ce genre est pathogène pour les
abeilles. Des scientifiques étudient actuellement une microsporidie qui pourrait servir à
lutter contre les moustiques vecteurs du paludisme.
Des scientifiques ont étudié l'ADN des microsporidies et découvert qu'elles possédaient la plus petite
quantité d'ADN connue pour une cellule eucaryote. Des études plus poussées des séquences
génétiques ont montré que les microsporidies sont apparentées aux champignons et pourraient
appartenir à ce règne. Elles pourraient être des champignons fortement réduits ou un groupe frère des
champignons. Leurs parois cellulaires contiennent de la chitine et elles sont dépourvues de flagelles.
Certaines de leurs enzymes les rattachent sans équivoque à la lignée des opisthocontes.
La simplification que subissent les parasites rend souvent difficile la détermination de leurs
origines. Des études plus approfondies de l'ADN des microsporidies pourraient nous aider à
identifier le plus proche parent de ces organismes.
75
Cette version en noir et blanc des cartes représentant les champignons de l'arbre de vie est destinée à l'enseignant. Les cartes en
couleur à placer sur le tableau se trouvent en annexe.
Règne des champignons
Chytrides - Chytridiomycota
Ce dessin représente un chytride unicellulaire
doté de nombreux rhizoïdes nourriciers fins..Les
zoospores se forment dans le sporange, la
structure arrondie. Celui-ci s'ouvrira et les
zoospores se disperseront vers une nouvelle
source de nourriture. Le corps cellulaire principal
mesure environ 60 µm de diamètre.
Règne des champignons
Moules à épingles - Mucoromycotina
Moisissure noire du pain,RhizopusElle possède de
grandes hyphes et de grands sporanges, si grands
qu'on peut les voir à l'œil nu. Ses filaments ne
présentent pas de cloisons transversales entre les
cellules. Elle pousse généralement sur des aliments
sucrés ou riches en amidon, comme ce pain.
Règne des champignons
Champignons AM - Gloméromycotina
Les Gloméromycètes forment des mycorhizes
arbusculaires (MA), ainsi nommées en raison des
structures fongiques buissonnantes qui se
développent à l'intérieur de la racine. Voici une vue
microscopique d'une racine de maïs colorée avec le
champignon associé. Les corps ronds sont des spores
fongiques.
Règne des champignons
Champignons basidiomycètes - Basidiomycètes
Les taches au revers de cette feuille sont les structures
porteuses de spores d'un champignon de la rouille. Son
nom provient de la couleur rouge orangée de ces
structures. Les champignons de la rouille sont des
parasites des plantes et s'attaquent à de nombreuses
cultures. Les charbons, champignons apparentés, sont
également des parasites des plantes.
Dessin de chytride ©Carolyn Jones, In Print for Children, reproduit avec autorisation. Photo de Gloméromycètes courtoisie du
76
Département de l'Agriculture des États-Unis, Service de Recherche Agricole. Autres photos : auteur.
Règne des champignons
Champignons basidiomycètes - Basidiomycètes
Il s'agit d'un champignon à lamelles. Son mycélium se
développe dans le fumier en décomposition. Les
spores de ce champignon se forment sur les lamelles
et se détachent du chapeau à maturité. Le vent
transporte les spores vers de nouvelles sources de
nourriture. De nombreux champignons forment des
mycorhizes avec les arbres.
Règne des champignons
Champignons à ascomycètes
Il s'agit d'un champignon en forme de coupe. C'est
l'organe sporifère d'un ascomycète. Les champignons
en forme de coupe vivent dans le sol, le fumier ou le
bois en décomposition. Celui-ci est brun, mais d'autres
espèces sont rouges, oranges, violettes ou noires. Les
spores sont libérées par la paroi interne de la coupe.
Règne des champignons
Champignons à ascomycètes
Il s'agit d'un lichen, une association entre un
champignon et une algue verte ou une
cyanobactérie. Les lichens sont classés parmi les
champignons car ce sont les champignons qui
déterminent leur forme et leur couleur. C'est un
lichen fruticuleux, ainsi nommé en raison de son
aspect buissonnant.
Ascomycète
les spores se forment dans
Basidiomycète
longs sacs. Chaque
des spores se forment sur
Le sac peut contenir huit
petits piédestaux ou
spores. Voici une
petits clubs. Ceci
vue microscopique.
est microscopique
d'un champignon en forme de coupe
vue d'une
garniture.
branchie de champignon.
77
Diagramme arborescent pour la leçon «
L’avènement du règne fongique »
Matériaux : Ce tableau peut être réalisé avec du tissu, du carton, du papier coloré ou tout autre matériau approprié.
Adapté à une utilisation en salle de classe.
Dimensions : Le tableau mesure 20 pouces (50,8 cm) de large et 11 pouces (28 cm) de haut.
Schéma de couleurs du graphique : La bordure est jaune à jaune-orange et elle est¼d'un pouce (6 mm) de large. Les étiquettes sont un
Jaune vif et clair ou jaune-orangé. Le diagramme de ramification est noir. Le fond peut être blanc ou d'une couleur
neutre claire.
Étiquette principale :
Le règne fongique
Dimensions réelles : 1¾ x 6 pouces (4,4 x 15 cm)
Règne des champignons
Étiquettes placées sur les rectangles d'illustration :
Chytrides - Chytridiomycota
Placer sur le rectangle de gauche.
Moules à épingles - MucoromycotinaPlacer sur le rectangle central.
Champignons AM - GloméromycotinaPlacer sur le rectangle de droite
Champignons à ascomycètes
Placer à la base de la forme en haut à droite. La photomicrographie de la spore se poursuit.
En haut à gauche de la forme. Le champignon en forme de coupe et le lichen se trouvent à droite.
Champignons basidiomycètes - BasidiomycètesPlacer sur la forme en bas à droite. La photomicrographie des spores se poursuit.
Le dessus. La rouille et les champignons se placent en dessous.
Lorsque les cartes photo sont placées sur les rectangles ou autres formes, une bande de couleur et le texte de l'étiquette apparaissent.
sous l'image.
Veillez à bien positionner le diagramme de ramification. Il doit s'aligner avec le tableau des protistes pour une transition harmonieuse.
Ligne reliant la lignée des opisthocontes à la branche des champignons. Pour voir comment ce tableau s'articule avec les autres,
consultez l'annexe.
78
Informations complémentaires sur le règne fongique
Cette section passe en revue la biologie des champignons et
décrit le règne et ses embranchements à l'intention des élèves
du primaire (CM1-CM2) et du collège. Elle contient des
informations utiles aux enseignants pour introduire les
concepts d'enzymes et de reproduction sexuée et asexuée.
Ce que les étudiants doivent savoir avant
d'étudier les champignons
Il est important de présenter aux élèves l'arbre de la vie avant
d'étudier les champignons en profondeur. Ils devraient avoir reçu
une introduction aux cellules végétales et animales. S'ils n'ont pas
encore étudié les enzymes, ils peuvent aborder ces protéines
essentielles lors de leur étude des champignons. La notion de
reproduction sexuée et asexuée est fondamentale pour la
compréhension des embranchements fongiques. Elle peut être
étudiée en parallèle. Les élèves comprendront mieux le rôle des
champignons dans l'environnement s'ils connaissent les rôles des
producteurs, des consommateurs et des décomposeurs.
Idées fausses sur les champignons
ancêtre commun des opisthokontes.
Tous les champignons ne sont pas parasites. Certains le sont,
mais la plupart sont saprophytes, c'est-à-dire qu'ils se
nourrissent de déchets organiques et d'organismes ayant vécu
sur Terre. De nombreux champignons vivent en symbiose
mutualiste : ils vivent en étroite association avec une autre
espèce et les deux organismes en tirent profit.
Maintenant que ces idées sont exposées, voici un aperçu du
royaume dans son ensemble.
Informations générales sur le royaume
Les champignons sont des organismes eucaryotes, hétérotrophes
et multicellulaires. Ils constituent un règne méconnu car nombre
d'entre eux se développent dans le sol ou leurs sources de
nourriture. À l'exception de leurs structures porteuses de spores, la
plupart des champignons sont microscopiques, ou presque. Ils se
développent généralement sous forme de minuscules filaments
blancs appelés hyphes, un mot issu du grec et désignant un fil de
tissage. L'ensemble des hyphes forme le mycélium (du grec «
champignon »), le corps du champignon. Lorsqu'une spore germe,
Comme la plupart des champignons sont difficiles à observer,
une hyphe se développe à partir de celle-ci. L'hyphe se ramifie
les élèves ont moins d'expérience du règne fongique que du
ensuite et s'étend. La croissance se produit uniquement aux
règne animal et végétal. Ils peuvent avoir plusieurs idées
extrémités des hyphes.
fausses qu'il convient de corriger avant d'approfondir leurs
Les champignons possèdent des parois cellulaires contenant de la
connaissances.
chitine, ce qui confère à leurs cellules leur solidité et les protège de la
Les champignons ne sont PAS dangereux, même s'ils consomment une
dessiccation. La grande majorité des champignons sont adaptés à la vie
partie des aliments dans le réfrigérateur avant vous (voir néanmoins la
terrestre, bien que certains vivent dans l'eau. À l'exception des spores
section santé et sécurité ci-dessous). Ce sont des champignonsélément
des chytrides, ils sont dépourvus de flagelles, structures permettant aux
essentiel des fondements invisibles des écosystèmesBien qu'il existe
cellules de se déplacer dans les liquides.
certainement des champignons pathogènes et des parasites, la plupart
Les champignons, comme les animaux, sont hétérotrophes (« se
sont saprotrophes (ils se nourrissent de matières organiques en
nourrissent d'autres organismes ») ; ils utilisent les nutriments produits
décomposition) ou forment des partenariats mutualistes.
par d'autres êtres vivants. Ils digèrent leur nourriture à l'extérieur de
leur corps et absorbent les nutriments dissous. En présence d'eau, les
Les champignons ne sont PAS des plantes dégénérées. Cette idée fausse est
champignons sont capables de digérer la quasi-totalité des substances
difficile à corriger car, traditionnellement, les champignons ont été étudiés au
naturelles et de nombreuses substances synthétiques, comme la
sein du règne végétal. Les manuels de botanique comportent encore une
peinture et le carburant d'aviation. La plupart des champignons vivent
section sur les champignons, même s'ils précisent qu'ils constituent un règne
sur des organismes morts ou des détritus. Ils digèrent les déchets des
distinct. Les groupes devraient être définis par leurs caractéristiques propres
organismes vivants et leurs cadavres ; ce sont donc des saprotrophes («
plutôt que par leurs lacunes. On définit souvent les champignons par leur
se nourrissent de matière en décomposition »). Certaines espèces sont
absence de chlorophylle, mais cette carence est rarement mentionnée chez
parasites d'animaux, de plantes, voire d'autres champignons. Quelques-
les animaux. La catégorie nutritionnelle des champignons est la même que
unes capturent et digèrent de minuscules animaux présents dans le sol
celle des animaux : ce sont tous deux des hétérotrophes (ils utilisent la
ou l'eau. Certains champignons se développent en association avec des
nourriture produite par d'autres organismes). Les animaux et les
algues ou des cyanobactéries et forment des lichens. D'autres sont
champignons sont considérés comme des groupes frères. Il existe des
associés aux racines des plantes et forment des mycorhizes. Dans ce cas,
preuves qu'ils partagent une même origine.
le phototrophe (la plante ou l'algue) nourrit le champignon.
79
Le champignon symbiotique fournit eau et minéraux à la
Les hyphes sécrètent également des enzymes digestives dans leur
plante. Chez les lichens, le champignon abrite son partenaire
environnement. Ces enzymes décomposent les grosses molécules
phototrophe.
alimentaires en petites molécules que le champignon peut
Les champignons se reproduisent par spores, qu'ils forment
dans diverses structures selon l'espèce et le mode de
reproduction (sexuée ou asexuée). La taille de ces structures
transporter dans ses cellules. C'est comme si le champignon
transformait la nourriture environnante en une sorte de soupe,
qu'il absorberait ensuite.
varie, allant des champignons et morilles facilement visibles
Les hyphes sont constituées de nombreuses cellules, bien que
aux structures microscopiques qui constituent la partie bleu-
celles des champignons diffèrent de celles des animaux ou des
vert des moisissures. Grâce à sa structure cellulaire, un
plantes. Chez la plupart des champignons, les cellules sont
champignon peut produire rapidement une grande structure
fusionnées. Soit il n'y a pas de paroi ni de membrane entre de
porteuse de spores. Les cellules des hyphes sont reliées par
nombreuses cellules (chytrides et mucoromycètes), soit les septa,
leur cytoplasme, soit par absence de septa (cloisons), soit par
les cloisons transversales entre les cellules, sont perméables
présence de perforations dans ces septa. Ceci permet au
(ascomycètes et basidiomycètes). Il est impossible de déterminer
champignon de concentrer les nutriments provenant de tout
précisément où une cellule commence et où une autre s'arrête. En
son mycélium au moment de la formation du sporophore
revanche, des cloisons et des membranes transversales complètes
(structure porteuse de spores, également appelée carpophore).
séparent généralement le corps principal du champignon de ses
Certains champignons se reproduisent par bourgeonnement
structures porteuses de spores.
ou par fragmentation en de nouveaux organismes.
Les cellules des champignons se divisent (par mitose) selon un
processus légèrement différent de celui des animaux et des
Les principaux groupes de ce règne sont : les Chytridiomycota
plantes. Leurs noyaux sont petits et mobiles dans tout le mycélium.
(chytrides) ; les Zoopagomycota (parasites d’insectes).
Les cellules du mycélium possèdent peu ou pas de noyaux.
et autres petits animaux) ; Mucoromycota – pas de spécialisations. Ils se ressemblent tous et se
comportent de la même manière. Les champignons peuvent se développer à partir d’un fragment de
mycélium qui est prélevé de l’organisme parent et placé dans les Basidiomycota (champignons à
arbuscules). Les chytrides ne sont pas les
Un lieu propice à leur croissance. C'est ainsi que les cultures de champignons
Seule la lignée à la base de l'arbre phylogénétique des champignons est
sont propagées en laboratoire et que les producteurs de champignons créent
pertinente, les autres n'étant pas pratiques pour une étude initiale.
de nouvelles cultures.
Plusieurs protistes fongiformes, traditionnellement étudiés
Il existe des champignons appartenant à tous les embranchements qui se
au sein du règne des champignons, appartiennent en
développent sous forme de cellules uniques. On les appelle levures. Elles se
réalité à la lignée des protistes. Parmi eux figurent les
reproduisent par bourgeonnement, ou, chez certaines espèces, par division
myxomycètes (Amoebozoa) et les oomycètes
cellulaire. Le terme « levure » décrit la forme du champignon, et non une
(Stramenopiles). Voir le chapitre 4 pour plus d'informations
catégorie taxonomique. Certains chytrides se développent à partir d'une seule
sur ces protistes fongiformes.
cellule qui se différencie en de nombreuses petites zoospores (spores munies
Poursuivez votre lecture pour en savoir plus sur la biologie des champignons, les rôles
écologiques de ce règne et la façon dont les humains utilisent les champignons.
d'un flagelle).
Développement et reproduction des champignons
Le corps des champignons
Les champignons se développent à partir de spores.
La plupart des champignons se développent sous forme de
L'organisme parent produit des millions de spores, dispersées
filaments appelés hyphes. L'ensemble de ces filaments forme le
par les courants d'air, l'eau ou les animaux. Lorsqu'une spore
mycélium. Les mycéliums fongiques sont souvent difficiles à
atteint des conditions favorables, elle germe et une hyphe se
observer car ils se développent à l'intérieur de leur substrat. Les
développe. Cette hyphe se ramifie à plusieurs reprises et
hyphes rappellent les racines des plantes et les deux structures
continue de croître à ses extrémités, formant ainsi une tache
présentent une grande surface d'absorption. Elles se développent
circulaire ou sphérique de mycélium. Lorsque le mycélium est
dans le sol ou des supports solides comme le bois en s'étendant à
suffisamment développé et que les conditions sont optimales, il
partir de leurs extrémités : l'extrémité de la racine ou l'extrémité
peut former des spores. La partie colorée au centre d'une tache
d'une hyphe. Les racines des plantes absorbent l'eau et les
de moisissure correspond à l'endroit où les spores se sont
minéraux. Les hyphes, quant à elles, absorbent…
formées. Le mycélium est blanc.
80
Les champignons peuvent former deux types de spores : asexuées et
Chez d'autres espèces, il peut exister des centaines de types
sexuées. Les spores asexuées se forment à partir d'un mycélium non
d'accouplement, ce qui augmente les chances que deux individus
fusionné. Ce sont les spores présentes chez la plupart des moisissures.
différents entrent en contact.
On trouve des spores asexuées dans tous les embranchements de
champignons. Si une paroi transversale se forme près de l'extrémité des
hyphes et que les spores se forment à l'extérieur de cette paroi, à
l'extrémité ou sur les côtés des hyphes, les spores asexuées sont
appelées conidies (du grec « conidie », poussière). La structure dans
laquelle elles se forment est appelée conidiophore (porteur de conidies).
Les ascomycètes et certains basidiomycètes forment des conidies. Si les
spores asexuées se forment dans les extrémités renflées des hyphes, ce
sont des sporangiospores et la structure dans laquelle elles se forment
est un sporange (du grec « récipient à graines »). Les mucoromycètes se
reproduisent de manière asexuée grâce à des sporanges.
Les structures qui portent les spores sexuées sont les parties des
champignons que l'on observe couramment. On peut citer comme
exemples les champignons de Paris et les basidiocarpes, appelés
respectivement basidiocarpes et ascocarpes. La formation des
spores sexuées nécessite la fusion d'hyphes provenant de deux
champignons de la même espèce, mais de types sexuels différents.
À l'instar du concept cellulaire, le concept de sexualité chez les
champignons diffère de celui observé chez les animaux. Chez
certains champignons, il n'existe que deux types sexuels, désignés
« plus » et « moins » car ils sont d'apparence identique.
Chez les basidiomycètes et certains ascomycètes, la fusion de deux
mycéliums se produit bien avant la formation de la structure porteuse
de spores. Le mycélium fusionné possède des noyaux provenant de
deux individus différents. Il peut se développer pendant des mois,
voire des années, avant la formation des spores. Un même mycélium
dicaryotique (« à deux noyaux ») peut produire des structures
porteuses de spores annuellement pendant de nombreuses années. La
reproduction sexuée peut avoir lieu ou non chez une espèce de
champignon donnée. Elle est la norme chez les basidiomycètes et
inconnue chez certains ascomycètes. Les mucoromycètes y ont recours
en conditions défavorables.
La structure que forme un champignon lors de la production
de spores sexuées a longtemps servi à le classer en
embranchements. Cependant, la grande similarité des
mycéliums rend leur apparence peu utile à la classification. De
nombreux champignons ne produisent pas de spores sexuées
et étaient autrefois classés dans l'embranchement des
Deutéromycètes. Ce dernier a été abandonné, car ces
champignons peuvent désormais être classés grâce à l'étude
de leur ADN. Presque tous les anciens deutéromycètes sont
aujourd'hui considérés comme des ascomycètes, tandis que
quelques-uns ont été transférés parmi les basidiomycètes.
reproduction sexuée et asexuée
Lorsqu'une cellule se reproduit, elle transmet des informations à sa
descendance. Ces informations comprennent toutes les instructions nécessaires
à la formation et au fonctionnement de la cellule, et elles sont codées dans la
molécule d'ADN. Lors de la reproduction asexuée, la descendance reçoit l'ADN
d'un seul parent. Lors de la reproduction sexuée, la descendance reçoit l'ADN des
deux parents. L'ADN étant contenu dans le noyau de la cellule, la reproduction
sexuée nécessite une cellule de chaque parent.
Les mécanismes de la reproduction sexuée paraissent souvent extrêmement complexes. Les
fleurs, par exemple, possèdent une forme particulière pour attirer le pollinisateur idéal.
Pourquoi un organisme s'en donnerait-il la peine ? Parce que la descendance bénéficiera
d'une plus grande diversité génétique et aura ainsi davantage de chances de survivre aux
changements environnementaux. Cela ne signifie pas que les organismes dont l'ADN
présente peu de diversité ne peuvent pas survivre, mais simplement qu'ils risquent de ne
pas prospérer en cas de changement de leur environnement.
La division en deux est un exemple de reproduction asexuée. Elle se produit chez les
bactéries, les levures, les protozoaires et certains animaux comme les anémones de
mer. Les plantes utilisent la reproduction asexuée lorsqu'elles émettent des stolons
souterrains qui donnent naissance à de nouvelles pousses.
81
Le régime alimentaire des champignons et les limites physiques de leur croissance
Les champignons peuvent décomposer la quasi-totalité des
qui peuvent se développer. Dans les climats secs, on ne trouve
molécules carbonées naturelles. Ils sont également capables de
jamais de moisissures sur les chaussures rangées dans un placard,
s'attaquer à un grand nombre de molécules synthétiques. La
contrairement aux climats chauds et humides. Si vous souhaitez
présence d'eau libre suffit à leur développement. Certaines espèces
cultiver des champignons, vous obtiendrez une grande variété
de champignons ont un régime alimentaire très restreint, tandis
d'espèces en utilisant un récipient de culture humide. À l'autre
que d'autres se nourrissent d'une grande variété de substances.
extrémité du spectre, il existe des espèces de champignons d'eau
Cela dépend des types d'enzymes que le champignon est capable
douce et d'eau salée, même si la grande majorité vit sur terre.
de produire. (Voir l'encadré sur les enzymes ci-dessous.)
Il existe des champignons qui n'attaquent jamais aucun être
La plage de températures propices à la croissance des champignons est
vivant. Ce sont les saprophytes stricts. Beaucoup d'autres
également très étendue. Certains champignons peuvent se développer
peuvent vivre en saprophytes, mais ils se comportent comme
à quelques degrés en dessous de zéro et altèrent parfois les aliments
des parasites lorsqu'ils en ont l'occasion. Certains champignons
congelés conservés à des températures proches de 0 °C. À l'autre
ne peuvent croître et se reproduire qu'aux dépens d'un hôte
extrémité du spectre, on trouve des espèces qui se développent à des
vivant. Ce sont les parasites obligatoires (ou stricts), également
températures supérieures à 50 °C. Si les procaryotes dépassent
appelés biotrophes (« nourrisseurs de vie »). Les champignons
aisément cette plage, les champignons sont les seuls organismes
mutualistes, qui vivent en étroite association avec un autre
eucaryotes capables de se développer à de telles températures. La
organisme au bénéfice des deux, comprennent les
plupart des champignons se développent de manière optimale entre 15
champignons mycorhiziens et les endophytes fongiques.
°C et 40 °C. Les spores de certains champignons peuvent survivre à des
températures atteignant 80 °C. Elles résistent souvent à des années de
Bien que l'on imagine généralement les champignons se développant dans
gel et de sécheresse extrême.
des milieux humides, certaines espèces peuvent prospérer dans des endroits
La plupart des champignons ont besoin d'air pour se développer, bien que
si secs qu'aucun autre organisme ne peut y vivre. Ce sont ceux qui se
certains se développent en son absence (ils sont anaérobies). De nombreuses
développent dans la confiture ou sur les aliments salés. La confiture peut ne
levures peuvent se développer avec ou sans air. Les chytrides anaérobies
pas vous paraître sèche, mais sa forte teneur en sucre exerce une forte
vivent dans le rumen des animaux au pâturage et participent à la digestion
attraction osmotique sur l'eau contenue dans les aliments. C'est pourquoi les
des végétaux. Ils ne se développent qu'en présence de très faibles
conserves sont dites « conservées ». Il est vrai que plus l'humidité est
concentrations d'oxygène. Les champignons adaptés à la vie aquatique
importante, plus les espèces de champignons sont nombreuses.
peuvent tolérer de faibles concentrations d'oxygène.
Enzymes
Il sera difficile pour les élèves de comprendre les champignons sans comprendre les enzymes. On peut
décrire les enzymes comme des molécules outils. Elles assemblent, décomposent ou réorganisent
d'autres molécules. Lorsqu'un hétérotrophe se nourrit, il doit d'abord décomposer les grosses molécules
alimentaires en petites molécules qu'il peut absorber et utiliser dans ses cellules. C'est ce qu'on appelle la
digestion. L'organisme utilise des enzymes pour cette tâche et pour des milliers d'autres fonctions vitales.
L'ensemble de ces réactions chimiques est appelé métabolisme. Les enzymes assurent donc le
métabolisme des cellules. Chez l'humain, les enzymes digestives agissent dans la salive et les fluides du
tube digestif. Chez les champignons, les enzymes digestives agissent à l'extérieur de l'organisme ; ainsi,
l'« estomac » d'un champignon correspond à la zone entourant les hyphes.
Voici des informations complémentaires pour les élèves qui souhaitent une définition plus précise des enzymes. Les
enzymes sont des catalyseurs biologiques. Un catalyseur est une substance qui modifie la vitesse d'une réaction
chimique sans être consommée par cette réaction. Les catalyseurs ne peuvent pas provoquer une réaction qui serait
impossible autrement. Prenons un exemple : une planche est fixée sur un vieux bâtiment. Un clou y est planté. Avec le
temps, la planche pourrira et le clou finira par tomber sous l'effet de la gravité. Si vous utilisez un marteau, vous
pouvez faire sortir le clou beaucoup plus rapidement. Le marteau agit comme une enzyme ou un autre catalyseur.
82
Les rôles écologiques des champignons
Les organismes peuvent être classés en producteurs,
Les champignons parasites sont nombreux et variés. Leurs hôtes
consommateurs ou décomposeurs. Les champignons, tout comme
comprennent des animaux de toutes tailles, des minuscules
les bactéries, sont les principaux décomposeurs de la biosphère. Ils
invertébrés aquatiques ou terrestres aux grands vertébrés. Il existe
jouent un rôle essentiel en rendant disponibles aux organismes
une grande variété de maladies fongiques des plantes, notamment
vivants les nutriments (phosphates, azote et composés carbonés)
les rouilles, les charbons, l'oïdium, la graphiose de l'orme et le
qu'ils extraient des détritus (excréments, poils, feuilles mortes) et
chancre du châtaignier.
des organismes ayant vécu. Les champignons possèdent la
capacité unique d'étendre leurs hyphes dans des substances
solides comme le bois, tandis que les bactéries sont principalement
confinées aux surfaces. Les champignons possèdent des enzymes
spécifiques qui leur permettent de décomposer les molécules
complexes du bois, de la peau et des poils.
Les mycorhizes sont l'association d'un champignon et des racines d'une
plante. Ces associations invisibles, mais vitales, se rencontrent chez plus
de 80 % des plantes. Les fossiles de certaines des premières plantes
terrestres présentaient des champignons associés à leurs tiges
souterraines (ces plantes ne possédaient pas de véritables racines). De
ce fait, les botanistes pensent que les champignons ont aidé les plantes
Les champignons consommateurs comprennent ceux qui causent des
à conquérir la terre ferme et qu'ils sont restés essentiels à de
maladies, les champignons partenaires des lichens, les champignons
nombreuses espèces depuis lors.
mycorhiziens et les champignons endophytes, qui se développent à l'intérieur
d'une plante vivante. Les champignons prédateurs, qui se nourrissent de
nématodes, d'amibes, de rotifères, de tardigrades, de copépodes et de
collemboles, sont également des consommateurs.
Dans les mycorhizes, les champignons agissent comme des
prolongements des racines de la plante. Ils lui apportent des
phosphates, des composés azotés et de l'eau. Les plantes mycorhizées
résistent à la sécheresse, aux températures élevées du sol et à l'acidité.
Les champignons sont réputés pour leurs nombreux sols symbiotiques, plus riches que ceux des plantes dépourvues de champignons. La plante
nourrit ces relations. « Symbiose » signifie « vivre ensemble ».
Les champignons contiennent des sucres et des vitamines. Presque tous
Ce terme est utilisé pour décrire la situation où deux
les conifères et la plupart des feuillus possèdent des mycorhizes. Le
organismes vivent en étroite association. D'autres adjectifs
champignon que l'on trouve en forêt est probablement la structure
permettent de décrire les effets sur les participants.
porteuse de spores (aussi appelée carpophore) d'un champignon.
« Mutualiste » signifie que les deux organismes en bénéficient. Champignon mycorhizien.
« Parasitaire » signifie qu’un organisme vit aux dépens de
un autre. « Commensal » signifie que l'association a
un effet positif sur un organisme, mais sans danger
l'autre. Ces catégories se confondent souvent par nature, comme c'est le cas.
Il est difficile de déterminer précisément comment un organisme affecte un autre.
Les graines d'orchidées ne germeront pas sans l'aide de
un partenaire fongique particulier. Plantes mycohétérotrophes,
comme les pipes indiennes, ne contiennent pas de chlorophylle et sont
reliés à leur plante hôte par des champignons mycorhiziens.
Les mycorhizes sont une partie essentielle du cycle de vie des
Il existe de nombreuses histoires fascinantes sur les interactions entre de nombreuses bryophytes et les plantes vasculaires sans graines.
des champignons avec d'autres organismes. (Voir les références pour
(Autres exemples.) Symbioses mutualistes impliquant
Les champignons se rencontrent dans les mycorhizes, les endophytes fongiques et
associations fongiques avec les fourmis coupeuses de feuilles (attines),
termites constructeurs de termitières, coléoptères ambrosia et cochenilles
insectes. Les lichens sont souvent cités en exemple de
symbiose mutualiste ; leur histoire est complexe car
Il s'agit d'une colonie composée de plusieurs espèces différentes.
Le partenaire fongique est généralement un grand ascomycète, mais beaucoup
ils peuvent également avoir des levures basidiomycètes à l'extérieur qui peuvent
défendre le lichen contre les attaques d'autres microbes.
Les champignons endophytes forment un autre système invisible mais
association importante avec les plantes. Ces champignons se développent
à l'intérieur de la plante, entre les cellules de ses tiges et
feuilles. Dans certains cas, l'endophyte aide son hôte
pour pousser dans des sols pauvres et le protège des attaques de
insectes ou champignons nuisibles. Un endophyte fongique de la fétuque
L'herbe est bien connue. Ces champignons sont difficiles à détecter.
et ne sont connues que depuis quelques décennies, tellement
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer le nombre de plantes.
les avoir et savoir ce qu'ils peuvent faire.
83
Comment les gens utilisent les champignons
Utilisations alimentaires–Il est probable que les champignons et
Utilisations en recherche biologique –De nombreux champignons ont
les morilles aient été consommés par l'humanité depuis toujours.
servi d'organismes modèles aux chercheurs étudiant la biologie
De nombreuses cultures ont une forte tradition de cueillette de
cellulaire fondamentale, la génétique et le fonctionnement de l'ADN. Les
champignons.Attention ! Toute personne cueillant et
hormones végétales, comme l'acide gibbérellique, produites par les
consommant des champignons sauvages doit être capable
champignons, ont permis aux botanistes de mieux comprendre le
d’identifier formellement leur genre et leur espèce. Les espèces
fonctionnement des plantes.
toxiques ne peuvent être distinguées par un test simple.
Les levures sont appréciées comme compléments alimentaires en
raison de leur richesse en vitamines et en protéines. La levure nutritionnelle
possède un goût qui rappelle celui du fromage. Cependant, la consommation
de cellules de levure entières présente certains inconvénients, car elles
contiennent une forte concentration d'acides nucléiques (purines). Ces
derniers entraînent une augmentation du taux d'acide urique, nocif pour les
personnes souffrant de goutte. Il est possible de transformer la levure afin de
réduire sa teneur en acides nucléiques et d'obtenir ainsi une protéine à faible
coût.
Au Mexique, on consomme le champignon du charbon du
maïs, Ustilago maydisCe champignon, appelé huitlacoche,
provoque la formation d'épis de maïs aux grains gros, foncés et
déformés, mais il est réputé délicieux.
Problèmes de santé et de sécurité liés aux champignons
Les spores de moisissures sont très allergènes : elles provoquent des
allergies et peuvent déclencher des crises d’asthme. Les cultures de
moisissures en classe ne doivent pas être exposées à l’air libre. Fermez
hermétiquement les couvercles des boîtes de Petri avec du ruban
adhésif ou recouvrez les cultures d’un film plastique afin d’éviter
l’inhalation des spores. Consultez le site http://www.cdc.gov/mold/
faqs.htm pour plus d’informations.
Vous et vos élèves pouvez manipuler les champignons en toute
sécurité, à condition de ne pas en consommer. Les champignons
vénéneux ne vous empoisonneront pas si vous ne les mangez pas.
Il est conseillé de se laver soigneusement les mains après cette
activité ou toute autre sortie sur le terrain. Voir page 27 du livre.
utilisations de transformation alimentaire–L'utilisation des champignons dans la
Les champignons démystifiéspar David Arora.
transformation des aliments remonte à la préhistoire. Parmi les premiers usages, on
Les aliments contaminés par des champignons doivent être jetés. Il
peut citer la fabrication de boissons alcoolisées, la levée du pain et la production de
est impossible de savoir si le champignon produit une toxine qui
fromage bleu. En Asie, de nombreux aliments sont préparés à base de
s'est propagée dans l'aliment. Retirer simplement une colonie de
champignons.AspergillusDes moisissures permettent de fermenter le soja et les
moisissure ne rend pas l'aliment propre à la consommation, car le
céréales. Parmi ces aliments, on trouve la sauce soja, le miso et le tempeh.
mycélium pénètre dans les aliments. Historiquement, la
contamination fongique des céréales a provoqué de nombreuses
utilisations industrielles–Les champignons sont utilisés dans la
épidémies chez l'homme et les animaux domestiques. L'incendie de
fabrication d'acides organiques servant à aromatiser les aliments
la Saint-Antoine, au Moyen Âge, en est un exemple. Il a été causé
(acide citrique et acide lactique), de plastiques biodégradables et de
par un champignon qui infecte le seigle.
statines, médicaments destinés à réduire le cholestérol. Ils
produisent des antibiotiques, notamment la pénicilline et les
céphalosporines, qui agissent contre les bactéries ; la griséofulvine,
un antifongique ; et la fumagilline, qui combat une maladie
microsporidienne des abeilles. (Pour plus d'informations sur les
microsporidies, voir page 75.)
Les infections fongiques chez l'humain vont des infections superficielles
comme le pied d'athlète et des infections bénignes comme le muguet,
aux rares infections systémiques (touchant tout le corps)
potentiellement mortelles. Les infections fongiques sont difficiles à
traiter car la plupart des substances qui affectent les champignons
affectent également l'organisme. Les infections graves sont rares chez
Utilisations de la biocontrôle–Les champignons sont utilisés comme
les personnes dont le système immunitaire est sain. Si un médicament
insecticides biologiques contre plusieurs ravageurs, notamment les
ou une infection affaiblit le système immunitaire, la personne devient
pucerons, les doryphores de la pomme de terre, les carpocapses des
beaucoup plus vulnérable aux infections fongiques. Un champignon
pommes et les larves de moustiques. Les agriculteurs utilisent des
appeléPneumocystisElle a provoqué des pneumonies chez les personnes
ascomycètes pour lutter biologiquement contre les adventices dans les
infectées par le VIH, le virus responsable du sida. Avec les changements
rizières. La culture du blé en Australie était menacée par une adventice
climatiques, on craint que la coccidioïdomycose, ou fièvre de la vallée,
importée, désormais maîtrisée grâce à un champignon de la rouille
une maladie fongique des zones désertiques, ne se propage à de
importé qui s'attaque à cette adventice. (VoirLe Cinquième Royaume
nouvelles régions.
(Pour plus d'informations, veuillez contacter Bryce Kendrick.)
84
Embranchements du règne fongique
REMARQUE : Les affiches qui suivent cette section peuvent être photocopiées et présentées avec le texte ci-dessous. Des affiches
sont disponibles pour les groupes de champignons, à l’exception des Glomeromycotina. L’affiche sur les mycorhizes peut servir à
parler des Glomeromycètes, mais l’illustration montre un basidiomycète formant des mycorhizes avec les conifères. Les
Glomeromycètes forment des mycorhizes avec les plantes herbacées et les arbres tropicaux. Les données sur le nombre
d’espèces proviennent de l’Encyclopedia of Life (https://eol.org/).Biologie de Campbell(2021).
chytrides
Embranchement des Chytridiomycètes
Les chytrides constituent l'une des branches les plus anciennes et les plus simples des champignons.
L'ancêtre du règne des champignons ressemblait peut-être à un chytride. De nombreux chytrides sont
unicellulaires, bien que chez certaines espèces, les cellules forment de courts filaments et des mycéliums.
Ils se développent dans l'eau, les sols humides, le tube digestif des herbivores et sur les algues. Certains
sont parasites, notamment des espèces qui se développent à l'intérieur des moustiques et sur les plantes,
les grenouilles et d'autres champignons. Comme les autres champignons, les chytrides sont d'importants
décomposeurs, capables de décomposer les fibres végétales, les poils, le pollen et les exosquelettes
d'insectes. Ils vivent sous tous les climats, des tropiques à l'Arctique. Ils se reproduisent grâce à des
spores munies d'un flagelle lisse unique. Ces spores sont appelées zoospores. La petite taille et la forme
variable des chytrides rendent leur étude difficile.chytro«pot en terre cuite » +
- idi«petit » +mykes, « champignon »]
Environ 1000 espèces connues
Le phylum suivant n'est pas représenté sur les affiches ni sur l'arbre phylogénétique du règne fongique (page 76). Si vous
souhaitez l'ajouter, tracez une branche entre les chytridiomycètes et les Mucoromycota. Les zoopagomycètes sont plus difficiles
à observer que les moisissures, les champignons ou les lichens. Si les enfants trouvent un insecte mort recouvert d'un voile
fongique, c'est l'occasion idéale de leur présenter ce phylum.
Zoopagomycètes
Embranchement des Zoopagomycètes
Les zoopagomycètes comprennent des espèces qui s'attaquent aux insectes et aux petits animaux vivant
dans le sol. D'autres espèces se nourrissent d'amibes ou d'autres champignons. Quelques espèces vivent
sur le fumier ou sont commensales avec les animaux (elles vivent sur eux sans leur transmettre de
maladie). Leur nom provient du mot grec signifiant « animaux ».zoo-, etpago-Le terme « zoopagomycètes
» signifie « givre » ou « glace ». Les espèces qui infectent les insectes forment généralement un
revêtement fongique clair à la surface de leur hôte. Les zoopagomycètes sont difficiles à étudier en
laboratoire car la plupart des espèces ne peuvent être cultivées seules. La plupart des espèces se
développent uniquement sur leur proie ou leur organisme hôte.
Les zoopagomycètes appartenaient autrefois à l'embranchement obsolète des
Zygomycètes. Des études d'ADN ont montré que les Zygomycètes comprenaient deux
branches distinctes : les Zoopagomycètes et les Mucoromycètes.
Environ 900 espèces connues
85
Mucoromycètes, les moisissures à épingles
Embranchement des Mucoromycètes, sous-embranchement des Mucoromycètes
Les mucoromycètes, aussi appelés moisissures à épingles, forment des spores de résistance
lorsque les conditions de croissance sont défavorables. Les hyphes des types sexuels « plus » et «
moins » convergent jusqu'à se toucher. Entre elles se forme alors une zygospore de grande taille et
à paroi épaisse. Les zygospores résistent au gel et à la dessiccation. Elles germent lorsque les
conditions de croissance redeviennent favorables. Un seul champignon conjugatif produit des
spores asexuées dans des structures en forme de sac sur des hyphes spécialisées qui émergent du
mycélium. Ces structures contenant les spores sont appelées sporanges. Le sporange noircit à
maturité des spores, puis s'ouvre. Le vent disperse les spores vers de nouveaux endroits. Certains
mucoromycètes vivent sur le fumier et projettent leurs spores vers la lumière. Cela augmente la
probabilité que leurs spores se déposent sur une plante, soient ingérées par un herbivore et se
retrouvent dans les excréments de l'animal. La moisissure noire du pain est un mucoromycète.
Comme la plupart des membres de ce groupe, il se nourrit de matières organiques ayant vécu. Ces
champignons se développent principalement sur des aliments sucrés ou riches en amidon plutôt
que sur des aliments plus complexes comme le bois ou les cheveux. Ce groupe de champignons
nécessite des conditions de croissance humides. Leurs hyphes sont dépourvues de cloisons
transversales (septums). [L. mucor, « moisissure » +mykes, « champignon » ; grec.zygon, « attelés »
ou « appariés »]
Environ 340 espèces connues
Ascomycètes, les champignons à asques
Embranchement des Ascomycètes
Les ascomycètes, ou champignons à asques, constituent le groupe le plus important du règne fongique. Ils
comprennent d'importants décomposeurs, des champignons responsables de maladies dévastatrices chez les
plantes, et les levures utilisées pour la fabrication du vin, de la bière et du pain. Le champignon présent dans la
plupart des lichens et certaines mycorhizes est un ascomycète. Les ascomycètes sont capables de se développer
dans une très grande variété de conditions, plus que tout autre groupe de champignons. Ils décomposent la
plupart des molécules contenant du carbone, notamment la cellulose (provenant des plantes) et la kératine, la
protéine des cheveux et des ongles. On les a même trouvés dans du carburant d'aviation et sur de la peinture.
Certains se développent avec très peu d'humidité, tandis que d'autres vivent en eau douce ou salée. Les spores
sexuées de ce groupe se forment dans un asque (« petit sac »), qui contient généralement huit spores alignées.
Les asques peuvent se former en de grandes structures facilement visibles. On peut citer comme exemples les
morilles, les truffes, les oreilles de porc et les pézizes. Les ascomycètes produisent également des spores
asexuées appelées conidies (du grec « petite poussière »). Ces structures se forment à l'extrémité des hyphes, et
non dans des sacs. Les levures ascomycètes se reproduisent de manière asexuée par bourgeonnement. Une
cellule fille se développe à partir de la cellule mère et s'en détache lorsqu'elle est suffisamment grande pour être
indépendante. Les parasites végétaux de ce groupe comprennent les champignons responsables de la
graphiose de l'orme, du chancre du châtaignier, de l'oïdium et de l'ergotisme du seigle, qui constituait un grave
problème de santé publique au Moyen Âge. [Gk.Askos, « vessie ou poche » +mykes, « champignon »] Environ 90
000 espèces connues
86
Gloméromycètes, les champignons mycorhiziens arbusculaires (MA)
Embranchement des Mucoromycètes, sous-embranchement des Gloméromycètes
Les Gloméromycètes ont récemment été classés dans le sous-embranchement des
Gloméromycotina, au sein de l'embranchement des Mucoromyota. Ils forment un type particulier
de mycorhizes, appelées mycorhizes arbusculaires. Ce groupe d'organismes est également connu
sous le nom de champignons mycorhiziens arbusculaires, généralement abrégé en champignons
AM. « Arbusculaire » signifie « en forme d'arbuste ou de petit arbre ». Les hyphes pénètrent dans
les tissus et les cellules de la plante, où elles forment de minuscules excroissances buissonnantes
appelées arbuscules. Ces arbuscules permettent les échanges de nutriments entre le champignon
et la plante. Les Gloméromycètes apportent à leurs plantes partenaires de l'eau et des minéraux
comme le phosphore, souvent rare ou difficile à transporter dans les sols. La plante fournit au
champignon les sucres qu'elle produit par photosynthèse. On ne compte qu'environ 280 espèces
de Gloméromycètes décrites, mais elles forment des symbioses avec la grande majorité des plantes
herbacées et des arbres tropicaux. Chaque espèce de champignon peut s'associer à de
nombreuses espèces de plantes. Les gloméromycètes ne forment pas de spores sexuées. Leurs
spores asexuées sont grandes et sphériques. On trouve des preuves fossiles de ces champignons
datant du Dévonien, et on pense qu'ils ont aidé les plantes à coloniser la terre ferme. [L. glomer, «
une pelote de laine » + grec.mykes, « champignon »] Environ 280 espèces connues
Basidiomycètes, les champignons à basides
Embranchement des Basidiomycètes
Les basidiomycètes, ou champignons à basides, sont familiers à la plupart des gens grâce à leurs
champignons facilement visibles, qui constituent l'une des structures porteuses de spores de ce
phylum. Les champignons sont un amas d'hyphes étroitement imbriquées. Ils représentent une
petite partie d'un mycélium souterrain beaucoup plus vaste. Ce groupe tire son nom de la
structure sur laquelle se forment les spores, le baside (du latin « petit piédestal »). Cette minuscule
structure en forme de massue est invisible à l'œil nu. Elle se forme sur les lamelles ou dans les
pores des champignons, à la surface des champignons coralloïdes et gélatineux, et à l'intérieur
des vesses-de-loup. Les spores sont libérées par les basides. On observe le résultat lorsqu'on
réalise une sporée. Les basidiomycètes sont essentiels à la croissance et à la santé des forêts
tempérées car ils forment des mycorhizes avec les racines des conifères et des feuillus. Ils jouent
un rôle important dans la décomposition des substances complexes et sont les principaux
décomposeurs du bois car ils peuvent décomposer toutes ses molécules complexes. Outre les
champignons, on trouve parmi les basidiomycètes les rouilles et les charbons, les champignons
gélatineux, les nids d'oiseaux, les vesses-de-loup, les phallus impudiques, les polypores et les
champignons coralliens. Les rouilles et les charbons, parasites des plantes, se manifestent par des
taches au revers des feuilles ou par des excroissances déformées et décolorées sur les plantes. De
nombreux animaux se nourrissent des structures sporifères des basidiomycètes. L'homme
consomme des champignons depuis la préhistoire, mais une identification très précise est
indispensable pour une consommation sans risque. De nombreux champignons sont toxiques, et
certains sont mortels. [L. basidium, « petit piédestal » + Gk.mykes, « champignon »] Environ 50 000
espèces connues
87
Règne des champignons
hyphe
mycélium
Le corps d'un champignon est composé de minuscules filaments appelés hyphes. Une seule hyphe suffit.
L'hyphe se développe lorsqu'une spore germe. Elle s'allonge et se ramifie.
de manière répétée. L'ensemble des hyphes constitue le mycélium.
Certains champignons se développent sous forme de cellules
uniques appelées levures. Les levures se reproduisent par
bourgeonnement. Les marques circulaires sur les cellules sont
des cicatrices de bourgeonnement, là où une cellule fille s'est
développée puis détachée. Certains champignons peuvent
alterner entre une forme levuriforme et une forme
mycélienne.
88
Les chytrides
Embranchement des Chytridiomycètes
zoospores
6
pollen
grain
1
développement du chytride
2
5
4
3
rhizoïdes
Les chytrides sont des champignons microscopiques qui vivent sur divers matériaux, y compris des matières vivantes.
et des organismes ayant déjà vécu. Ils se développent sous forme de cellules isolées et de mycéliums.
Cycle de vie d'un chytride unicellulaire qui se nourrit de pollen
1. Une zoospore nage jusqu'à un grain de pollen de pin. Elle s'y fixe et commence à se développer.
2. Le chytride grossit, alimenté par les réserves alimentaires stockées dans le grain de pollen.
3. Voici une vue extérieure d'un chytride mature. Il s'est développé en une journée environ.
4. Voici une vue en coupe d'un chytride mature. Le chytride possède des rhizoïdes, structures filiformes
qui lui permettent de digérer et d'absorber les nutriments du grain de pollen. À l'intérieur de la
cellule unique du chytride, le noyau s'est divisé de nombreuses fois.
5. Les nombreux noyaux se sont transformés en zoospores et le chytride d'origine est en train
de s'ouvrir.
6. Les zoospores s'éloignent à la nage et partent à la recherche de nouvelles sources de nourriture.
89
90
Ascomycètes, les champignons à asques
Embranchement des Ascomycètes
Morel, genreMorchella
Moisissure, genrePénicillium
conidies
(asexué
spores)
hyphes
Champignon à écorce d'orange, genreAleuria
ascocarpe,
sporophore de
spores sexuelles
Ces hyphes
sont petits
une partie de
mycélium.
Les spores sexuées, appelées
ascospores, se forment dans des
asques, de petits sacs. Chaque asque
contient huit spores. Les alvéoles de
la morille et la surface interne de sa
coupe sont tapissées d'asques. Les
spores sont libérées des asques à
maturité.
91
Basidiomycètes, les champignons à basides
Embranchement des Basidiomycètes
Champignon agaric ou à lamelles
genreGalérine
basidiocarpe (sporophore sexuel)
branchie (section transversale)
baside ou club
basidiospores
(spores sexuées)
Des basides se forment à
la surface de la
branches.
cèpe
genreBolet
Champignon corail blanc
genreRamariopsis
Les basides se forment en une
couche de minuscules tubes.
L'ouverture de ces tubes recouvre
la base du chapeau.
hyphes, une minuscule partie de l'ensemble du mycélium
92
93
mycorhizes
« Racines de champignons »
Les mycorhizes sont des associations entre un champignon et les racines d'une plante.
conifère
semis
niveau du sol
hyphes du champignon mycorhizien
conifère
racine
hyphes
Le champignon apporte à la plante eau et minéraux. La plante nourrit le champignon en sucres et
vitamines, qu'elle ne peut synthétiser elle-même. Les mycorhizes sont essentielles à la croissance
normale de la plupart des plantes. Les premières plantes terrestres n'avaient pas de racines, mais
possédaient des champignons mycorhiziens fixés à leurs tiges souterraines.
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Questions de recherche et suggestions d'activités
1. Quelles espèces de champignons sont cultivées pour la consommation humaine ? Comment sont-elles cultivées ?
2. Quels fromages sont affinés avec des champignons ? Quels champignons sont responsables de l’affinage ?
3. Quels médicaments sont fabriqués à partir du champignon ergot ?
4. Étudiez les champignons toxiques. Quels sont les différents types ? Comment sont-ils classés ?
5. Il existe plusieurs types de mycorhizes. Renseignez-vous sur leur nature et sur les plantes susceptibles d'en être porteuses.
6. Explorez les aliments asiatiques à base de champignons, notamment la sauce soja, le tempeh et le miso.
7. Choisissez trois espèces de champignons et indiquez où et quand on est susceptible de les trouver. Utilisez un guide
mycologique local si possible.
8. Renseignez-vous sur les champignons responsables du pied d'athlète et sur les traitements utilisés pour cette maladie.
9. Rédigez un rapport sur l'association d'un champignon avec un animal. Parmi les sujets possibles : les fourmis coupeuses de feuilles, les
scolytes, les campagnols à dos roux de Californie et les termites constructeurs de termitières. Recherchez des informations sur
Termitomyces,Attamyceset les insectes cultivateurs de champignons.
10. Rédigez un rapport sur l'association trophique d'un champignon avec une plante dépourvue de chlorophylle. Les sujets possibles incluent les
monotropes indiens, les orchidées à feuilles de pin et les orchidées (en particulier les orchidées souterraines d'Australie – voir l'ouvrage de
Peter Bernhardt).Violettes rusées et orchidées souterraines.).
11. Comment les champignons s'attaquent-ils aux petits animaux tels que les nématodes ? VoirLa vie dans le solpar James Nardi, pp. 73-74 (2007)
ouPourquoi les champignons se nourrissent-ils de plantes mortes ? Et autres adaptations fongiques étrangespar Janet Levy (2018).
12. Tous les champignons ne possèdent pas de spores transportées par le vent. Comment les phallus impudicus parviennent-ils à disséminer leurs spores vers de
nouveaux lieux de croissance ?
13. Décrivez le cycle de vie du champignon momifiant les baies, un problème pour les producteurs de bleuets.
14. Que sont les champignons polypores ? Décrivez comment ils sont utilisés par l’homme.
15. Qu'est-ce qu'un champignon mimétique de fleur ? Faites des recherches sur le champignon de la rouille qui imite une fleur.Puccinia
monoicaVoir https://www.indefenseofplants.com/blog/2015/5/4/rusty-mustards
16. Qu'est-ce que l'oïdium ? Quel groupe de champignons est responsable de cette maladie ?
17. Un champignon serait le plus grand organisme vivant sur Terre. Pour en savoir plus, recherchez « plus grand champignon » sur
Internet.
18. Les agarics et les bolets sont deux grands groupes de champignons. Quelles sont les différences entre eux ?
19. Qu’est-ce que le chancre du châtaignier ? Quand est-il apparu en Amérique du Nord ? Comment est-il arrivé ici ?
20. Rédigez un exposé sur l'histoire de la fabrication du pain à la levure. Veillez à illustrer le processus.
21. Recherchez les champignons dans votre jardin ou votre quartier. À l'aide d'une loupe, examinez le sol sous la litière de feuilles, le revers des
feuilles et une poignée de terre prélevée à la pelle. Recherchez les structures porteuses de spores et les hyphes.
22. Cultivez des champignons sur de petits échantillons alimentaires dans un récipient à couvercle transparent. Une boîte de Petri convient
parfaitement. Examinez votre culture quotidiennement au microscope stéréoscopique (grossissement 20 à 40x) et décrivez les types de
moisissures observés. Conservez vos cultures fermées afin d'éviter d'inhaler les spores.
23. Placez des excréments d'un petit animal dans un récipient humide muni d'un couvercle transparent et observez-les une ou deux fois
par jour au microscope stéréoscopique. Notez l'évolution des champignons. Conservez votre culture fermée afin d'éviter d'inhaler les
spores de moisissures.
24. Réalisez une sporée de champignon sur une lame de microscope. Déposez un milieu de montage ou du vernis à ongles transparent, puis une
lamelle couvre-objet. Examinez les spores à un grossissement de 100 à 400x et décrivez-les.
25. À quel point le pain doit-il être sec pour qu'aucune moisissure ne s'y développe ? Utilisez du pain sans conservateurs. Séchez des tranches de pain au four
tiède (de 5 minutes à 2 heures). Pesez-les avant et après séchage pour déterminer le pourcentage d'eau restante. Utilisez une tranche de pain frais
comme témoin positif (des moisissures devraient s'y développer). Placez les tranches dans un sac de congélation et observez-les pour détecter toute
apparition de moisissure.
26. Installez un terrarium pour observer la décomposition fongique. Enterrez des échantillons de nourriture, de feuilles, de bois, etc., contre la
vitre. Recouvrez-les généreusement de terre et maintenez-la humide. Surveillez l'apparition de champignons.
95
Ressources pour l'étude des champignons
Livres(LE = premier cycle du primaire, UE = deuxième cycle du primaire, MS = collège) Les
numéros Dewey pour les champignons sont : 579,5-579,7 et 589,2
Arora, David. 1986.Les champignons démystifiésTen Speed Press : Berkeley, Californie. Ce guide classique des champignons
Ce livre contient des informations générales utiles, des réponses aux questions sur les champignons et une liste des racines
latines et grecques des mots. MS-adulte
Boddy, Lynne et Wenjia Tang. 2021.Champignon gigantesqueDK/Penguin Random House. Il s'agit d'un
Excellente introduction aux champignons. Quelques « faits » sont exagérés, mais l'ensemble est exact. Le cycle de vie
d'un champignon y est très bien décrit. LE-UE
Brodo, Irwin M., Sylvia D. Sharnoff et Stephen Sharnoff. 2001.Lichens d'Amérique du NordUniversité de Yale
Presse. Cet ouvrage de référence contient de magnifiques photos. Les chapitres introductifs sont adaptés aux adultes et abordent la couleur des
lichens, leur écologie et leurs usages par l'homme.
Evenson, Vera Stucky. 2015.Champignons de la région des montagnes Rocheuses.Timber Press. Ce guide de terrain est
Riche en informations pertinentes. Public cible : adultes.
Explanatorium de la Nature.2017. DK Smithsonian. Penguin Random House. Les pages 34 à 41 contiennent de bonnes informations.
Ce livre contient des descriptions et des illustrations du règne fongique, notamment le cycle de vie d'un champignon. Il est
également disponible en espagnol sous le titre :Secretos de la Naturaleza(2018).
Frazer, Simon. 1994.La chasse aux champignonsCandlewick Press, Cambridge, MA. Un charmant album illustré
avec l'histoire d'une famille à la recherche de champignons, accompagnée d'informations sur les champignons. LE.
Kendrick, Bryce. 2017.Le cinquième règne : une introduction à la mycologieQuatrième édition. Focus InformaGroupe d'étude. Ce manuel pour adultes comprend des chapitres consacrés aux champignons comme agents de lutte biologique, aux
mycorhizes et à de nombreuses autres symbioses fongiques. Depuis 1985, il constitue, à travers différentes éditions, une source
d'information majeure sur les champignons. Son style est très accessible.
Læssøe, Thomas et Gary Lincoff. 1998-2000.ChampignonsManuels Dorling Kindersley. Le magnifique
Les illustrations présentent une variété de sporophores (organes fructifères) fongiques du monde entier. Cet ouvrage est une
excellente source de photographies de champignons et d'ascomycètes. LE-adulte.
Levy, Janet. 2019.Pourquoi les champignons se nourrissent-ils de plantes mortes ? Et autres adaptations étranges des champignons. Adapta étrange-
Collection « Titions ». Éditions Gareth Stevens. Cet ouvrage utilise le terme « saprophyte » au lieu de celui que les biologistes préfèrent,
« saprotrophe ». Il constitue par ailleurs une introduction acceptable aux champignons pour les élèves du primaire.
McMullin, Troy. 2022.Le monde secret des lichens : un guide pour les jeunes naturalistesLivres Firefly. Avec expertise
Magnifiquement illustré de photos en couleur, ce livre est très attrayant. Il présente les différentes sortes de
lichens et explique comment les champignons et les organismes photosynthétiques interagissent. LE-MS
Nardi, James. 2011.Dans le jardin de la souris.Éditions Schiffer Ltd. Il s'agit d'un ouvrage magnifiquement illustré sur la nature.
Ce livre illustre ce qu'une souris peut trouver dans un jardin boisé tout au long de l'année. Il présente de nombreux
champignons, dont certains sont illustrés par des photos en gros plan ou des micrographies. Les enfants prendront
plaisir à repérer les champignons dans les dessins détaillés.
Pascoe, Elaine. 1998.Moisissures visqueuses et champignons(Série Gros plan sur la nature) Blackbirch Marketing. Ceci a
Bonnes illustrations et expériences. Les myxomycètes sont cependant des protistes. LE-UE.
Pascoe, Elaine. 2003.ChampignonsCollection « Guide des enfants sur la classification des êtres vivants ». PowerKids Press.
Il s'agit d'une série précieuse pour les deux niveaux du primaire.
Petersen, Jens H. 2012.Le règne des champignonsPresses universitaires de Princeton. Magnifiquement illustré.
Avec photos et photomicrographies. Classification phylogénétique actualisée. Niveaux LE (pour la consultation des images)
jusqu'aux niveaux adultes.
96
Purvis, William. 2000.Lichens.Smithsonian Inst. Press. Il s'agit d'une excellente référence sur tous les aspects de la vie.
chens, avec des exemples du monde entier. Bonnes illustrations pour les jeunes adultes, texte pour adultes.
Sanchez, Anita et Gilbert Ford. 2019.Pourri ! : Vautours, coléoptères, vase et autres décomposeurs de la nature.
Houghton Mifflin Harcourt. Les champignons ont un chapitre ici, et c'est une bonne introduction à ce sujet. LE-UE.
Scott, Katie et Ester Gaya. 2019.FungariumBienvenue dans la série Musée. Big Picture Press.
Ce livre relié grand format contient des illustrations attrayantes et une mine d'informations, dont un diagramme
phylogénétique. LE (pour les illustrations)-MS.
Sheldrake, Merlin. 2020.Vie enchevêtrée : comment les champignons créent nos mondes, changent nos esprits et façonnent notre monde
À terme.Random House. Cet ouvrage, destiné au grand public adulte, offre une perspective inédite sur les
champignons. Les enfants apprécieront plusieurs récits et points de vue, notamment ceux de l'introduction.
Stefoff, Rebecca. 2008.Le règne fongiqueCollection Arbres généalogiques. Marshall Cavendish Benchmark Books.
C'est une bonne chose pour UE-MS.
Wearing, Judy. 2010.Champignons : champignons, amanites, moisissures, levures et autres champignons.(Une classe de leurs
Collection personnelle) Crabtree Publishing Company. Bien que cet ouvrage accorde une importance excessive à la classification
linnéenne, il contient des informations de base sur les groupes de champignons et de bonnes illustrations. UE-MS.
Wild, Ailsa, Aviva Reed, Briony Barr et Gregory Crocetti. 2021.La forêt et l'arbre : comment les champignons
Façonnez la Terre.Collection « Petits Amis ». Réseau d'échelles gratuites. Cet excellent ouvrage aide les enfants à visualiser et à
comprendre les interactions entre les champignons et les plantes. L'histoire anthropomorphise les champignons et les microorganismes de manière tout à fait acceptable. Fortement recommandé. LE-MS.
Wolfe, David W. 2001.Histoires des profondeurs : une histoire naturelle de la vie souterraine. Persée PubL'étude des mycorhizes. Le chapitre 5, « Le réseau souterrain », décrit ces associations fongiques et apporte un éclairage
important sur leur fonctionnement. Adulte
sites Internet((consulté en août 2022)
L'Association mycologique nord-américaine propose un ensemble d'activités pédagogiques à l'adresse suivante :
https://namyco.org/fungus_files.php
« Fun Facts about Fungi » est un excellent site pour les étudiants. On y trouve des animations montrant la libération des ascospores.
et les basidiospores. Il contient des informations sur plusieurs groupes de champignons.
https://www.usu.edu/herbarium/education/fun-facts-about-fungi/index
« MykoWeb » est un autre site consacré aux photographies de champignons.http://www.mykoweb.com
La page du projet web « Arbre de Vie » consacrée aux champignons contient des liens utiles en bas de page.
http://www.tolweb.org/Fungi
« Apprendre les champignons en s'amusant » comprend une vidéo dePiloboluslibérant ses spores. Il y a
plusieurs suggestions utiles pour les activités d'apprentissage.
https://kristinmoonscience.com/putting-the-fun-into-learning-about-fungi/
Le site web de la North American Mycological Society contient une liste des organisations membres aux États-Unis et
Canada. Votre club local pourra peut-être vous fournir des spécimens ou des informations concernant votre région.
https://namyco.org/clubs.php
« La différence entre les animaux et les champignons est simple : les
animaux ingèrent la nourriture, tandis que les champignons ingèrent
la nourriture. »
- Sheldrake,Vie enchevêtrée
97
Guide de prononciation des termes du règne fongique
Terme (singulier, pluriel)
Prononciation
asque, asci
Demandez-nous, demandez à vos enfants
ascomycète
AS-koh-MON-siège
Ascomycètes
comme-KOH-mon-KOH-tah
baside, baside
bah-SID-ee-um, bah-SID-ee-ah
basidiomycète
bah-SID-ee-oh-MON-siège
Basidiomycètes
bah-SID-ee-oh-my-KOH-tah
chitine
KITE-fr
chytride
KYE-trid, aussi KIT-trid kye-TRID-
Chytridiomycota
ee-oh-my-KOH-tah cah-NID-ee-
conidie, conidies
um, cah-NID-ee-ah cah-NID-ee-
conidiophore
oh-FORE
champignon, champignons
FUN-gus, FUN-ji, j comme dans confiture, i comme dans œil (aussi FUN-
gloméromycète
guy) gloh-Mare-oh-MY-seat
Gloméromycotina
gloh-MARE-oh-my-koh-TEE-na
hyphe, hyphes
HIGH-fah, HIGH-fee
lichen
J'AIME
mucoromycète
miaou-CORE-oh-MON-siège
Mucoromycètes
miaou-CORE-oh-mon-KOH-tah
Mucoromycotina
miaou-CORE-oh-mon-koh-TEE-na
mycélium, mycélium
mon-SEE-lee-um, mon-SEE-lee-uh
mycorhize, mycorhize
MON-coh-RISE-ah, MON-coh-RISE-ee
saprobe
SAH-sonde
saprotroph
SAH-pro-TROF
sporophore
SPORE-euh-FORE
zoopagomycète
zoh-PAY-go-my-koh-MY-seat
Zoopagomycètes
zoh-PAY-go-my-KOH-tah
zoospores
ZOH-spore (rime avec « tow », pas zoo comme le zoo) ZYE-
zygomycète
go-MY-seat
Zygomycètes
ZYE-go-my-KOH-tah
zygospore
ZYE-go-spore
98
Chapitre 6 : Le règne animal
Le renard roux vit dans toute
l'Amérique du Nord. Il se nourrit
souvent près des habitations
humaines. Il appartient à la famille des
vertébrés, des tétrapodes, des
amniotes et des synapsides.
lignées de mammifères.
Introduction - Enseignement sur le règne animal
Le règne animal est un monde familier et fascinant. Les enfants
sont généralement curieux d'en apprendre davantage sur le
règne auquel appartient l'être humain. Grâce aux études sur
l'ADN, enseignants et enfants ont beaucoup à découvrir sur les
transformations qui ont marqué ce règne. L'histoire « L'arrivée
des animaux » présente ces transformations aux élèves du
primaire.
Évolution de la classification du règne animal
Comme toutes les classifications en sciences de la vie, le règne
animal a connu plusieurs changements importants suite aux
études moléculaires. Les embranchements eux-mêmes n'ont pas
beaucoup changé, mais les biologistes ont acquis une nouvelle
perspective sur leurs relations. Bien que des points controversés
subsistent, la classification basée sur l'ADN, issue de la biologie
Les élèves de début de primaire ont besoin d'une introduction aux
moléculaire, est largement acceptée. Les anciens regroupements
principaux embranchements du règne animal. Il existe bien plus
d'embranchements étaient fondés uniquement sur la morphologie.
d'embranchements animaux que les enfants n'en verront ni n'en
Plusieurs ne sont plus considérés comme valides, mais on les
étudieront jamais ; on en compte plus de 30. Un embranchement,
retrouve encore dans d'anciennes encyclopédies et des ouvrages
dont les membres vivent exclusivement sur les lèvres des homards,
pour enfants. Il est essentiel de connaître les anciens et les
mérite une brève mention. Il est important de présenter aux
nouveaux systèmes pour guider au mieux les enfants. Vous
débutants les embranchements les plus courants. Ils devraient
trouverez des informations sur les systèmes les plus récents dans la
connaître les caractéristiques générales de chaque
section « Pour en savoir plus sur le règne animal ». Le récit
embranchement et avoir l'occasion de manipuler un schéma du
« L'avènement du règne animal » présente plusieurs nouvelles
règne animal. Ils pourront ensuite y ajouter d'autres
lignées et offre une vision actuelle du règne. De nombreuses
embranchements qu'ils rencontreront plus tard.
branches du règne animal ne suivent plus la classification
Avant d'aborder la structure interne des animaux, sujet
linnéenne. Cela représente un changement majeur par rapport aux
généralement traité en fin de primaire, les élèves doivent
être initiés aux embranchements du règne animal et à leur
apparence externe. À ce niveau, ils peuvent explorer
l'organisation corporelle de chaque embranchement, ainsi
que les systèmes d'organes. Ils poursuivent ensuite leurs
études sur les interactions au sein des écosystèmes et les
adaptations animales.
rangées de cases étiquetées embranchements, classes et ordres.
Comme dans les autres règnes, les rangs d'espèce, de genre et de
famille sont toujours utilisés. Pour déterminer le rang d'un terme
taxonomique, saisissez-le dans le champ de recherche de ce site
web :http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomie/Cliquez sur
« Rechercher » et, lorsque vous déplacez le curseur sur le nom, le
classement – ou son absence – s’affiche.
99
L'avènement du règne animal
Voici l'histoire des lignées animales et des caractéristiques
appelé leRadiataLeur corps, en forme de sac, est constitué de deux
dérivées uniques des principaux embranchements animaux.
couches de cellules. Il renferme une cavité digestive. Ils sont capables de
Les animaux descendent d'un ancêtre commun ; ils constituent
mouvoir l'ensemble de leur corps. Deux lignées différentes de Radiata
donc un véritable règne. Les noms en gras figurent sur le
se sont développées :
diagramme arborescent qui accompagne cette leçon.
Lecténophores("porteurs de peigne") oucténophores Elles sont
Cette histoire devrait être présentée après celles sur les procaryotes et
apparues. Elles nagent grâce à leurs huit rangées de structures en
les protistes, mais il n'y a pas d'ordre précis pour les présentations des
forme de peigne. Ces peignes sont constitués de cils.
animaux, des champignons et des plantes.
Lecnidaires("Des tentacules urticantes sont apparues. Elles possèdent des
Pour cette leçon, vous aurez besoin des tableaux des procaryotes et
tentacules nourricières autour de l'ouverture de leur corps en forme de sac. Ces
des protistes, ainsi que du tableau du règne animal. Si vous
tentacules contiennent des cellules urticantes spéciales qui leur permettent de
souhaitez illustrer les relations entre les animaux, les champignons
capturer leurs proies. Parmi elles, on trouve les coraux, les méduses et les
et les plantes, vous aurez également besoin de ces tableaux.
anémones de mer.
Histoire simplifiée
La première cellule a donné naissance à la vie sur la planète Terre. Nous ne
saurons jamais exactement comment cela s'est produit, mais nous savons
que c'est ainsi qu'a commencé le miracle de la vie.
La cellule se multiplia et, après des millions d'années, une
grande variété de cellules peuplèrent les eaux terrestres. Une
lignée de cellules développa un flagelle qui lui permettait de se
propulser dans l'eau grâce à un mouvement de fouet. Il s'agit
de la lignée des opisthocontes.
LeBilatérien("La branche des animaux à symétrie bilatérale
a évolué. Ils possèdent une extrémité antérieure (la tête) et
une extrémité postérieure (la queue), ainsi qu'un côté
gauche et un côté droit. La plupart ont un système digestif
à deux orifices. Tous les autres animaux appartiennent à
cette lignée.
Une branche des bilatériens est celle desprotostomieLes protostomiens
sont des animaux dont la plupart forment leur bouche en premier lors
de leur développement à partir d'un œuf fécondé. Le terme «
protostomien » signifie « bouche en premier ». Une branche des
Certaines de ces cellules, dotées de flagelles postérieurs,
protostomiens est appelée…SpiraliaLe nom provient de la disposition
formaient des colonies lâches. Au sein de ces premières
en spirale des cellules dans les embryons de cette lignée animale. Les
colonies, toutes les cellules étaient identiques.
Spiralia comprennent plusieurs embranchements :
À partir d'un certain type de colonie cellulaire,épongesLes éponges sont
Lerotifères, embranchementRotifères(«Des « porteurs de
apparues. Elles possèdent de nouvelles caractéristiques qui les classent
roue » sont apparus. Ce sont de minuscules animaux dotés
parmi les animaux. Leur corps est composé de plusieurs types de
de cils circulaires sur la tête. Observés au microscope, ces
cellules. Ces cellules travaillent de concert pour assurer la vie de
cils ressemblent à de petites roues qui tournent.
l'organisme entier. Des cellules spécialisées forment les structures de
soutien à l'intérieur du corps de l'éponge. Les cellules flagellées
pompent l'eau, l'oxygène et les nutriments à travers les pores du corps.
Nous classons les éponges dans l'embranchement des spongieuses.
Porifères, ce qui signifie « porteurs de pores ». [Expliquez qu'un
embranchement du règne animal est une lignée majeure d'animaux.
Ses membres partagent une structure corporelle de base. Notez que le
terme « Parazoaires » n'est plus utilisé pour les éponges.]
Le corps des éponges est très différent de celui des autres
animaux. Les cellules des éponges sont si peu liées entre elles que
des morceaux peuvent s'en détacher et continuer à vivre et à
croître. Aucun autre animal n'en est capable.
Les « vrais » animaux sont également issus d'une colonie de
cellules. Ces animaux, leseumétazoairesLes animaux possèdent de
nombreux types de cellules. Leurs cellules sont étroitement liées et
forment des tissus, des groupes de cellules qui remplissent une
fonction spécialisée. Les tissus nerveux et musculaires sont
spécifiques au règne animal.
Les animaux à symétrie radiale ont évolué. Ils possèdent
un dessus et un dessous, mais ni tête ni queue.
100
Levers plats, embranchementPlathelminthes(«Les vers plats
ont évolué. Ils ont un corps fin et plat, leur bouche étant située
au milieu de leur face ventrale. Leurs déchets solides sont
évacués par le même orifice que celui par lequel leur nourriture
entre.
Lemollusques, embranchementMollusques(«Les mollusques à coquille molle
sont apparus. Ils possèdent un tissu appelé manteau. Chez la plupart des
espèces, ce tissu forme une coquille dure ou des plaques. Nombre d'entre eux
ont une langue rugueuse qui leur permet de racler les aliments sur les
surfaces. Leur corps mou contient un tube digestif avec une bouche et un
anus, un cœur et d'autres organes. Les escargots, les palourdes et les
pieuvres sont des mollusques.
Leannélides, embranchementAnnélide(«Les annélides, ou vers de terre, sont
des annélides. Leur corps est segmenté et ils possèdent un système
circulatoire clos. Dans ce système, le sang circule dans tout le corps à
l'intérieur de vaisseaux. Un cœur rudimentaire assure la circulation sanguine.
Les vers de terre et les sangsues sont des annélides.
Les mollusques et les annélides sont des groupes frères. Leur branche
du vivant est appelée laLophotrochozoaires, un terme que certains
biologistes utilisent pour désigner l'ensemble de la lignée des spiralia.]
Une autre branche des protostomiens a évolué. Ils perdent
Histoire avancée
toute leur enveloppe extérieure en grandissant, c'est pourquoi
La première cellule a donné naissance à la vie sur Terre. Nous ne
on les appelle les animaux à mue.Ecdysozoaires« Ecdysis » est
le terme scientifique désignant la mue.
Voici deux grands embranchements d'ecdysozoaires :
Lenématodes, embranchementNématodes (Ces vers filiformes sont
apparus. Ils possèdent une enveloppe extérieure résistante appelée
cuticule. Ces petits vers muent : ils se débarrassent de leur cuticule en
grandissant, puis en produisent une nouvelle, plus grande. Ils ne
possèdent que des muscles longitudinaux, ce qui leur confère des
saurons jamais exactement comment cela s'est produit, mais nous
savons que ce fut le début du miracle de la vie. À mesure que les cellules
croissaient et se multipliaient, une lignée cellulaire s'est développée,
dont les molécules d'information étaient délimitées par des membranes.
Elles possédaient également la capacité d'englober des particules.
L'ancêtre de ces cellules a accueilli une bactérie qui vivait à l'intérieur et
l'aidait à extraire l'énergie de sa nourriture. Ces cellules sont devenues
la lignée cellulaire eucaryote.
mouvements saccadés et frétillants. Les nématodes sont également
Les cellules eucaryotes se sont multipliées et, après des millions
appelés vers ronds.
d'années, une grande variété de cellules vivaient dans les eaux
Learthropodes, embranchementArthropodes("Les arthropodes
possèdent un exosquelette de chitine et des paires d'appendices
articulés (pattes, etc.). Ils muent : ils se débarrassent de leur
exosquelette au fur et à mesure de leur croissance et en
développent un nouveau, plus grand. Leur corps est segmenté. De
nombreux arthropodes vivent exclusivement sur la terre ferme, ce
qui est rare chez les animaux. Les insectes, les crabes, les araignées
et les mille-pattes sont des arthropodes.
Pour revenir aux bilatériens, nous voyons une autre branche
qui est un groupe frère des protostomiens. Ils sont appelés les
deutérostomiens, ce qui signifie « bouche en second ». Leur
bouche a une forme différente de celle des autres bilatériens,
et ils possèdent un squelette interne.
terrestres. Une lignée de cellules a développé un flagelle qui
propulsait la cellule dans l'eau grâce à un mouvement de fouet vers
l'arrière. Il s'agit de la lignée des opisthocontes. « Opisthoconte »
signifie « flagelle postérieur ». [Du grec κονηρος (1999)].opistho, «
la partie arrière ou derrière » +comptes, « une longue perche
utilisée pour pousser un bateau »]
Certains opisthocontes formèrent des colonies lâches. Les
cellules de ces colonies étaient toutes identiques. Puis la vie
expérimenta, comme toujours.
Issu d'une colonie semblable aux protistes flagellés à collier, leépongesLes
éponges sont apparues. Elles possèdent de nouvelles caractéristiques qui les
classent parmi les animaux. Elles ont développé un corps composé de
différents types de cellules. Leurs cellules sont faiblement liées entre elles,
mais elles travaillent de concert pour assurer la vie de l'organisme entier. Des
Leéchinodermes, embranchementÉchinodermes(«Ces animaux,
cellules spécialisées forment des structures de soutien à l'intérieur du corps
dont la peau est recouverte d'épines, possèdent une coquille
de l'éponge, constituant ainsi son squelette. Leurs cellules flagellées pompent
interne appelée test et un système aquifère qui actionne leurs
l'eau à travers les pores de leur corps, ce qui leur apporte l'oxygène et les
nombreux podia. Ils doivent leur nom à cette peau épineuse.
nutriments. Bien que les éponges possèdent de nombreuses caractéristiques
Certains, comme les étoiles de mer, présentent une symétrie
animales, elles n'ont pas développé certaines caractéristiques essentielles.
radiale à l'âge adulte, tandis que leurs larves, à l'instar de leurs
Les éponges sont classées dans l'embranchement des spongieuses.Porifères,
ancêtres, présentent une symétrie bilatérale. Parmi eux, on trouve
ce qui signifie « porteurs de pores ». Ils constituent probablement la première
les concombres de mer, les crinoïdes et les oursins.
branche du règne animal. [« Parazoa » n'est plus utilisé.]
Lechordés, embranchementChordataLes chordés, dont le nom signifie
« à cordon », possèdent un cordon nerveux dorsal creux, une
Les vrais animaux, leseumétazoairesIls proviennent d'une
notochorde (une tige rigide située dans leur dos) et une queue qui se
colonie cellulaire similaire ou peut-être d'une créature primitive
prolonge au-delà de l'anus, du moins à l'état embryonnaire ou larvaire.
ressemblant à une éponge. Les vrais animaux possèdent de
De nombreux adultes présentent également ces caractéristiques. Une
nombreux types de cellules. Leurs cellules sont plus
lignée particulière de chordés possède des vertèbres, structures
étroitement liées que celles des éponges. Ils possèdent des
osseuses qui protègent le cordon nerveux et soutiennent le corps.
tissus, des groupes de cellules à l'apparence spécialisée et aux
fonctions spécifiques. Le tissu nerveux et le tissu musculaire
Les ascidies outuniciersLes chordés sont des invertébrés. Ils
possèdent une notochorde et peuvent nager à l'état larvaire.
Adultes, ils se nourrissent par filtration et sont sédentaires. Ils
constituent un groupe frère des vertébrés.
Les vertébrés comprennent lespoissons à nageoires rayonnées,
amphibiens,mammifères,reptiles, etoiseauxLa lignée des
oiseaux est une branche des dinosaures, qui sont des reptiles.
sont deux exemples de tissus uniques. [« Eumétazoaires »
signifie « vrais métazoaires », et « métazoaires » signifie «
animaux plus évolués ». Dans le système à deux règnes, le
règne animal était divisé en protozoaires et métazoaires.
Aujourd'hui, le terme « métazoaires » désigne l'ensemble du
règne animal.]
Des animaux à symétrie radiale ont évolué. On les appelle
lesRadiataIls ne constituent pas une lignée, mais ils
101
Ils partagent les caractéristiques suivantes : leur corps, en forme de sac,
[branche. Certains utilisent le terme « Lophotrochozoa » uniquement pour désigner
est composé de deux couches de cellules. Il renferme une cavité
les annélides, les mollusques et leurs plus proches parents.]
digestive. Ils sont capables de se mouvoir entièrement. Leur symétrie
radiale leur permet de flotter efficacement dans l’eau, où les forces
s’équilibrent tout autour de l’organisme.
Une lignée d'animaux présentant une symétrie radiale partielle
est apparue,cténophoresIls possèdent huit rangées de
plaques pectinées qui s'étendent sur toute la longueur de leur
corps. Ce sont des ensembles de cils appelés ctènes, qui
signifie « peigne » en grec. Ce phylum d'animaux est appelé
CténophoreLes cténophores sont des organismes à peigne.
Certains se nourrissent grâce à deux longs tentacules
recouverts de cellules collantes. D'autres, les cténophores
lobés, capturent leur nourriture avec leurs lobes buccaux. On
les appelle communément groseilles de mer ou cténophores.
Une autre lignée d'animaux à symétrie radiale, lescnidaires,sont
apparus. Ils possèdent des tentacules autour de la bouche de leur
corps en forme de sac. Ces tentacules sont munis de cellules
urticantes qui leur permettent de capturer leurs proies. Leur nom
provient du grec « ortie » et fait référence à ces cellules urticantes.
Ils appartiennent à l'embranchement des phylums. CnidairesLes
membres de ce phylum comprennent les méduses, les coraux et les
anémones de mer.
Des animaux à symétrie bilatérale ont évolué. On les appelle
lesBilatériens,Ils possèdent de nouvelles caractéristiques qui
les distinguent comme un groupe à part. Leur symétrie est un
atout majeur qui leur permet de se déplacer plus efficacement,
notamment sur les surfaces. Les Radiata sont de piètres
nageurs qui dérivent dans l'eau. Les Bilateria, quant à eux, sont
bien plus agiles pour ramper ou nager. Leur corps se
développe à partir de trois couches de cellules, ce qui leur
confère une structure interne plus complexe. La plupart
possèdent un système digestif à deux orifices, et il est probable
que leur forme ancestrale en était également dotée.
[Certaines branches des Bilatériens sont encore en cours
d'élucidation. Les principales branches du règne animal ont
probablement évolué très rapidement à la fin de l'éon
Protérozoïque, ce qui rend difficile de déterminer l'ordre de
ramification.]
SpiraliaLes lignées comprennent :
Lerotifères,phylumRotifèresCes animaux, dont le nom signifie
« porteur de roue », sont minuscules et possèdent une
couronne de cils sur la tête. Très répandus dans les sols
humides et les milieux aquatiques, ils ne sont visibles qu'au
microscope. On peut parfois apercevoir une pulsation au
centre de leur corps, mais il s'agit de leurs mâchoires, et non
de leur cœur. Ils sont si petits qu'ils sont dépourvus de cœur et
de système circulatoire.
Levers plats,phylumPlathelminthesLes ténias, dont le nom
signifie littéralement « ver plat », ont un corps fin et plat. Leur
système digestif est réduit à une seule ouverture, située au
milieu de leur face ventrale. Dépourvus de cœur et de système
circulatoire, ils doivent être suffisamment fins pour permettre à
l'oxygène de diffuser dans leur corps. Certains vivent dans l'eau
ou dans un sol humide. Ceux-ci sont généralement recouverts
de cils. Beaucoup d'autres sont des parasites et possèdent un
corps encore plus simplifié. Les ténias, quant à eux, sont
dépourvus de système digestif. Ils absorbent les aliments
digérés par leur hôte.
[Si les enfants veulent en savoir plus sur l'autre nom figurant
sur le tableau, vous pouvez partager ce qui suit.
LophotrochozoairesLeur nom long provient de deux groupes
d'animaux. Certains de leurs membres utilisent un appareil
buccal lophophorique, composé d'un ensemble de tentacules
ciliés entourant leur bouche. Les brachiopodes et les
bryozoaires, deux embranchements absents de notre tableau,
sont des lophophorates. Les annélides, les mollusques et leurs
proches parents possèdent des larves trochophores. Ces larves
sont dotées d'un anneau de cils autour de leur abdomen, qui
leur permet de nager.
Lemollusques,phylumMollusques,Leur nom signifie « doux », en référence à
leur corps. Ils possèdent un corps mou recouvert d'un tissu appelé manteau.
Chez la plupart des espèces, ce tissu sécrète une coquille dure. Nombre
d'entre eux possèdent un pied (ou base) musculaire qui leur permet de se
déplacer. La plupart sont dotés d'une langue râpeuse appelée radula. Les
mollusques comprennent des organismes filtreurs sessiles, comme les
Il existe deux grandes branches de Bilatéri. Nous allons d'abord
palourdes, et des prédateurs actifs, comme les pieuvres. Malgré leurs
examiner lesprotostomiens("« La bouche en premier ». Leur nom
différences d'apparence, ils partagent un ancêtre commun. Les mollusques
fait référence à leur mode de développement. Chez la plupart
ont des larves trochophores, une caractéristique qu'ils partagent avec les
d'entre eux, la première ouverture à se former dans l'embryon
annélides, un groupe phylogénétique plus proche.
devient la bouche. Il existe deux branches de protostomiens, les
Leannélides,phylumAnnélideCe groupe, ainsi nommé en
Spiralia, qui tirent leur nom de la configuration de leurs cellules
lors de la division de leurs œufs fécondés, et leEcdysozoaires, les
animaux en mue.
raison des petits anneaux visibles à la surface de certains de
ses membres, comme les vers de terre, comprend également
des vers polychètes et des sangsues. Ce sont des vers au corps
[Notez que les biologistes n'ont pas encore arrêté leur choix sur le nom
segmenté et à la grande cavité interne remplie de liquide qui
de la branche Spiralia des protostomiens. Certains utilisent le terme «
structure leur corps et protège leurs organes lors de leurs
Lophotrochozoa » au lieu de « Spiralia » pour la désigner.]
déplacements. Ils possèdent un système circulatoire clos.
102
Ce système implique que leur sang reste dans des vaisseaux, au
Les tatous donnent généralement naissance à quatre petits
lieu de simplement circuler dans les tissus (comme chez les
génétiquement identiques. Les deutérostomiens possèdent un
mollusques). Les pompes de ce système sont plusieurs vaisseaux
squelette interne durci par le calcium, bien que celui-ci soit réduit à
musculaires qui fonctionnent comme des cœurs.
de petites plaques chez certaines espèces.
LeEcdysozoairesLes nématodes constituent l'autre branche des
DeutérostomienLes lignées comprennent :
protostomiens. On les appelle aussi animaux à mue ; ils se
débarrassent de toute leur enveloppe externe au cours de leur
développement. « Ecdysis » est le terme scientifique désignant la
mue. Cette branche animale est extrêmement prospère, puisqu'elle
comprend les deux embranchements les plus diversifiés de la
planète : les arthropodes et les nématodes. Elle inclut également
plusieurs embranchements plus petits.
EcdysozoairesLes lignées comprennent :
Lenématodes,phylumNématodesLes nématodes, dont le nom
signifie « filiforme », sont des vers ronds vivant dans le sol, dans
tous les milieux aquatiques et comme parasites d'animaux et de
plantes. Leur corps est recouvert d'une cuticule épaisse mais
Leéchinodermes,phylumÉchinodermesLes échinodermes, dont le nom
signifie « peau épineuse », ont évolué et leur corps s'est
considérablement distingué de celui de leurs ancêtres deutérostomiens.
Leurs embryons sont bilatéraux, mais la plupart des adultes présentent
une symétrie radiale d'ordre cinq. Plusieurs de leurs systèmes d'organes
sont combinés en un système aquifère qui assure le mouvement, la
respiration, ainsi que la capture et le transport des aliments. Ils sont
dépourvus de tête et leur système nerveux est dépourvu de centre.
Leurs plaques endosquelettiques peuvent être étroitement jointes,
comme chez les oursins, ou constituées de minuscules plaques
distinctes enchâssées dans la peau, comme chez les concombres de
mer. Parmi les autres échinodermes, on trouve les dollars des sables, les
flexible, qu'ils renouvellent par mue. Les nématodes possèdent un
étoiles de mer et les crinoïdes.
liquide interne qui leur sert de squelette. Leurs muscles s'étendent
Lechordés, embranchementChordataLes chordés, dont le
sur toute la longueur de leur corps (dans le sens de la longueur), ce
nom signifie « à corde », possèdent des fentes pharyngiennes
qui leur confère des mouvements saccadés et involontaires. La
(ou « de la gorge »), parfois présentes uniquement à l'état
plupart sont très petits, voire microscopiques, mais les parasites
embryonnaire. Leur cordon nerveux est creux et s'étend le long
des vertébrés peuvent atteindre plus de 30 cm de long. On pensait
de la face dorsale du corps. [Les protostomiens possèdent
auparavant que les nématodes n'étaient pas apparentés aux
souvent deux cordons nerveux ventraux et pleins.] Au cours de
arthropodes et on les plaçait au bas de l'arbre bilatéral.
leur développement, ils acquièrent une notochorde, une tige
cartilagineuse rigide. Celle-ci, associée à leurs muscles, leur
Learthropodes,phylumArthropodesLes arthropodes, dont le nom
signifie « pied articulé », possèdent un exosquelette de chitine qui
renforce leur corps et les protège de la dessiccation chez les
espèces terrestres. Leur corps est composé de plusieurs segments
confère d'excellentes capacités de nage. La queue de ces
animaux dépasse l'anus, du moins à l'état embryonnaire. Les
chordés comprennent deux groupes d'invertébrés, les tuniciers
et les amphioxus, ainsi que les vertébrés.
et ils sont munis de paires d'appendices articulés. Les insectes,
premiers animaux à avoir volé, appartiennent à ce phylum. Leurs
LetuniciersLes ascidies, également appelées amphioxus, appartiennent
ailes leur ont permis de coloniser tous les écosystèmes terrestres.
à l'ordre des urochordés, dont le nom signifie « chordés à queue ».
De nombreux arthropodes subissent une métamorphose et leurs
Leurs larves possèdent les quatre caractéristiques des chordés, mais les
jeunes ont un régime alimentaire différent de celui des adultes, ce
adultes sont des organismes filtreurs sessiles qui perdent leur
qui évite la compétition. Parmi les arthropodes, on trouve les
notochorde et leur queue. Grâce à des études ADN, elles sont
crabes, les araignées, les mille-pattes et les balanes. On a
considérées comme les plus proches parentes des vertébrés.
longtemps cru que les arthropodes étaient étroitement apparentés
Auparavant, les amphioxus étaient considérés comme la lignée la plus
aux annélides en raison de leur corps segmenté, mais l'analyse de
proche des vertébrés.
leur ADN a révélé une autre réalité.
Dans levertébrésDes vertèbres osseuses se développent autour de
L'autre branche des Bilatériens, la lignée sœur des protostomiens,
la notochorde et de la moelle épinière, et un cerveau se forme. Les
est appelée lesdeutérostomiensCe nom signifie « seconde bouche
branches des vertébrés comprennent lespoissons à nageoires
». La seconde ouverture à se former dans l'embryon devient la
rayonnéeset les tétrapodes. Les tétrapodes actuels sont les
bouche ; la première devient l'anus. Les deutérostomiens
amphibienset les amniotes. Les amniotes actuels sont lesreptiles
constituent un groupe d'animaux bien établi, défini principalement
plusoiseauxla branche et lamammifèresLes oiseaux sont des
par leur ADN et en partie par le développement de leurs embryons.
dinosaures actuels. Ils forment un groupe frère des crocodiliens.
Leurs œufs fécondés peuvent se diviser en deux et donner
Ces deux groupes sont les archosaures actuels. Le groupe des
naissance à des jumeaux identiques ; les protostomiens en sont
lépidosauriens, qui comprend les serpents et les lézards, est un
incapables. Les humains et quelques autres mammifères peuvent
groupe frère des archosaures.
avoir des jumeaux identiques.
Et nous, les humains, faisons partie de la lignée des mammifères.
103
Cette version en noir et blanc des cartes d'animaux pour l'arbre de vie est destinée à l'enseignant.
Consultez l'annexe pour les cartes en couleur à placer sur l'arbre.
Règne animal
Éponges-Embranchement des Porifères
Il s'agit d'une éponge vase rose de la mer des
Caraïbes. Elle possède une très grande
ouverture (oscule) au sommet de son corps en
forme d'entonnoir. On peut apercevoir certains
pores à l'intérieur de son corps. Cette espèce,
Niphates digitalis, appartient à la lignée des
Démosponges.
Règne animal
Cnidaires-Embranchement des Cnidaires
Cette photo est une vue de dessus d'un petit
cnidaire, une colonie d'hydraires. Elle illustre la
symétrie radiale de ce phylum. Le cercle foncé
représente le flotteur de l'animal. Ses bras
urticants sont déployés dans toutes les
directions. Son nom scientifique est Porpida
porpidaCe spécimen a été capturé dans l'océan
Atlantique Sud.
Règne animal
Cténophores-Embranchement des Cténophores
Cette cténophore se nourrit grâce à ses lobes. BolinopsisIl
s'agit de son genre. Comme tous les membres de ce
phylum, il se déplace grâce à huit rangées de cils qui
parcourent son corps dans le sens de la longueur.
D'autres cténophores se nourrissent à l'aide de longs
tentacules munis de cellules adhésives. Ce phylum vit
exclusivement en milieu marin.
Règne animal
vers plats-Embranchement des Plathelminthes
Ce ver plat marin est vivement coloré, ce
qui indique sa toxicité. Les vers plats ont
un petit corps plat qui permet à l'oxygène
de se diffuser dans leurs tissus. Ils n'ont ni
cœur ni poumons. Cette espèce,
Pseudoceros ferrugineus, mesure 25 à 55
mm de long.
104
Crédits photos : les quatre photos de cette page sont une gracieuseté de la National Oceanic and Atmospheric Administration.
Règne animal
Rotifères-Embranchement des Rotifères
Les rotifères sont des animaux microscopiques qui
vivent en eau douce et dans les sols humides. Ils
possèdent une couronne de cils sur la tête, semblable
à de petites roues en mouvement. Ils peuvent se
déplacer comme des chenilles arpenteuses ou utiliser
leurs cils pour nager rapidement. La taille moyenne
des rotifères varie de 100 à 500 µm.
Règne animal
Mollusques-Embranchement des mollusques
L'escargot de jardin commun,Helix asperaLe
mollusque gastéropode est doté d'un long pied
musculeux et d'une coquille dure contenant du
calcium. Ses yeux sont situés à l'extrémité de
ses deux tentacules. Il se nourrit de plantes
qu'il râpe grâce à sa radula, sa langue râpeuse.
Règne animal
vers annélides-Embranchement des Annélides
Le ver de terre appartient au groupe des
annélides clitellés. Ces vers possèdent des soies
qui leur permettent de s'agripper aux surfaces
lorsqu'ils se déplacent. Les annélides, également
appelés vers segmentés, doivent leur nom aux
anneaux présents sur leur surface.
Règne animal
Nématodes-Embranchement des Nématodes
Ce ver rond (nématode) du genreStrongyloïdes
Ce parasite de l'homme vit dans les climats
chauds où l'assainissement est insuffisant.
Comme les autres nématodes, il possède une
cuticule, une enveloppe extérieure qu'il
renouvelle au cours de sa croissance. Il mesure
environ 2,5 mm de long.
Crédits photographiques : Rotifère ©Ron Neumeryer, microimaging.ca, utilisé avec autorisation ; escargot, licence Creative Commons Attribution
tirée de « macrophile », de Wikipédia ; nématode avec l’aimable autorisation des Centers for Disease Control ; ver de terre par l’auteur
105
Règne animal
Arthropodes-Embranchement des Arthropodes
La guêpe commune,Vespula vulgarisCet insecte
appartient à l'ordre des arthropodes, le plus grand
embranchement du règne animal. Il possède des
pattes articulées, un exosquelette et un corps
segmenté. Il mue plusieurs fois au cours de son
développement, de l'œuf à la larve, puis à la nymphe et
enfin à l'adulte.
Règne animal
Échinodermes, Embranchement des échinodermes
Voici la face ventrale d'une étoile de mer. On y voit
les podia, qui lui servent à se déplacer et à capturer
sa nourriture. À l'état larvaire, elle présente une
symétrie bilatérale, tandis qu'à l'âge adulte, elle
possède une symétrie radiale. Les étoiles de mer
appartiennent à l'ordre des Asteroidea.
Règne animal–Embranchement des
Chordés Urochordés-tuniciers
Les tuniciers sont des chordés invertébrés.
Leurs larves possèdent une notochorde. Celuici vit en colonies et se nourrit par filtration.
Bien qu'il ne ressemble pas beaucoup aux
vertébrés, il partage un ancêtre commun avec
eux. Il appartient à la classe des Ascidiacées.
Nom scientifique :Clavelina moluccensis.
Règne animal–Embranchement des Chordés
Vertébrés –Poissons à nageoires rayonnées
Il s'agit d'un crapet arlequin, une espèce de poissonlune. Il vit dans les étangs et les lacs des régions
tempérées et se nourrit d'invertébrés et de petits
poissons. Il appartient à l'embranchement des
téléostéens (poissons à nageoires rayonnées) et à
l'ordre des perciformes (perches). Son nom
scientifique estLepomis macrochirus.
106
Crédits photographiques : Étoile de mer et tunicier (avec l’aimable autorisation de la NOAA) ; dessin de crapet arlequin (avec l’aimable
autorisation du US Fish and Wildlife Service) ; guêpe (par l’auteur).
Traduit de Anglais vers Français - www.onlinedoctranslator.com
Règne animal–Embranchement des
Chordés Vertébrés -Amphibiens
Ce jeune crapaud,Rana CatesbeianaElle se perche
sur une feuille de lotus dans un étang et y dépose
des œufs gélatineux. Les têtards mettent entre un
et trois ans pour se transformer en grenouilles
adultes. Ils continuent ensuite de grandir. Les
grenouilles et les crapauds appartiennent à l'ordre
des Anoures.
Règne animal–Embranchement des
Chordés Vertébrés -Reptiles
Ce lézard vit dans le désert de Chihuahua. Il
appartient au genre SceloporusLes lézards
épineux, ou lézards à écailles, se
nourrissent d'insectes et d'araignées. Les
lézards et les serpents appartiennent à
l'ordre des Squamates.
Règne animal–Embranchement des Chordés
Vertébrés -Oiseaux
Le pinson de Cassin,Carpodacus cassiniiCe reptile
vit dans l'ouest de l'Amérique du Nord. Le mâle,
illustré ici, a la tête et la poitrine d'un rouge rosé.
La femelle est brune avec la poitrine rayée. Les
oiseaux forment le groupe frère des crocodiliens.
Ils constituent les deux lignées survivantes des
archosaures.
Règne animal–Embranchement des Chordés
Vertébrés -Mammifères
Ce renard roux,Vulpes vulpesLe carnivore est un
mammifère de l'ordre des Carnivores et de la famille
des Canidés. Cette espèce vit en Eurasie et en
Amérique du Nord. Les autres membres de cet ordre
comprennent les ours, les chats, les ratons laveurs et
les phoques. Les Carnivores sont des mammifères
placentaires.
Diamant de Cassin (photo reproduite avec l'aimable autorisation du US Fish and Wildlife Service) ; autres photos : auteur
107
Diagramme arborescent pour la leçon
« L’avènement du règne animal »
7
6
8
Vers segmentés - Annélides
Mollusques - Mollusques
Arthropodes - Arthropoda
9
ch
ro
ot
ph
Lo
5
ire
oa
oz
Vers plats - Plathelminthes
Vers ronds - Nématodes
s
Sp
lia
ira
4
so
dy
Ec
s
ire
a
zo
osto
Prot
Rotifères - Rotifères
ns
mie
Le règne animal
10
miens
Deutérosto
Échinodermes - Échinodermes
lat
ér
ien
Règne Animal
Bi
1
Chordés invertébrés
Chordés vertébrés
11
12
Tuniciers - Urochordés
Poissons à nageoires rayonnées
Éponges - Porifera
m
Eu
s
ire
oa
az
ét
Radiata
2
3
Cnidaires - Cnidaires
Cténophores
13
14
Amphibiens
Mammifères
15
Reptiles
16
Oiseaux
Matériaux : Le tableau peut être réalisé en tissu, en carton, en papier coloré ou en tout autre matériau approprié.
Utilisation en salle de classe.
Dimensions : Le tableau mesure 20 x 20 pouces (50,8 x 50,8 cm).
Palette de couleurs :¼La bordure de 6 mm (un pouce) est rouge vif. Les étiquettes et les rectangles sont rose pâle.
Le diagramme de ramification est noir. Le fond peut être blanc ou d'une couleur claire et neutre.
Texte : Étiquette principale
Le règne animal
Dimensions réelles : 1¾ x 6 pouces (4,4 x 15 cm)
Règne Animal
NOTE:Les numéros figurant sur l'illustration ci-dessus servent uniquement à vous aider à positionner correctement les images et
les légendes. Ils ne doivent PAS apparaître sur le tableau final.
Les étiquettes suivantes sont placées au bas des rectangles des images. Une fois les images en place, la couleur de l'étiquette et du
rectangle apparaît en dessous. Pour les images 1 à 10, les rectangles doivent être légèrement plus larges et au moins 9 mm plus hauts
que les images. Il faut prévoir de la place pour les deux étiquettes du haut des chordés, ainsi que pour celles des images 11 à 16.
108
1. Éponges - Porifères
7. Vers annélides - Annélides
13. Amphibiens
2. Cténophores
3. Cnidaires - Cnidaires
8. Arthropodes - Arthropoda
14. Mammifères
9. Nématodes - Nematoda
15. Reptiles
4. Rotifères - Rotifères
10. Échinodermes - Échinodermes
5. Vers plats - Plathelminthes
11. Tuniciers - Urochordés
6. Mollusques - Mollusques
12. Poissons à nageoires rayonnées
16. Oiseaux
Autres étiquettes :
Radiata -placé à l'écart de la branche principale, entre les branches latérales pour les cténophores (2) et les
cnidaires (3) Chordés invertébrésetVertébrés Chordés -placés en haut des boîtes de chordés (11 et 12)
Les éléments suivants sont placés sur le diagramme de ramification et concernent environ½pouce (12 mm) de diamètre :
Eumétazoaires
Bilatérien
Protostomiens
Deutérostomiens
Ecdysozoaires
Spiralia
Lophotrochozoaires (facultatif)
L'histoire de l'arrivée des animaux vous aidera à placer les étiquettes sur le schéma arborescent. La première étiquette est
« Eumétazoaires ». La suivante, sur la branche principale, est « Bilatériens ». L'étiquette « Deutérostomiens » se place sur la
branche des échinodermes et des chordés. L'étiquette « Protostomiens » se place sur la branche sœur de celle des
Deutérostomiens. Les Protostomiens ont deux branches : les Spiralia, qui regroupent les rotifères, les vers plats, les mollusques
et les annélides, et les Ecdysozoaires, qui regroupent les arthropodes et les nématodes. Si vous choisissez d'utiliser
« Lophotrochozoaires », placez-le au plus près des annélides et des mollusques.
Des photos supplémentaires concernant les chordés sont incluses, car nous nous intéressons à notre propre embranchement. Ce schéma
a pour but de présenter les relations au sein de l'embranchement, mais si les enfants souhaitent approfondir leurs connaissances,
d'autres schémas illustrant les ramifications peuvent être créés (sous forme de tableaux séparés, car il serait probablement trop long d'y
ajouter d'autres éléments).
Soyez vigilant lors du positionnement du diagramme de ramification par rapport aux autres diagrammes. Il doit s'aligner avec la branche
de ses ancêtres opisthocontes sur le tableau des protistes. Pour voir comment ce tableau s'intègre aux autres, consultez l'annexe.
Des ressources pédagogiques Big Picture Science pour aider les enfants à explorer le règne animal
Principaux embranchements du règne animalCe jeu de cartes photographiques présente 48 exemples
d'animaux appartenant aux embranchements de ce tableau. Chaque carte comprend une image et une fiche
descriptive. (https://big-picture-science.myshopify.com/products/zoology-photo-cards-set-1-majorphyla-ofthe-animal-kingdom)
Pour une étude plus approfondie des lignées de mammifères, voir leDiversité des mammifèresJeu de cartes. Ses 48 cartes
illustrées et 48 cartes textuelles présentent des exemples tirés des ordres de mammifères. (https://big-picturescience.myshopify.com/products/diversity-of-mammals)
Pour plus d'informations sur les lignées des chordés, voir :
Des chordés aux mammifères : explorer l'arbre de la vie(http://big-picture-science.myshopify.com/
collections/biology/products/from-chordates-to-mammals-exploring-the-tree-of-life)
Trier les branches de l'Arbre de VieIl s'agit d'un jeu de cartes qui aide les enfants à apprendre les lignées
(clades) des vertébrés. (https://big-picture-science.myshopify.com/collections/biology/products/
sortingbranches-on-the-tree-of-life-vertebrates-and-plants)
109
Informations complémentaires sur le règne animal
Les membres du règne animal possèdent un corps composé de
L'explosion cambrienne résulte, au moins en partie, du
nombreuses cellules. Les cellules animales sont dépourvues de
développement des gènes homéotiques. Les organismes
paroi et sont organisées en couches. À l'exception des éponges, les
doivent posséder l'information nécessaire à la structure d'un
animaux possèdent des tissus, des groupes de cellules d'apparence
grand corps multicellulaire avant de pouvoir en développer un.
similaire et aux fonctions spécialisées. Seuls les animaux possèdent
des tissus nerveux et musculaires, qui leur permettent de percevoir
Sous-groupes du Royaume
leur environnement et de se déplacer relativement rapidement. Les
(Notez que le terme « métazoaires » était utilisé par opposition à
animaux ingèrent des aliments produits par d'autres êtres vivants.
« protozoaires » dans le cadre du système à deux règnes. « Métazoaires »
Autrement dit, ils absorbent des morceaux ou des particules de
désigne tous les animaux.)
nourriture et les décomposent par digestion. Ils se reproduisent
1. Éponges vs. Eumétazoaires : organisation
cellulaire, tissulaire et organique
grâce à l'ovule et au spermatozoïde. L'ovule fécondé se développe
en une sphère creuse de cellules, la blastula. Chez les
eumétazoaires, cette blastula se replie ensuite sur elle-même pour
former l'embryon. L'embryon se développe soit en un juvénile, qui
ressemble à l'adulte mais ne peut pas encore se reproduire, soit en
une larve, qui ne ressemble pas à l'adulte. Les larves subissent une
métamorphose (« changement de forme ») avant de devenir
adultes.
Au sein du règne animal, les regroupements autres que les
embranchements reposent sur la structure et les relations
de parenté telles que révélées par l'ADN. La première
ramification a donné naissance aux éponges et aux
eumétazoaires. Les cellules des éponges sont moins
étroitement liées que celles des eumétazoaires. On dit des
éponges qu'elles possèdent une organisation cellulaire : leur
Le règne animal est le plus complexe sur le plan structural. Les
corps est constitué de différents types de cellules, chacune
embranchements du règne animal sont définis par la structure
occupant une position précise. Cependant, ces cellules ne
interne, ou organisation corporelle, des organismes, ainsi que
sont pas organisées en tissus. Les eumétazoaires, quant à
par leur biologie moléculaire. Le nombre total
eux, possèdent des tissus, des ensembles de cellules
d'embranchements varie parfois, en fonction des chercheurs
d'apparence similaire qui collaborent pour accomplir une
qui effectuent la classification et des mises à jour des données
fonction. (Exemples : le tissu épithélial recouvre et tapisse les
disponibles. On en compte plus de 30, mais les caractéristiques
organes, le tissu musculaire permet le mouvement.)
distinctives de nombre d'entre eux sont si techniques que seuls
Les cnidaires et les cténophores atteignent le niveau
les étudiants de niveau avancé ou les chercheurs les étudient.
Les embranchements présentés ici et dans la leçon
« L'apparition des animaux » comprennent les plus répandus
dans la nature et illustrent des caractéristiques structurales
importantes.
d'organisation tissulaire. Leur corps est formé de deux
couches de cellules étroitement liées. Le niveau
d'organisation organique apparaît chez les bilatériens. Ces
animaux présentent une symétrie bilatérale et possèdent de
nombreux organes, ensembles de tissus qui constituent une
La plupart des embranchements animaux étaient présents à la fin
structure et assurent des fonctions vitales. Leur corps se
du Cambrien. L'apparition d'un si grand nombre de nouveaux plans
développe à partir de trois couches de cellules.
d'organisation en seulement quelques millions d'années a valu à ce
phénomène le nom d'explosion cambrienne. Les cnidaires, et
2. Symétrie radiale vs. symétrie bilatérale
probablement plusieurs autres embranchements, étaient présents
Les animaux à symétrie radiale ont une forme ronde ou
à la fin du Protérozoïque. L'ancêtre commun des animaux était très
ressemblent aux rayons d'une roue vus du dessus ou du
probablement un protiste semblable aux choanoflagellés, ces
dessous. Ils vivent dans l'eau, où la pression est uniforme.
flagellés à collerette.
Leurs mouvements directionnels sont limités ; ils se laissent
Des biologistes ont découvert une série de gènes qui contiennent les
instructions nécessaires à la construction d'un organisme multicellulaire
complexe. Ces gènes sont appelés homéoboîtes ou gènes codants pour des
gènes codant ...HoxLes gènes. Ils sont situés sur le chromosome dans l'ordre
de leur utilisation. Par exemple, les gènes responsables du développement de
la tête précèdent ceux responsables du développement du thorax. HoxGrâce
aux gènes et autres données moléculaires, les zoologistes ont proposé de
nouveaux regroupements phylogénétiques des embranchements animaux.
Ces regroupements sont présentés ci-dessous. Il est probable que…
110
porter par le courant ou restent fixés à une surface. Les
animaux à symétrie bilatérale possèdent un côté gauche et
un côté droit, ainsi qu'une tête (extrémité antérieure) et une
queue (extrémité postérieure). Ce groupe est connu sous le
nom de Bilatériens. Ils sont adaptés au déplacement en
direction d'une surface ou dans un milieu semi-solide,
comme la boue. De nombreux animaux à symétrie bilatérale
ont une forme vermiforme, mais leur complexité interne
varie considérablement. Les animaux possédant un cerveau
sont à symétrie bilatérale.
3. Invertébrés vs vertébrés
Le terme « invertébré » est un outil pratique et informel qui facilite la
recherche d'informations pour les élèves. Les vertébrés ne constituent
qu'un sous-embranchement (branche) de l'embranchement des Chordés.
Les deux autres sous-embranchements, ainsi que tous les autres
embranchements animaux, sont des invertébrés. Les vertébrés se
définissent par leur colonne vertébrale, une structure qui protège la
Leur nom provient de la façon dont la bouche se forme à partir
du deuxième pore de l'embryon. Les deutérostomiens
constituent une branche bien établie des Bilatériens. Ils se
distinguent des autres lignées par le développement de leur
troisième couche de cellules. Les chordés et les échinodermes
sont les principaux embranchements de cette lignée. Les
hémichordés en font également partie.
moelle épinière, un tube nerveux dorsal creux dont l'extrémité antérieure
Chez les échinodermes et les chordés, l'anus se forme à partir de la
est prolongée par un renflement : le cerveau. Auparavant, la myxine était
première ouverture embryonnaire et la bouche à partir d'une
exclue des vertébrés, mais des études ADN ont démontré sa parenté avec
seconde. La plupart des protostomiens présentent le schéma inverse.
les lamproies. Toutes deux appartiennent à l'embranchement des
En réalité, la différence entre les embryons de protostomiens et de
Agnathes, des poissons sans mâchoires. Il est important de noter que le
deutérostomiens n'est pas toujours aussi nette. Certains spiraliens ne
terme « non-chordé » n'est pas synonyme d'« invertébré », car deux sous-
présentent pas le développement spiral typique et quelques-uns
embranchements de chordés, les tuniciers et les amphioxus, sont des
présentent le schéma des deutérostomiens. L'analyse de l'ADN a
invertébrés.
démontré que les protostomiens et les deutérostomiens constituent
4. Branches des Bilatériens :
protostomiens et deutérostomiens
Au sein des Bilatériens, on distingue deux grands groupes : les
protostomiens (Protostomia) et les deutérostomiens
(Deuterostomia). Ce regroupement repose sur des études
récentes de l’ADN et des caractéristiques du développement.
«Protostome« Bouche en premier » signifie « bouche en
premier ». Généralement, la première ouverture qui apparaît au
stade blastula de l’embryon devient la bouche. Il existe deux
lignées principales de protostomiens : les ecdysozoaires et les
spiraliens (lophotrochozoaires).
des branches distinctes du vivant.
De plus, le devenir des cellules au sein de l'embryon
varie. Si un œuf d'échinoderme fécondé se divise jusqu'à
former quatre cellules, et que ces quatre cellules se
séparent, quatre embryons normaux se développeront.
Chez l'humain, la séparation naturelle des cellules donne
naissance à des jumeaux, des triplés, etc. Certains
chordés ont toujours plusieurs petits identiques. Le tatou
à neuf bandes a généralement quatre petits identiques,
issus d'un seul œuf fécondé.
Cela ne pourrait pas se produire chez un protostomien, comme
une pieuvre ou un insecte. Si les cellules de leurs embryons sont
Les vers plats, les rotifères, les mollusques et les annélides partagent
séparées, les embryons meurent. Si un chercheur prélève une
un ancêtre commun et sont appelés les SpiraliaCe nom provient de
seule cellule du jeune embryon d'escargot, des parties de son
la structure spiralée des cellules formées lors de la division de l'œuf
corps seront manquantes et il ne survivra pas.
fécondé. Au sein des Spiralia, les mollusques et les annélides, ainsi
que leurs plus proches parents, sont classés dans une branche
appelée Lophotrochozoa. Ce nom est dérivé des structures
nourricières (lophophores) et des larves ciliées (trochophores)
caractéristiques de cette lignée. Certains biologistes utilisent le terme
« Lophotrochozoa » pour désigner l'ensemble des spiraliens.
La deuxième lignée de protostomiens est laEcdysozoaires
Les ecdysozoaires sont des animaux à mue. Ils se
débarrassent de leur enveloppe externe entière en une seule
fois au cours de leur croissance. Les nématodes et les
arthropodes, les principaux embranchements des
ecdysozoaires, partagent un ancêtre commun. Ces deux
embranchements sont les plus prospères du règne animal.
Ils regroupent le plus grand nombre d'individus et d'espèces.
« Ecdysis » est le terme scientifique désignant la mue, d'où le
nom de ce groupe. Parmi les autres ecdysozoaires, on trouve
les nématomorphes, les tardigrades et les onychophores.
La deuxième branche majeure des Bilatériens est la
deutérostomiens, la lignée « seconde bouche ».
Il se peut que ce tableau des Bilatériens soit incomplet. La vie est
par nature complexe et aime expérimenter. Quelques petits
embranchements sont provisoirement placés sur l'arbre de la
vie. Des études plus poussées sur les génomes animaux
permettront probablement de clarifier les lignées.
Auparavant, les biologistes classaient les animaux selon le
type de cavité corporelle ou cœlome qu'ils possèdent. Ce
critère s'est avéré trompeur. Certains animaux ont un
cœlome simple car leurs ancêtres n'ont jamais développé de
cœlome complexe, tandis que d'autres en ont un simple
parce qu'ils ont perdu des structures complexes. L'origine de
la structure est importante, et non seulement son état
actuel. La plupart des zoologistes recommandent désormais
d'abandonner tout sous-groupe basé sur la structure du
cœlome et de privilégier les trois grands groupes d'animaux
à symétrie bilatérale : les Ecdysozoaires, les Spiralia et les
Deuterostomata. Pour plus d'informations, consultez l'article
Wikipédia sur les protostomiens : https://en.wikipedia.org/
wiki/Protostome.
111
5. Sous-groupes taxonomiques
Les embranchements animaux sont divisés en sous-groupes.
Il existe de nombreux groupes de tétrapodes éteints. Une longue
Leurs noms scientifiques et leur traduction anglaise figurent plus
série de fossiles ressemblant à des poissons, dotés de membres de
loin dans ce chapitre. Il est conseillé aux étudiants de se
plus en plus fonctionnels, conduit aux tétrapodes terrestres. Vous
familiariser avec tous les embranchements avant d'étudier les
pouvez observer certains de ces ancêtres sur le site web Tree of Life à
sous-groupes. Il est pertinent d'étudier les lignées de quelques
l'adresse http://tolweb.org/Terrestrial_Vertebrates/14952. Les
embranchements seulement, tels que les chordés, les
tétrapodes actuels (vivants aujourd'hui) sont les amphibiens, les
mollusques, les cnidaires et les arthropodes.
reptiles, les oiseaux et les mammifères.
6. Branches du phylum des chordés
Il est utile de connaître plusieurs branches des
chordés, même si elles ne sont pas classées selon
la classification linnéenne, comme sous-classe ou
super-ordre. Voici une description des lignées des
chordés.
LetuniciersetlanceletsLes amphioxus constituent la
première branche basale des chordés. Bien que l'on ait
longtemps cru que les amphioxus étaient plus proches des
vertébrés, des études récentes montrent qu'ils sont en
réalité plus étroitement apparentés aux animaux vertébrés.
Il semblerait que les tuniciers soient très dérivés, c'est-à-dire
qu'ils ont subi d'importantes transformations depuis leur
divergence.
Les animaux tétrapodes qui pondent leurs œufs sur terre ou qui peuvent
se reproduire indépendamment de l'eau sont appelés les tétrapodes
amniotesLes amniotes tirent leur nom des membranes amniotiques de
leurs œufs ou embryons. Les reptiles, les oiseaux et les mammifères sont
des amniotes.
Les reptiles et les oiseaux sont issus d'une branche appelée
sauropsides(«« faces de lézards »). Les sauropsides actuels sont
appelés lesdiapsides(«Les diapsides possèdent (ou leurs
ancêtres possédaient) deux ouvertures crâniennes de chaque
côté, en plus de leurs orbites. Les branches actuelles des
diapsides comprennent les lépidosauriens, les tortues et les
archosaures. Les lépidosauriens incluent le tuatara et sa branche
sœur, les squamates, qui regroupent les serpents et les lézards.
Les lépidosauriens forment une branche sœur des tortues et des
archosaures, ces derniers étant les crocodiliens et les oiseaux.
Les chordés qui possèdent une tête sont lesvertébrésLes
Les tortues sont aujourd'hui considérées comme une branche
lamproies et les myxines sont placées dans une lignée appelée la
des diapsides et une lignée sœur des archosaures. Les
cyclostomes("La myxine (ou myxine à bouche circulaire), une
crocodiliens et les oiseaux sont les représentants survivants des
branche des Agnatha, poissons sans mâchoires, a d'abord
archosaures, la branche qui inclut les dinosaures. Les oiseaux
trompé les biologistes. Elle ne semble pas avoir de vertèbres,
étant considérés comme des dinosaures, on utilise désormais
mais son ADN révèle que ses ancêtres en possédaient.
l'expression « dinosaures non aviens » pour désigner les
L'évolution tend à simplifier autant qu'à complexifier.
dinosaures disparus.
La plus grande lignée de vertébrés est appelée la GnathostomesLes
Les mammifères sont issus d'une branche des amniotes appelée
gnathostomes, ou vertébrés à mâchoires, possédaient des mâchoires
lessynapsides(«Les crânes de cette branche présentent (ou
qui pouvaient s'ouvrir et se fermer, ce qui constituait un progrès
présentaient) une seule ouverture de chaque côté, outre les
majeur pour l'alimentation.
orbites. Les lignées de synapsides éteintes comprennent les
Les gnathostomes sont des poissons cartilagineux.
thérapsides et les cynodontes. REMARQUE : le terme « reptiles
Chondrichthyenset les poissons osseux ainsi que les
mammaliens » n’est plus accepté, car les mammifères
tétrapodes, lesEutéleostomi((anciennement Osteichythes). Les
descendent des amniotes, et non des reptiles. Il convient
poissons osseux se divisent enPoissons à nageoires rayonnées
d’utiliser plutôt le terme « synapsides ». Les lignées de
(Actinopterygii)et lenageoires lobées(les poissons à nageoires
mammifères actuelles sont les monotrèmes (mammifères
lobées plus les tétrapodes (Sarcoptérygiens).
ovipares), les marsupiaux (mammifères à poche marsupiale) et
Les vertébrés qui possèdent quatre membres sont appelés les
tétrapodes, ce qui signifie « quatre pieds ». Les tétrapodes
descendent des poissons à nageoires lobées qui ont développé
les premiers membres munis d'orteils. Parmi les premiers
tétrapodes fossiles, on trouveIchthyostegaLes découvertes de
fossiles qui éclairent le développement initial des membres se
poursuivent. Les poissons fossilesTiktaalikillustre le
développement précoce des os de l'épaule, capables de soutenir
et de faire fonctionner un membre.
112
les euthériens (mammifères placentaires). La caractéristique
déterminante des mammifères est la présence de trois osselets
dans l’oreille interne. Leurs glandes mammaires et leurs poils
pourraient provenir de leurs ancêtres cynodontes.
Toutes ces lignées deviennent abrutissantes
sans repère visuel. VoirDes chordés aux
mammifères : explorer l'arbre de la vieetTrier
les branches de l'Arbre de Viede Big Picture
Science (www.bigpicturescience.biz).
Prononciations des termes du règne animal
Remarque : Les racines des mots sont en italique, les significations anglaises entre guillemets.
amniote
AM-nee-Oat [« ayant une membrane fœtale »] AN-
annélide
eh-lid [« petits anneaux »]
Annélide
ah-NELL-ah-duh [« petits anneaux »] ar-THROP-eh-
Arthropodes
duh [« pied articulé »] Bye-lah-TEAR-eh-ah [«
Bilatérien
bilatéralement symétrique »] BLAS-tuh-la [explosion-
blastula
« bourgeon, germe »] KITE-un [dechiton, « tunique
chitine
ou vêtement de dessus »] nye-DARE-ee-ah [cnido-
Cnidaires
"ortie"] nye-DARE-ee-an [cnido- "ortie"] NYE-doh-SITE
cnidaire
[cnido- « ortie » +–cyte«cellule”] SEE-lum [« creux,
cnidocyte
cavité”]
cœlome
collocyte
COLL-oh-SITE [coll-«colle”] ADOS [cten-«
ctène
peigne”] ten-OFF-for-ah [« porteurs de peigne
Cténophore
»] TEN-oh-Fore [« porteur de peigne »] Due-ter-
cténophore
eh-STOME [« deuxième bouche »] dye-AP-sid [«
deutérostomien
deux boucles ou arches »] ee-Kine-oh-der-
diapside
MAH-ta [« peau épineuse »] ek-DIH-seh-ZOH-
Échinodermes
ah [« animaux en mue »] EK-deh-sys [« glissant
Ecdysozoaires
ou muant »] nah-thoh-stoh-MAH-ta [« bouches
Ecdysis
à mâchoires »]
Gnathostomes
Lophotrochozoa Loh-feh-TROKE-uh-ZOH-a [« porteur de touffe » + « porteur de roue »,]
Mollusque
muh-LUSS-kah [« les doux »] Neem-a-
Nématodes
TOAD-ah [« en forme de fil »] NEEM-a-toad
nématode
[« en forme de fil »] nude-eh-BRANK
nudibranche
[« branchies nues »] PLA-tee-hell-MIN-thez
Plathelminthes
[« ver plat »] POLY-keet [« nombreuses
polychète
soies »]
Porifères
poor-IF-er-ah [« porteurs de pores »] PRO-ter-
protostomie
eh-STOME [« bouche en premier »] ray-dee-AH-
Radiata
ta [« radialement symétrique »] row-TIFF-er-ah
Rotifères
[« porteurs de roue »] ROW-teh-fer [« porteur de
rotifère
roue »]
sauropside
sah-RAWP-sid [« visage de lézard » ou « ressemble à un lézard »]
Schistosoma
Shis-tuh-SO-mah [« corps fendu »]
schistosomiase
Shis-tuh-so-MY-ah-sis [« maladie du corps fendu »]
spongin
SPONGE-in [une protéine d'éponges]
synapside
seh-NAP-sid [« arches ou boucles jointes ou fusionnées »]
tétrapode
TEH-tra-pod [« à quatre pattes »]
113
Les embranchements du règne animal – texte pour les élèves
Remarque : Ce texte est une introduction adaptée aux élèves du cycle 3. Les questions qui suivent visent à susciter des recherches, et non à constituer des
exigences. Les enfants devraient avoir la possibilité de choisir une question ou d’en poser eux-mêmes. Consultez la section « Ressources » pour des suggestions
de livres et de sites web supplémentaires que les enfants pourront utiliser pour approfondir leurs recherches.
Les éponges, porteuses de pores
Embranchement des Porifères[L.pores, pore +ferraille, porter]
Ces animaux simples possèdent un corps semblable à un sac percé de petits trous. La paroi
de l'éponge est composée de deux couches de cellules séparées par une couche gélatineuse.
La couche externe forme une enveloppe protectrice et contient les cellules poraires, qui
permettent l'entrée d'eau. Les cellules clairsemées de la couche intermédiaire transportent
les nutriments entre les couches interne et externe. Elles constituent également le squelette
de l'éponge et les spicules acérés qui lui servent à se défendre.
À l'intérieur, les cellules à collerette agitent leurs flagelles, ce qui permet à l'eau de pénétrer dans
le corps par les pores. L'eau s'écoule ensuite par l'oscule, une large ouverture située au sommet.
Les cellules à collerette capturent de minuscules particules alimentaires transportées par l'eau.
Les éponges ne peuvent se nourrir que de particules suffisamment petites pour être absorbées
par une cellule à collerette, comme les bactéries.
Contrairement à celles des autres embranchements, les cellules des éponges sont faiblement liées entre elles. Des
amas de cellules peuvent se détacher et donner naissance à une nouvelle éponge.
La plupart des éponges sont des animaux marins, mais certaines vivent en eau douce. Leurs
formes varient, allant des éponges plates et encroûtantes aux éponges tubulaires ou
vaseuses hautes et fines. La paroi des grandes éponges est repliée sur elle-même, ce qui
forme une couche plus épaisse. Peu d'animaux se nourrissent de ce phylum car les éponges
se défendent grâce à des venins et des spicules.
Questions et sujets de recherche sur les éponges
1. De quelles éponges les tortues caouannes se nourrissent-elles ? Pourquoi est-ce inhabituel ?
2. Certains nudibranches vivent sur des éponges encroûtantes. Le nudibranche éponge
rouge en est un exemple. Observez comment une éponge encroûtante et un
nudibranche interagissent.
3. Il existe une industrie de récolte d'éponges de bain près de Tarpon Springs, en
Floride. Quelle est son histoire ? Voirhttps://nsgl.gso.uri.edu/flsgp/
flsgpg08001.pdf.Pour en savoir plus sur l'élevage des éponges, consultez :
http://www.sustainablesponges.co.nz/sponge-farming.php
4. Des éponges aux habitudes alimentaires très inhabituelles ont été découvertes
récemment. Pour en savoir plus sur les éponges carnivores, consultez :https://
www.mbari.org/products/creature-feature/harp-spongelanding-page/
5. Les spicules des éponges forment un squelette qui soutient l'éponge
et la protège des prédateurs. Découvrez ces fonctions et d'autres
encore.
114
Les cnidaires, les venimeux
Embranchement des Cnidaires[Greccouteau, ortie]
Ces animaux aquatiques possèdent un corps creux en forme de sac, ne présentant qu'une
seule ouverture. Des tentacules urticants sont disposés en anneau autour de cette ouverture.
Ces tentacules sont munis de nématocystes, de minuscules structures filiformes qui se
projettent pour piéger ou paralyser les proies. Les tentacules aspirent ensuite la proie à
l'intérieur du corps creux pour la digestion. Les cellules qui abritent les nématocystes sont
appelées cnidocytes, ce qui signifie « cellules urticantes ».
Les cnidaires possèdent un réseau nerveux mais pas de cerveau. Leur corps est constitué de deux
couches de cellules séparées par une épaisse couche de substance gélatineuse.
Les cnidaires, comme les méduses, possèdent des tentacules et un orifice situés sur leur
face ventrale et flottent librement dans l'eau. Cette forme corporelle est appelée
méduse. Les coraux, les hydres et les anémones ont une forme corporelle polype. Leurs
tentacules et leur orifice se trouvent sur la face supérieure, et ils vivent ancrés à un
endroit précis. La plupart des cnidaires sont des animaux marins, mais le genreHydreet
quelques autres vivent en eau douce.
Questions et sujets de recherche sur les cnidaires
1. Comment les coraux se nourrissent-ils ? Quel est le rôle des algues symbiotiques et des autres microbes pour les
coraux ?
2. Qu'est-ce qu'un récif corallien ?
3. Qu'est-ce qui différencie les méduses qui vivent dans le lac d'eau salée de
l'île de Palau ?
4. Lorsque l'aquarium de la baie de Monterey a présenté des méduses en 1990, c'était
la première fois qu'un aquarium parvenait à maintenir des méduses en vie dans
des bassins. Comment ont-ils procédé ? (Indice : voir « bassin Kreisel ».)
5. Il existe plusieurs types de cnidocytes (aussi appelés capsules filamenteuses), dont certains ne
sont pas urticants. Quelles sont les autres fonctions des cnidocytes ?
6. Qu'est-ce qui rend les poissons-clowns et les anémones de mer si particuliers ?
7. Que faire si une méduse vous pique ?
8. Faites des recherches sur les méduses d'eau douce, que l'on trouve partout dans le monde.
115
Cténophores, les porteurs de peignes
Embranchement des Cténophores[Greckteis, peigne +phéréine, porter]
Ces animaux marins doivent leur nom aux huit plaques ciliées qui parcourent
leur corps. Ces structures ciliées sont appelées plaques pectinées ou
cténophores. Ces plaques leur permettent de se propulser dans l'eau. Les
cténophores sont les plus grands animaux ciliés à se déplacer.
Certains cténophores se nourrissent grâce à deux tentacules rétractables et ramifiés pouvant
atteindre 20 fois la longueur de leur corps. Ces tentacules collants capturent leurs proies à l'aide de
cellules adhésives en forme de lasso appelées colloblastes. Leurs proies comprennent des larves,
des œufs et de minuscules poissons. L'animal rétracte ensuite les tentacules chargés et aspire la
nourriture jusqu'à sa bouche. D'autres cténophores se nourrissent à l'aide de leurs lobes oraux, des
replis de tissu situés à l'avant de leur bouche.
Les cténophores possèdent un réseau nerveux et une cavité digestive centrale. Un système de
canaux distribue les nutriments dans tout leur corps. La plupart mesurent de 3 à 5 cm de long
et sont de forme ovoïde ou sphérique. On les appelle communément cténophores, groseilles
de mer ou noix de mer.CestumÉgalement appelée ceinture de Vénus, elle est longue et en
forme de ruban. Toutes font partie du plancton marin.
Questions et sujets de recherche sur les cténophores
1. Pourquoi les cténophores ont-ils été autrefois classés dans le même embranchement
que les cnidaires ? Quelles sont leurs différences ?
2. Comment les cténophores affectent-ils les autres animaux de leur environnement ?
3. Réalisez une affiche sur les cténophores qui montre la grande diversité de leurs
formes.
4. Que s'est-il passé lorsqu'un cténophore nord-américain a été
accidentellement relâché dans la mer Noire ? Voirhttp://
www.imagequest3d.com/pages/general/news/blackseajellies/
blackseajellies.htm
Rotifères, les porteurs de roues
Embranchement des Rotifères[L.rotation, roue +ferraille, porter]
Ces minuscules animaux mesurent de 0,04 à 2 millimètres de long. Certains sont plus
petits que les plus grands protistes ciliés. On les trouve très fréquemment dans les eaux
stagnantes et les sols humides. Si leur habitat s'assèche, nombre d'entre eux peuvent
former des kystes et survivre pendant des années jusqu'au retour de l'eau. Leur forme
peut être vermiforme, en trompette ou sphérique. Leur nom, qui signifie « porteur de
roue », provient des cils qui entourent leur bouche. Le battement de ces cils évoque la
rotation de roues.
Les rotifères possèdent des mâchoires broyeuses et un système digestif complet, mais sont
dépourvus de système circulatoire. Ils sont dotés d'un minuscule « cerveau » et de taches oculaires.
Généralement transparents, ils peuvent toutefois présenter des couleurs dues au contenu de leur
tube digestif. La plupart nagent librement dans leur habitat, tandis que certains vivent ancrés et
construisent des tubes pour s'abriter. Ils jouent un rôle important dans les réseaux trophiques des
écosystèmes d'eau douce. Les rotifères sont des bilatériens appartenant à l'ordre des Spiralia, un
sous-ordre des protostomiens.
116
Questions et sujets de recherche sur les rotifères
1. Réalisez une affiche illustrant les différentes formes de rotifères. (Voir
Guide de la vie microbiennepar Kenneth G. Rainis et Bruce J. Russell. Une
autre source est la galerie de rotifères du site web Microscopy UK.http://
www.microscopy-uk.org.uk/mag/wimsmall/extra/rotif.html)
2. Qu'y a-t-il d'inhabituel dans la façon dont les rotifères se développent ? (VoirZoo aquatique de l'étang
(par Peter Loewer.)
3. Comment les rotifères se reproduisent-ils ?
4. Comment les écloseries de poissons utilisent-elles les rotifères ?
vers plats
Embranchement des Plathelminthes[Grecplatys, plat +Helmis, ver]
Ces animaux vivent dans un sol humide, dans l'eau ou dans le corps d'autres animaux. Ils
possèdent des organes et un corps composé de trois couches de cellules. La tête des vers plats
libres est munie de taches oculaires photosensibles et de fossettes olfactives. Les vers plats
sont dépourvus de système circulatoire pour transporter la nourriture et l'oxygène. Leur corps
doit être fin et plat afin que tous les tissus puissent absorber directement l'oxygène. Leur
système digestif ramifié achemine les nutriments vers toutes les parties du corps.
La bouche, située au milieu du corps, sur sa face ventrale, est l'unique orifice du
système digestif. Un tube musculaire, le pharynx, se prolonge hors de la bouche
lors de l'alimentation. Les déchets dissous sont évacués par de minuscules pores
répartis sur toute la surface du corps. Les vers plats libres vivent aussi bien en eau
douce qu'en eau salée, et sous une grande variété de climats. Les vers plats
parasites comprennent les douves et les ténias. Ils ont subi d'importantes
modifications qui leur permettent de vivre à l'intérieur du corps d'un hôte. Les vers
plats présentent une symétrie bilatérale et appartiennent à l'ordre des Spiralia, un
groupe de protostomiens.
Questions et sujets de recherche sur les vers plats
1. Existe-t-il davantage de vers plats libres ou parasites ?
2. Décrivez le cycle de vie de la douve du sang.SchistosomaDécouvrez combien de
personnes sont atteintes de schistosomiase.
3. Que se passe-t-il si vous coupez une planaire en deux ?
4. Quelles caractéristiques du ténia lui permettent de vivre dans l'intestin d'un vertébré ?
Quelles structures a-t-il perdues par rapport à un ver plat libre ? Comment peut-on
prévenir la propagation des ténias ?
5. Les vers plats marins sont souvent vivement colorés. Comment cela les aide-t-il à
survivre ?
6. Renseignez-vous sur les vers plats terrestres envahissants, comme le ver marteau ou le
ver de Nouvelle-Guinée. Pourraient-ils vivre dans votre région ? Pourquoi ?
117
Les mollusques, les corps mous
Embranchement des mollusques[L.mollusque, doux]
Ces animaux à corps mou possèdent un système circulatoire comprenant un cœur et un
cœlome. Ce dernier est une cavité entièrement tapissée et remplie de liquide, qui contient les
organes internes. Le cœur pompe le liquide à la fois dans les vaisseaux et à travers les
espaces ouverts autour des organes. Les biologistes qualifient ce système de circulatoire
ouvert. De nombreux mollusques possèdent une langue râpeuse appelée radula, qu'ils
utilisent pour racler les aliments sur les surfaces. Les mollusques possèdent un repli de tissu
particulier appelé manteau qui, chez la plupart des espèces, forme une coquille dure et
protectrice. Ces coquilles calcaires se fossilisent facilement, ce qui explique la présence de
nombreux mollusques disparus.
La plupart des mollusques vivent dans l'eau, bien que certains escargots et limaces vivent dans
des endroits humides sur terre. Les mollusques ont adopté une grande variété de modes de vie.
Les chitons, les escargots et les conques sont des herbivores lents qui se nourrissent de
nourriture. Les palourdes, les moules et les huîtres sont des filtreurs qui restent au même endroit
et sont dépourvus de tête. Les céphalopodes comprennent la pieuvre, le calmar et le nautile. Ce
sont des prédateurs rapides et intelligents dotés d'une excellente vue. Les mollusques
appartiennent à l'embranchement des Spiralia, au sein des protostomiens.
Questions et sujets de recherche sur les mollusques
1. Que fait un escargot terrestre si son environnement s'assèche ? Comment
passe-t-il l'hiver ?
2. Que peuvent percevoir les escargots dans leur environnement ?
3. Comment les pieuvres perçoivent-elles leur environnement ?
4. Rédigez un rapport sur un mollusque disparu. Indiquez son nom, l'époque à laquelle il
vivait et illustrez le fossile.
5. Les mollusques bivalves sont élevés pour leur consommation. Découvrez ce dont vous avez besoin pour
élever un mollusque comestible.
6. Quel est le rôle environnemental des limaces bananières ?
7. Où vivent les chitons ? Que mangent-ils ?
Nématodes – Vers ronds, animaux filiformes
Embranchement des Nématodes[Grecnémato-, fil + -oda, comme]
Les vers ronds, aussi appelés nématodes, comptent parmi les animaux les plus abondants sur
Terre. Ces animaux cylindriques possèdent un tube digestif complet, la bouche étant située à
l'extrémité céphalique et l'orifice anal à l'extrémité caudale. Leurs muscles étant orientés
longitudinalement, les nématodes se déplacent par un mouvement de battement. Ils sont
recouverts d'une enveloppe externe résistante et transparente appelée cuticule.
Ils vivent dans des milieux humides comme les sols, les eaux douces et marines, et à
l'intérieur des organismes végétaux et animaux. Un grand nombre de ces minuscules
vers peuvent être présents dans le sol, où ils favorisent sa fertilité. Il existe des vers
ronds parasites pour un grand nombre d'espèces hôtes végétales et animales, y
compris l'être humain. Parmi les parasites humains, on trouve :Trichinella, AscarisLes
ankylostomes et les oxyures font partie de ce phylum, qui appartient à la branche des
ecdysozoaires des protostomiens.
118
Questions et sujets de recherche sur les nématodes
1. Procurez-vous un élevage d'anguillules du vinaigre et montrez-le à vos camarades. Vous
devrez les grossir de 5 à 20 fois pour bien les observer. Renseignez-vous sur la manière
de nourrir votre élevage et de le maintenir en vie. Van Leeuwenhoek fut le premier à
observer ces vers ronds et à les montrer à d'autres personnes.
2. Lisez le livre,Nema et les XénosPar Ailsa Wild et d'autres. Rédigez un compte
rendu de ce que vous avez appris sur les nématodes.
3. Que contient un nématode ? De quoi se nourrissent-ils ?
4. Quel pourcentage des espèces de nématodes sont des parasites ? Comment peuton contrôler la propagation des vers ronds parasites ?
5. Étudier les champignons qui se nourrissent de nématodes.
Vers segmentés, les petits anneaux
Embranchement des Annélides[L.annellus, petite bague]
Le corps de ces animaux est divisé en segments, visibles à la surface des vers
polychètes. Le tube digestif, les vaisseaux sanguins et les nerfs parcourent toute la
longueur de l'animal, tandis que les tubes excréteurs et autres structures sont
présents dans chaque segment. Leur système circulatoire est clos. Ils pompent leur
sang grâce à de multiples « cœurs », qui sont en réalité des vaisseaux sanguins à
parois épaisses. Ils possèdent des muscles péri-musculaires et d'autres muscles
longitudinaux. Cela leur permet de projeter leur tête vers l'avant, puis de ramener
leur queue vers elle. Le fluide situé entre leur paroi corporelle externe et leur tube
digestif central fait office de squelette et donne sa forme à leur corps. On parle alors
d'un squelette hydrostatique.
Les annélides vivent dans l'eau ou dans un sol humide. Ce phylum comprend les sangsues,
les vers polychètes (vers à nombreuses soies) et les vers de terre. Ces derniers jouent un
rôle essentiel dans la fertilité des sols. Ils respirent par leur peau humide et meurent
asphyxiés s'ils se dessèchent. Le groupe le plus important d'annélides est celui des vers
polychètes, des animaux marins qui comprennent des formes nageuses et des formes
tubicoles recouvertes de soies. Les annélides appartiennent à la lignée des
Lophotrochozoaires, eux-mêmes un groupe de protostomiens spiraliens.
Questions et sujets de recherche sur les vers segmentés
1. Quelles caractéristiques permettent aux sangsues de se nourrir de sang ? Comment sontelles utilisées en médecine ?
2. Créez une affiche sur les vers polychètes. Où vit chaque espèce ?
(Indice : consultez un guide du littoral.)
3. Quelles fonctions leurs parapodes peuvent-ils remplir pour les polychètes ? (Voir
Animaux sans colonne vertébralepar Ralph Buchsbaum et al. 3rdéd., p. 306.)
4. Les vers de terre peuvent-ils voir ? Peuvent-ils percevoir la lumière ? Que peuvent-ils
percevoir ? (VoirVoici un livre à lire avec un ver(par Jodi Wheeler-Toppen pour des
méthodes permettant d'étudier ces questions avec des vers vivants.)
119
Arthropodes, les pieds articulés
Embranchement des Arthropodes[Grecarthron, articulation +cosse, pied]
On connaît plus d'espèces d'arthropodes que de tous les autres groupes d'êtres vivants
réunis. Comptant parmi les premiers animaux terrestres, nombre d'entre eux sont
connus grâce aux fossiles. Leur corps est segmenté, ils possèdent un exosquelette et des
paires d'appendices articulés. Ces caractéristiques leur ont permis de coloniser tous les
océans et toutes les terres émergées. L'exosquelette de chitine protège leur corps et
empêche la dessiccation chez les animaux terrestres.
Certains arthropodes sont parfaitement adaptés à la vie terrestre. Ils furent les premiers
animaux à voler. Antennes, ailes et autres structures spécialisées se sont développées à partir
d'appendices. Les arthropodes possèdent des yeux, un odorat et un toucher très développés.
Leur système circulatoire est ouvert et ils disposent de divers organes respiratoires. De
nombreuses espèces aquatiques ont des branchies. Les insectes terrestres possèdent des
tubes ramifiés qui mènent à leur intérieur. Les araignées ont des poumons lamellaires,
constitués d'empilements de structures en forme de plaques dans une chambre interne.
Les mille-pattes, les centipèdes, les crustacés, les insectes, les acariens et les araignées sont des
arthropodes. Ce phylum appartient à la lignée des Ecdysozoaires, un groupe de protostomiens.
Questions et sujets de recherche sur les arthropodes
1. Quelle est la différence entre la métamorphose complète et la métamorphose simple
(incomplète) chez les insectes ?
2. Que sont les isopodes ? Où vivent-ils ? Que mangent-ils ?
3. Que sont les copépodes ? Où les trouve-t-on ? Quel est leur rôle dans la
chaîne alimentaire ? (VoirZoo aquatique de l'étang(par Peter Loewer.)
4. Décrivez le cycle de vie des balanes. Quel est leur impact sur les navires ? Que peut-on
faire pour y remédier ?
5. Quelle est la différence entre les centipèdes et les mille-pattes ?
6. Rédigez un rapport sur les limules. Décrivez leur histoire et leur mode de vie actuel.
7. Toutes les araignées sont-elles venimeuses ? Combien d’entre elles sont dangereuses pour
l’homme ? Pourquoi, à votre avis, tant de gens en ont-ils peur ?
8. Les trilobites sont un groupe éteint d'arthropodes. Comment savons-nous qu'il
s'agissait d'arthropodes ?
9. Les bernard-l'hermite sont-ils de vrais crabes ? Décrivez leur développement.
120
Échinodermes, les peaux épineuses
Embranchement des échinodermes[Grecéchinos, oursin, épineux +dermato, peau]
Ce groupe d'animaux marins doit son nom à sa peau épineuse. Son squelette
interne est composé de plaques calcaires hérissées d'épines, recouvertes d'une
fine couche de peau. Chez les oursins et les dollars des sables, ces plaques sont
soudées pour former une coquille interne appelée test. Chez les concombres de
mer, les plaques sont microscopiques.
Les échinodermes illustrent que l'évolution ne conduit pas systématiquement à des
organismes plus complexes. Bien qu'apparentés aux chordés, les échinodermes sont
dépourvus de cœur, de cerveau, de reins et de membres. Ils possèdent en revanche des podia
et un système aquifère, caractéristiques uniques chez le règne animal. L'eau de mer pénètre
dans leur corps par un pore situé sur la face supérieure du disque central. Ce fluide actionne
leurs podia, qu'ils utilisent pour se déplacer et capturer leurs proies. Il assure également le
transport des nutriments et de l'oxygène, et permet l'élimination des déchets solubles.
Les échinodermes possèdent un anneau nerveux qui coordonne leurs mouvements. Ils sont
dépourvus d'yeux et ne perçoivent pas le goût par la bouche. Leurs récepteurs de lumière, de
toucher et de goût sont répartis sur toute leur enveloppe externe. Certaines étoiles de mer
présentent des ocelles à l'extrémité de leurs bras.
À l'état larvaire, les échinodermes présentent une symétrie bilatérale. En se développant jusqu'à l'âge
adulte, la plupart acquièrent une symétrie pentaradiaire. Les échinodermes comprennent les crinoïdes,
les oursins, les concombres de mer, les dollars des sables, les ophiures et les étoiles de mer. Ce phylum
est un groupe deutérostomiens appartenant à l'embranchement des Bilatériens.
Questions et sujets de recherche sur les échinodermes
1. Comment une étoile de mer empêche-t-elle d'autres organismes de se fixer et
de vivre à sa surface ? (VoirAnimaux sans colonne vertébrale3e édition par
Ralph Buchsbaum, et al. pour les questions 1 à 3.)
2. Comment les échinodermes se débarrassent-ils de leurs déchets solides ?
3. À quoi servent les piquants d'un oursin ?
4. À quel groupe appartiennent les étoiles de mer ? Où vivent-elles et que
mangent-elles ?
5. Les échinodermes sont connus pour leur capacité de régénération. Donnez au
moins deux exemples.
6. Qu’est-ce que l’étoile de mer couronne d’épines ? Quel rôle joue-t-elle dans son
écosystème ?
7. Rapport sur les échinodermes éteints. Combien y en a-t-il environ par
rapport aux échinodermes vivants ?
8. Partagez les magnifiques et incroyables photos dansÉtoiles de mer, oursins et alliés
par Gordon Hendler et d'autres, ou dans un guide de terrain sur les étoiles de mer.
121
Chordés, avec une corde
Embranchement des Chordés[L.corde, cordon]
Les chordés, le groupe d'animaux que la plupart des gens reconnaissent, possèdent
plusieurs caractéristiques uniques. À un certain stade de leur développement, ils
développent une queue qui dépasse l'anus. Leur dos est doté d'une tige cartilagineuse
rigide appelée notochorde. Celle-ci stabilise leur corps et conférait aux premiers chordés
d'excellentes nageuses. Les chordés possèdent un tube nerveux creux qui parcourt toute
la longueur de leur face dorsale, contrairement aux tubes nerveux pleins des autres
animaux, situés principalement sur la face ventrale. La gorge des chordés présente
plusieurs sillons qui se transforment en fentes branchiales chez les chordés aquatiques.
Ces structures deviennent des parties de l'oreille, du cou et de la tête chez les vertébrés
terrestres.
La notochorde remplit des fonctions différentes chez les chordés : tuniciers, amphioxus et
vertébrés. Les tuniciers ne possèdent de notochorde qu’à l’état larvaire. Les amphioxus, quant
à eux, en possèdent une à l’état larvaire et adulte. Les tuniciers et les amphioxus sont des
invertébrés appartenant à ce phylum et sont connus sous le nom de chordés acéphales. Chez
l’embryon de vertébré, la colonne vertébrale se forme autour de la notochorde, et la partie
antérieure du cordon nerveux se développe pour former un véritable cerveau. Les lamproies
conservent la notochorde à l’âge adulte, mais elles possèdent une colonne vertébrale
cartilagineuse qui en prolonge la notochorde. Leur cerveau, de petite taille, est formé par le
développement de la partie antérieure du cordon nerveux. Chez les poissons cartilagineux et
les autres vertébrés, les vertèbres remplacent la notochorde et un cerveau plus complexe se
forme à partir du cordon nerveux.
Les vertébrés comprennent les poissons sans mâchoires, les poissons cartilagineux, les poissons
osseux, les poissons à nageoires lobées, les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les
mammifères. L'embranchement des chordés est une branche des deutérostomiens.
Questions et sujets de recherche
1.Réalisez une affiche sur les poissons sans mâchoires aujourd'hui disparus.
2. Renseignez-vous sur la composition de la tunique des tuniciers. De quoi se nourrissent-ils ?
Quelle est la particularité de leur système circulatoire ?
3. Qu'y a-t-il d'inhabituel chez les bébés tatous à neuf bandes ?
4. Qu’est-ce qui détermine si un œuf d’alligator donnera naissance à un mâle ou à une
femelle ? En quoi cela diffère-t-il des mammifères ?
5. Que sont les cécilies ? Où vivent-elles ? Que mangent-elles ?
6. Les oiseaux peuvent être divisés en deux groupes selon la maturité de leurs petits à
l'éclosion. Faites des recherches sur ces groupes et donnez des exemples.
7. Réalisez un schéma illustrant et comparant les cœurs des poissons, des
amphibiens et des mammifères.
8. Quel pourcentage de la nourriture d'un animal endotherme (à sang chaud) sert à
maintenir sa température corporelle ?
9. Les principaux groupes de mammifères sont les monotrèmes, les marsupiaux
et les mammifères placentaires. Quelles sont les différences entre ces trois
groupes ? Y a-t-il eu d’autres groupes de mammifères par le passé ?
122
Principaux groupes au sein des embranchements du règne animal
Remarque : Ces informations sont très détaillées et s’adressent aux enfants désireux d’approfondir leurs connaissances. Cette liste doit servir de point de
départ à des recherches complémentaires, et non de référence absolue. Des modifications sont à prévoir, et il existe déjà plusieurs termes employés
simultanément. Les recherches en cours sur les embranchements animaux apporteront sans aucun doute de nouveaux termes. Le concept de classes est
progressivement remplacé par celui de phylogénies, des diagrammes arborescents illustrant les relations entre les lignées au sein d’un même embranchement.
Nombre des groupes mentionnés ici peuvent être considérés comme des classes.
Embranchement des Porifères
Les Démosponges (squelettes de spongine, de silice ou de composés calciques) constituent le groupe le plus important.
Les Calcarea (spicules de carbonate de calcium).
Hexactinellida (éponges de verre à spicules à six rayons)
Homoscleromorpha (une lignée d'éponges encroûtantes présentant peu de variations dans leurs spicules)
Embranchement des Cténophores[groseilles de mer, cténophores, ceinture de Vénus]
Embranchement des Cnidaires
Sous-embranchement Anthozoa – « animaux-fleurs » [anémones de mer, coraux, gorgones, pennatules] Sousembranchement Medusozoa – Cubozoa – « animaux-cubes » [méduses-boîtes, guêpes de mer]
Hydrozoaires – « animaux aquatiques » [hydres, physalie, galère portugaise] Scyphozoaires – «
animaux en forme de coupe » [véritables méduses]
Eumétazoaires : Bilateria, Spiralia
Embranchement des Plathelminthes
Rhabditophora [la plupart des vers plats marins, des planaires et les lignées parasitaires suivantes]
Cestodes – « brodés » [ténias] Trématodes –
« percés de trous » [douves]
Embranchement des Rotifères[rotifères]
Embranchement des mollusquesLes lignées comprennent :
Polyplacophora – « portant de nombreuses plaques » [chitons]
Gastropoda – « pieds-estomac » [escargots, nudibranches, limaces, patelles, ormeaux]
Bivalvia – « deux coquilles », également appelés Pelecypoda, « pied en forme de hache » [coquilles Saint-Jacques],palourdes,
huîtres, moules] Céphalopodes – « tête-pied » [poulpe, calmar, nautile, seiche]
Embranchement des AnnélidesLes lignées comprennent les vers arachides et les suivants :
Errantia – « vagabonds » – vers polychètes, « à nombreuses soies » [vers éventails, vers à palettes, vers à soies,
souris de mer]
Sédentaires – « ceux qui s’assoient » – [habitants des tubes, vers fouisseurs, vers tubicoles géants]
Clitellata – « à poche dorsale (collier d'œufs) » [sangsues, vers de terre, vers tubifex] Sabellida – «
sableux » (leurs tubes contiennent du sable) [vers tubicoles, vers tubifex]
Eumétazoaires : Bilateria, Ecdysozoa
Embranchement des Nématodes[nématodes, trichine,anguillules du vinaigre, ankylostomes, ascaris, vers du cœur]
Embranchement des Arthropodes
Ce phylum est si vaste qu'il présente plusieurs niveaux de ramification avant d'atteindre le rang d'ordre. Les relations exactes entre ses
groupes font encore l'objet de recherches, mais les groupes présentés ci-dessous semblent pertinents pour l'étude.
Trilobita – « à trois lobes » [trilobites, tous éteints]
Les Chélicérates, ainsi nommés d'après la chélicère [kuh-LISS-er-ah] « bras-griffe », possèdent une première paire d'appendices modifiée.
comme des pinces ou des aiguillons et un corps en deux parties. La plupart des autres arthropodes ont un corps en
trois parties. Xiphosura – « queue d'épée » ou Merostomata – « bouche de cuisse » [limules]
Arachnides – « araignées » [araignées, scorpions, faucheux, tiques, acariens]
Pycnogonides – « genou compact ou angle » [araignées de mer]
123
Embranchement des Arthropodes-suite
Mandibulata
Myriapodes – « d'innombrables pieds »
Diplopodes – « pieds à deux pattes » [mille-pattes] Ils ont deux paires de pattes par segment. Chilopodes
– « mille pieds » [centipèdes] (Chilo- utilisé ici comme orthographe alternative dekilo.)
Pancrustacés
Crustacés – « à coquille ». Ce sont principalement des animaux aquatiques qui respirent par des branchies. La plupart des crustacés ont des pieds qui se terminent par des pattes.
en deux branches. Les lignées comprennent :
Branchiopoda – « pieds branchiaux » [puces d'eau, crevettes fées, crevettes têtard, artémias]
Maxillopoda – « pieds à mâchoires » [balanes, copépodes, poux de poisson]
Malacostraca – « à carapace molle » [crabes, homards, écrevisses, crevettes, krill, amphipodes, isopodes]
Hexapode – « six pieds »
Hexapodes sans ailes [collemboles, astrilds à double queue, protoures] Insectes – « qui
coupent en » [coléoptères, papillons, sauterelles et autres insectes]
Embranchement des échinodermes
Crinoidea – « ressemble à un lys » [étoiles de mer, crinoïdes]
Asteroidea – « ressemble à une étoile » [étoiles de mer]
Ophiuroidea – « ressemble à une queue de serpent » [ophiures, étoiles de mer] Echinoidea –
« ressemble à un oursin épineux » [dollars des sables, oursins] Holothuroidea – « ressemble
à un concombre de mer » [concombres de mer]
Embranchement des Chordés
Sous-embranchement des Céphalocordés – « cordon céphalique » Les adultes et les larves possèdent une notochorde qui s'étend sur toute la longueur de
le corps. [lancettes]
Sous-embranchement des Urochordés – « cordon caudal » – Les larves possèdent une notochorde dans leur queue. [Ascissies et tuniciers]
Sous-embranchement des Vertébrés – « possédant une colonne vertébrale »
Agnatha – « sans mâchoires » ou Cyclostomata « bouche ronde » [lamproies et myxines]
Gnathostomata – « bouche à mâchoires » Vertébrés à mâchoires
Chondrichthyens – « poissons cartilagineux » [raies, requins et torpilles]
Ostéichthyens – « poissons osseux » ou Eutéléostomes – « vraie bouche complète » [vertébrés osseux]
Actinopterygii – « à nageoires rayonnées » [téléostéens, « os complets » et autres poissons à nageoires rayonnées]
Sarcoptérygii – « à nageoires charnues » [poissons à nageoires lobées + tétrapodes]
Tétrapodes – « quatre membres » [amphibiens + amniotes]
Amphibiens – « deux vies » [grenouilles, crapauds, salamandres, cécilies]
Amniotes – « membrane fœtale » [tétrapodes dont les œufs sont pondus sur la terre ferme ou qui donnent naissance à des petits vivants]
Sauropsida – « ressemble à un lézard » ou « visage de lézard »
Reptiles – « rampants, insectes rampants »
Lépidosaures – « lézards écailleux » [tuatara + Squamata]
Squamata – « écailleux » [serpents, lézards]
Archosaures – « lézards dominants » [oiseaux, crocodiliens, dinosaures non aviens (éteints)]
Tortues (clade sœur des archosaures)
Synapsida – « arcs joints »
Mammalia – « à mamelles » [mammifères]
Monotrèmes – « à un seul trou » [mammifères ovipares]
Thériens – « bêtes »
Métathériens – « autres bêtes » ou Marsupiaux – « animaux à poche » [mammifères marsupiaux]
Euthériens – « vraies bêtes » [mammifères placentaires]
Pour plus de sous-groupes de mammifères, voirDes chordés aux mammifères : explorer l'arbre de la vie, un support
pédagogique de Big Picture Science, www.bigpicturescience.biz. Le jeu de cartes,Trier les branches de l'Arbre de Vie,
permet aux enfants de s'exercer sur les lignées des vertébrés et des plantes.
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Ressources pour l'étude du règne animal
Cette liste constitue un point de départ pour vos recherches. Pour de nombreux embranchements, comme les arthropodes, les ressources sont si abondantes
que je n'en donne qu'un petit aperçu. N'oubliez pas que les livres destinés aux jeunes lecteurs contiennent souvent des illustrations de qualité.
sont utiles aux élèves du primaire supérieur et du collège. Les sites Internet ont été consultés en juin 2022.
LE = premier cycle du primaire (6-9 ans) ; UE = deuxième cycle du primaire (9-12 ans) ; MS = collège
Livres généraux du royaumeNuméros décimaux de Dewey 590-599
Broom, Jenny et Katie Scott. 2014.AnimaliumBienvenue dans la collection Musée. Big Picture Press. Ce grandCe livre au format réduit présente des illustrations d'un style ancien, mais un contenu moderne. Il contient un schéma simplifié de l'Arbre de
Vie des animaux. Les plus jeunes apprécieront les illustrations, mais le texte s'adresse aux élèves de fin de primaire et plus âgés.
Buchsbaum, Ralph et Mildred, John et Vicki Pearse. 1987.Animaux sans colonne vertébrale.3rdéd. Le
Presses de l'Université de Chicago. 572 pages. Noir et blanc. Cet ouvrage de référence, certes ancien mais toujours utile, est rédigé dans un langage clair
et accessible. Les illustrations en noir et blanc sont précieuses. Public : adultes
Burnie, David et Don E. Wilson (rédacteurs en chef). 2022.Animal : le guide visuel définitifNouvelle édition.
Dorling Kindersley et la Smithsonian Institution. Cet ouvrage encyclopédique présente les animaux et leurs habitats. Il
contient des informations de classification détaillées sur les mammifères et une section sur les invertébrés, bien que la
majeure partie du livre soit consacrée aux vertébrés. LE (pour les images) - adulte.
Crumpton, Nick et Gaia Bordicchia. 2017.L'extraordinaire atlas animalierFlying Eye Books. C'est un bon livre.
Diagramme phylogénétique du règne animal en début d'ouvrage. Le reste traite des animaux des
continents, notamment des mammifères. LE-UE
Hoyt, Erich. 2020.Étranges créatures marinesFirefly Books. Cet ouvrage contient de superbes photos de nombreux animaux marins.
Fournissant des exemples de nombreux embranchements. Le texte est bref. LE pour les images, UE pour les adultes.
Piper, Ross. 2013.La Terre animale : l'incroyable diversité des êtres vivantsTamise et Hudson. Ceci
Ce livre grand format présente de superbes photographies et illustrations de tous les embranchements animaux, ainsi que des informations détaillées
et accessibles. Il est organisé selon l'ordre phylogénétique tel qu'on le concevait à l'époque. Public averti (images) : adulte. Fortement recommandé.
sites Internet((consulté en juin 2022)
« La forme de la vie : l’histoire du règne animal » propose des informations et des vidéos gratuites sur les embranchements et l’évolution des
animaux. Vous y trouverez également des liens vers des informations complémentaires et la liste des normes auxquelles répond cette étude.http://
shapeoflife.org/phyla
Le site web Shape of Life propose deux schémas de l'Arbre de Vie des animaux, que vous pouvez imprimer. L'un est un
cladogramme, et l'autre une charmante interprétation sous forme de dessin animé réalisée par l'artiste Ray Troll.https://
www.shapeoflife.org/news/resource/2016/10/18/tree-lifeethttps://www.shapeoflife.org/news/featured-article/
2018/02/26/ nous%E2%80%99avons-votre-vie-arboricole-juste-ici
Le site Animal Diversity Web regorge d'informations sur les embranchements, les classes et la classification animale en général. Il répertorie les lignées, qu'elles
soient ou non classées selon la classification linnéenne. Ce site pourrait bien être votre ressource la plus utile pour obtenir des informations sur chaque
embranchement.http://animaldiversity.org/
L'Encyclopédie de la Vie répertorie 31 embranchements animaux, en indiquant le nombre d'espèces qui les composent. Les liens associés à chaque
embranchement permettent d'accéder à des informations complémentaires.http://eol.org/collections/18879
Le projet web « Arbre de Vie » propose des informations détaillées sur les embranchements animaux et présente leur classification
phylogénétique. Bien que ce site ne soit plus à jour, il contient encore des informations utiles.http://tolweb.org/arbre/
Pour découvrir les invertébrés de la côte nord-ouest du Pacifique, voir :http://soundwaterstewards.org/ezidweb/
animals/index.php
L'aquarium de la baie de Monterey possède des images et des informations sur de nombreux embranchements
d'animaux marins. https://www.montereybayaquarium.org/animals/animals-a-to-z?filterBy=
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Les invertébrés en généralNuméro décimal Dewey 592
Gish, Melissa. 2019.Créatures marines sans épinesSérie « Au fond de l’océan ». Éditions de poche créatives. Illustrations
Cette série, très bien écrite, contient des photos exceptionnelles. De nombreux embranchements y sont abordés. Parmi les autres titres de la série, on
peut citer :Communautés récifales coralliennes,Mystères des profondeurs marines, etTrésors des bassins de marée. LE-UE
Montgomery, Heather L. 2019.Petits Monstres de l'Océan : Métamorphose Sous les VaguesMillbrook
Presse. Cet ouvrage aborde notamment les cycles de vie des méduses, des crabes, des tuniciers et des bénitiers géants. On y trouve de
nombreux nouveaux noms, mais le style est fluide et agréable à lire. UE-MS
Les guides de terrain sur la vie marine fournissent des informations sur les éponges et de nombreux invertébrés.
Embranchement des PorifèresCote décimale Dewey : 593,4
Morgan, Sally. 2005.Éponges et autres embranchements mineursSérie « Le règne animal ». Raintree. Ce volume aborde les thèmes suivants :
Ce livre aborde les cnidaires, les échinodermes et plusieurs groupes de vers, ainsi que les éponges. Bien écrit, il
propose des informations intéressantes et de qualité. Niveau élémentaire. Autres titres de la collection :Arthropodes
etMollusques, ainsi queAmphibienset les autres vertébrés.
Sexton, Colleen. 2010.Éponges.Collection Oceans Alive. Ce livre pour jeunes lecteurs présente les éponges et fournit des informations de base à leur sujet.
n. Il contient de belles photos de diverses éponges. LE
Sites Internet :
Ce document, provenant d'Ocean Research Group, contient des schémas et des informations.http://www.oceanicresearch.org/
éducation/merveilles/éponges.html
Shape of Life propose des liens vers des articles récents et un livre en ligne.http://shapeoflife.org/resource/moreressources sur les éponges
Pour des illustrations et des informations sur les éponges, voir Myers, Phil. 2001. « Porifera » (en ligne), Animal Diversity Web.
Cliquez sur l'icône de l'appareil photo pour accéder à la collection d'images. Consulté en 2016.http://animaldiversity.org/accounts/
Porifera/
Embranchement des CnidairesCote décimale Dewey : 593,5
Didier, Dominique A. 2015.ActinieCollection « À la découverte de nos océans ». Éditions Cherry Lake. Ceci est un
Bonne introduction aux anémones de mer. LE-UE
Gray, Susan H. 2014.MéduseCollection « À la découverte de nos océans ». Éditions Cherry Lake. Ce livre parle des méduses.
Sa structure interne et son cycle de vie sont bien expliqués. Son agencement est clair et agréable. LE-UE
Holdren, Annie C. 2022.Intrigué par les médusesAmicus Publishing. Cette maison d'édition adopte une approche très adaptée aux enfants.
Encourage la curiosité et propose de bonnes illustrations. LE - Débutant UE
Padilla-Gamiño, Jacqueline L. 2014.Kupe et les Coraux.Éditions Taylor Trade. Voici l'histoire d'un jeune
Un garçon qui observe la reproduction des coraux et découvre leur cycle de vie. Également disponible en espagnol, français,
hawaïen et tahitien. LE-UE
Rake, Jody S. 2017.Anémones de mer : des animaux marins sans visage, sans épines et sans cerveauSérie « Premiers faits ».
Capstone Press. Ce livre pour débutants contient de bonnes informations sur le corps et la reproduction des
anémones de mer. LE - débutant UE
Stefoff, Rebecca. 2019.Les coraux : les secrets de leurs colonies constructrices de récifs.Capstone Press. La structure utile
Des informations pertinentes, notamment historiques, rendent ce document précieux pour les classes de primaire. LE-UE
Wicks, Maris. 2016.Récifs coralliens : des villes de l'océanBandes dessinées scientifiques. Premiers et seconds livres. Le format est
Captivant, et on y trouve de bonnes informations sur les cnidaires et leurs cycles de vie. UE-MS
Sites Internet :
L'aquarium de la baie de Monterey propose de belles photos, des informations de base et de courtes vidéos de plusieurs méduses.
comprend des cténophores.https://www.montereybayaquarium.org/animals/animals-a-to-z/jellies
Le site web Shape of Life propose des liens vers des articles récents sur les cnidaires.http://shapeoflife.org/resource/
126
plus de ressources sur les cnidaires
Embranchement des CténophoresCote Dewey : 593.8 ; voir aussi les ouvrages sur le plancton.
Collard, Sneed B., III. 2022.Petits tueurs : la vie féroce de minuscules prédateursMillbrook Press. Ceci a
un chapitre sur les cténophores et décrit leurs modes d'alimentation. UE-ME
Johnson, Rebecca. 2011.Voyage au cœur des profondeurs : à la découverte de nouvelles créatures océaniquesPresses de Millbrook. Ceci
Ce livre relate des explorations des profondeurs océaniques à la découverte de leur biodiversité et présente des images et des informations
sur plusieurs espèces de cténophores. UE-MS.
Site Internet :
Pour des illustrations de cténophores, voirhttps://ocean.si.edu/ocean-life/invertebrates/jellyfish-and-comb-jellies
Embranchement des PlathelminthesCote décimale Dewey : 592,4
DK Smithsonian Natural History : Le guide visuel ultime de tout ce qui existe sur TerreDeuxième édition, 2021.
DK Publishing. Cet ouvrage contient une bonne entrée sur les vers plats.
site Internet:
Le site web du Chesapeake Bay Program propose une vidéo d'un ver plat nageant.https://www.baiedechapeake.
net/S=0/fieldguide/critter/platworms
Embranchement des RotifèresCote Dewey : 595,18
Loewer, Peter et Jan Jenkins. 1996, réimprimé en 2016.Zoo aquatique de l'étang. Atheneum Books. Cet excellent livre
Contient de bonnes illustrations de rotifères. LE-MS.
Rainis, Kenneth G. et Bruce Russell. 1996.Guide de la vie microbienneFranklin Watts. Ce livre contient de bonnes illustrations et
Information. Épuisé, disponible d'occasion.
sites Internet:
Pour de superbes images, des informations et d'autres liens sur les rotifères, consultezhttp://www.microscopy-uk.org.uk/mag/
wimsmall/rotidr.html
Micrographia est un autre excellent site web consacré aux rotifères.http://www.micrographia.com/specbiol/rotife/
homebdel/bdel0100.htm
R's Science propose des informations de base et de bonnes vidéos sur les rotifères :https://rsscience.com/rotifères/
Embranchement des mollusquesNuméro décimal Dewey 594
Gray, Susan H. 2015.NudibrancheCollection « À la découverte de nos océans ». Éditions Cherry Lake. Introduction générale
aux nudibranches pour les niveaux élémentaires.
Klepeis, Alicia Z. 2021.Limaces de mer : la science derrière leurs couleurs. Zimmerman, Adeline J. 2022.Calamar : Le
Le monde des animaux marinsLes livres Pogo Books appartiennent à deux séries différentes, mais leur mise en page est très similaire. Les
illustrations sont attrayantes et les informations sont exactes. Avec 24 pages, ils constituent d'excellents supports de recherche pour les
élèves du primaire (CE2-CM1) ayant de bonnes compétences en lecture et pour les élèves du début du CM2-CM1.
McCloskey, Kevin. 2018.Les escargots, c'est tout à fait mon rythme.(Niveau 1 (Toon) Livres TOON. Destiné aux débutants
lecteurs et possède de bonnes informations sur les escargots.
Montgomery, Sy et Keith Ellenbogen. 2015.Les scientifiques spécialistes des pieuvres : explorer l'esprit d'un mollusque.
Collection « Des scientifiques sur le terrain ». Houghton Mifflin Harcourt. Ce récit d'une véritable étude scientifique est idéal pour
une lecture à voix haute aux élèves de CM1 et CM2.
Pringle, Laurence et Meryl Henderson. 2015.Les pieuvres ! Étranges et merveilleuses.Presse de Boyds Mills.
Le texte narratif est captivant et les illustrations sont excellentes. LE-UE.
Stewart, Melissa et Sarah S. Brannen. 2019.Les coquillages : bien plus qu'un abri.Charlesbridge. Ceci explore le
Adaptations des coquilles de mollusques. LE-UE
127
Sites Internet consacrés aux mollusques:
Ocean Research Group propose une introduction illustrée aux classes de mollusques.http://www.
oceanicresearch.org/education/wonders/mollusk.html
Le site web Shape of Life -http://shapeoflife.org/resource/more-resources-about-molluscs
Embranchement des AnnélidesCote décimale Dewey : 592,6
Dixon, Norma. 2005.Tout savoir sur les vers de terreFitzhenry et Whiteside. Ce site contient de bonnes informations et un
Un style captivant. LE-UE
Kneidel, Sally S. 2015.Les insectes rampants et la méthode scientifique2e édition. Fulcrum Publishing : Golden,
Colorado. Ce guide pour enseignants propose d'excellentes expériences avec des vers de terre et autres invertébrés.
Moore, Heidi. 2012.Vers tubicoles géants et autres invertébrés intéressants. La série des créatures des profondeurs.
Heinemann Raintree. Ce livre décrit la vie des grands fonds marins, notamment les vers annélides. LE-UE
Waters, Kate. 2017.Intrigué par les versSmithsonian/Grosset & Dunlap. Ce petit livre présente un certain nombre
des annélides, notamment les sangsues et les ténias. Les enfants du primaire peuvent lire le texte. LE-UE
Wheeler-Toppen, Jodi, illustré par Margaret McCarthney. 2020.Voici un livre à lire avec un ver de terre.
Éditions Charlesbridge. Quelle façon amusante d'apprendre sur les vers de terre ! Ce guide d'observation et
d'expérimentation sur les vers de terre est accessible aux enfants, avec ou sans ver. LE-UE
sites Internet:
Herman le Ver nous enseigne tout sur les vers de terre.http://www.urbanext.uiuc.edu/worms/index.html
Un site bilingue anglais-allemand proposant une vaste collection de photos.http://www.starfish.ch/c-invertébrés/
annelida.html
Embranchement des NématodesCote décimale Dewey : 592,3
Nardi, James B. 2007.La vie dans le sol.Les Presses universitaires de Chicago. Cet ouvrage de référence pour adultes comprend
Informations et illustrations sur les nématodes.
Wild, Ailsa, Aviva Reed, Briony Barr et Gregory Crocetti. 2019.Nema et les Xénos : une histoire du sol
CyclesÉditions Csiro, collection Small Friends Books. Un récit captivant, magnifiquement illustré, qui explique
comment les nématodes aident à défendre un jeune arbre attaqué. LE-MS.
site Internet:
Des informations intéressantes sur les nématodes du sol sont disponibles à l'adresse hhttps://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detailfull/
sols/santé/biologie/?cid=nrcs142p2_053866
Embranchement des ArthropodesNuméro décimal Dewey 595
Bonotaux, Gilles. 2007.Des insectes sales et pourris ? Les arthropodes s'unissent pour raconter leur version des faits.Deux canettes
Publication. Le style est celui d'une bande dessinée amusante, riche en informations utiles sur les arthropodes
nuisibles. LE-MS
Gilpin, Daniel. 2006.Centipèdes, mille-pattes, scorpions et araignéesSérie Classification du règne animal.
Compass Point Books. Bonne couverture de ce groupe pour les niveaux élémentaires.
Heos, Bridget et Jennifer Plecas. 2015.Moi, les mouches : tout ce qu'il y a à savoir sur les mouches et à quel point elles sont génialesHenri
Holt. C'est l'histoire humoristique d'une mouche qui tente de convaincre les enfants de l'étudier plutôt que les papillons. On y trouve
aussi de nombreuses informations intéressantes. LE-UE
Howard, Jules et Miranda Zimmerman. 2020.Encyclopédie des insectesÉditions Quarto. Illustré avec
Des illustrations réalistes, un ordre précis et des descriptions intéressantes accompagnent plus de 300 entrées. LE-MS
Liittschwager, David. 2012.Un monde dans un pied cube : portraits de la biodiversité.Presses universitaires de Chicago.
Cet ouvrage présente des photos d'organismes macroscopiques provenant d'un pied cube (environ 30 litres) dans divers habitats.
Les photos composites illustrent l'abondance des arthropodes. La préface d'E.O. Wilson est éloquente. LE-adulte
128
Markle, Sandra. 2011.Tisseurs d'orbes.Série Arachnide World. Éditions Lerner. Cette excellente série comprend
Des schémas de l'anatomie externe et interne de l'animal sont présentés. Le livre aborde son cycle de vie et son régime alimentaire. Parmi les
autres titres : moissonneurs,Tiques,Scorpions,Araignées-loups, etVeuves noires. UE-MS
Pringle, Laurence. 2001.Un dragon dans le cielOrchard Books. Ce livre raconte la vie d'une libellule. La présentation
est excellent et illustre l'intégration de l'organisme à son environnement. LE (lecture à voix haute)-UE
Rajcak, Hélène et Damien Leverdunt. 2019.Mondes invisibles : des créatures microscopiques bien réelles se cachent sous nos yeux.
Autour de nousWhat on Earth Books. Ce livre magnifiquement illustré présente la multitude de petits arthropodes et autres formes
de vie microscopiques qui nous entourent au quotidien. LE-MS
Thomas, Isabel et Lou Baker-Smith. 2021.Un million d'insectesÉditions Welbeck. C'est un bon guide pour
Ordres d'insectes. Le texte est vivant et intéressant. UE-MS
Un bon guide de terrain sur les insectes, tels que lesGuide des insectes et araignées d'Amérique du Nordpar Arthur
L'ouvrage de V. Evans, publié par National Geographic en 2017, est fortement recommandé aux enfants.
Sites Internet :
Pour un tutoriel sur les arthropodes, voirhttps://evolution.berkeley.edu/the-arthropod-story/what-is-an-arthropod/
Le guide des insectes contient des images d'arthropodes des États-Unis et du Canada. Il peut faciliter l'identification des insectes.
http://bugguide.net/node/view/3/bgpage
La métamorphose chez les arthropodes, du Musée américain d'histoire naturelle, présente des schémas simples et un
Explication claire.https://www.amnh.org/learn-teach/curriculum-collections/biodiversity-counts/
arthropod-identification/arthropod-morphology/metamorphosis-in-arthropods
Embranchement des échinodermesCote décimale Dewey : 593,9
Gilpin, Daniel. 2006.Étoiles de mer, oursins et autres échinodermesSérie Classification du règne animal.
Compass Point Books. Cet ouvrage illustre et explique les échinodermes et présente une larve d'étoile de mer à symétrie bilatérale. Il contient
également des photos d'espèces apparentées aux échinodermes, notamment des amphioxus et des tuniciers. LE-UE
Gray, Susan H. 2015.Étoile de mer.Collection « À la découverte de nos océans ». Éditions Cherry Lake. Une introduction simple à…
Étoiles de mer avec des questions de réflexion critique. LE-débutant UE
Rake, Jody S. 2017.Concombres de merCapstone Press, Premières informations. Cette introduction simple aux concombres de mer est
Joliment illustré. La série comprend un livre sur les oursins. LE-débutant UE
Sites Internet :
Un site bilingue anglais-allemand proposant une excellente collection de photos.http://www.starfish.ch/c-invertébrés/
échinodermes.html
Le site web Ocean de Smithsonia comporte une section informative sur les échinodermes.https://ocean.si.edu/ocean-
vie/invertébrés/échinodermes
Embranchement des ChordésNuméro décimal Dewey 596
Alonso, Juan Carlos. 2017.Les mammifères terrestres du monde.Quarto Publishing Group. Ce livre contient de magnifiques illustrations réalistes.
Des illustrations et des informations pertinentes. L'ouvrage utilise les ordres actuels de mammifères, mais ceux-ci ne sont pas regroupés en lignées. Les
enfants apprécieront sans doute de feuilleter ce livre, ainsi que son ouvrage complémentaire.Animaux marins du monde (2018), qui comprend les
poissons à nageoires lobées, les poissons à nageoires rayonnées et les ordres d'oiseaux. LE-MS
Antinori, Andrea. 2019.Un livre sur les baleinesAbrams Books pour jeunes lecteurs. Cela inclut les deux
Principales lignées de baleines et évolution des baleines. LE-UE
Collard, Sneed B., III. 2007.Bébés de poche et autres marsupiaux étonnantsÉditions Darby Creek. Ceci est un
Un excellent ouvrage pour l'étude des marsupiaux. Il présente des idées utiles sur la classification et l'évolution de ce
groupe, ainsi que des informations intéressantes sur les marsupiaux américains et australiens. LE-UE
Collard, Sneed B., III. et Andrew Plant. 2005.Un ornithorynque, probablement.Charlesbridge. Cela a un côté captivant et
Un récit et des illustrations instructifs, ainsi que deux niveaux de texte, sont utiles pour la lecture à deux. LE-UE
129
Davey, Owen. 2015.Fou de singesFlying Eye Books. Cet ouvrage présente une phylogénie des primates et raconte…
Les caractéristiques distinctives des singes. Il peut être judicieux de le compléter par un atlas photographique des primates, car les
illustrations, bien que attrayantes, ne rendent pas bien compte des détails. LE-UE.
Heos, Bridget et Stéphane Jorisch. 2012.Que faire lorsqu'on attend des oisillons : un guide pour
Parents crocodiles (et enfants curieux)Millbrook Press. Ce récit captivant et amusant rendra l'apprentissage de la
reproduction animale ludique. Autres titres de la série :Que se passe-t-il lorsque vous attendez des bébés
kangourous ?etQue faut-il attendre lorsqu'on attend des larves ?. LE-UE
Hynes, Margaret. 2013.AnimauxSérie Picture This. Martin-pêcheur. Ce livre de statistiques animales est agréable à consulter.
Cette étude présente un intérêt certain et pourrait mener à des recherches complémentaires. Les graphiques, bien que simples, sont intéressants sans être trop complexes. LE-MS
Levesque, Haude. 2016.Les tours de magie des poissons : Le monde sauvage et insolite des poissonsQuarto Publishing Company,
Éditions MoonDance. Des illustrations attrayantes et des informations excellentes font de cet ouvrage un choix idéal pour les classes de
primaire. Il contient des schémas de l'anatomie des poissons et une section sur leurs adaptations. LE-UE
Michels, Dia L. 2014.Si ma mère était un ornithorynque : les bébés mammifères et leurs mèresLa science, naturellement.
Ce livre explique comment se reproduisent les ornithorynques, les koalas et plusieurs mammifères placentaires. Les récits sont
racontés du point de vue des petits.
Ridley, Kimberley. 2017.Survivants de l'extrême : des animaux oubliés du temps.Tilbury House Publishers. Parmi
Les animaux présentés sont le tuatara et le dipneuste. On note également la présence accidentelle d'un tunicier colonial à la
page 39. Il est étiqueté comme une éponge coloniale, mais il est probableBotryllus planusou un parent.
Silverstein, Alvin et Virginia Silverstein. 2013.Métamorphose : les transformations magiques de la natureDouvres
Publications. Il s'agit d'une réimpression d'un ancien livre en noir et blanc contenant un chapitre utile sur les ascidies. LE-UE
Tesar, Jenny. 1994.Qu'est-ce qu'une ascidie, au juste ?Blackbirch Press, Inc. Épuisé, mais des livres sur ce sujet
Les sujets sont rares. UE
Tudge, Colin. 2008.L'Oiseau : Une histoire naturelle de qui sont les oiseaux, d'où ils viennent et comment ils
En direct.Éditions Crown. Ce livre, destiné à un large public adulte, vous dévoilera les merveilles du corps des
oiseaux et leurs origines. Il recèle de nombreux enseignements.
Whiting, Sue et Mark Jackson. 2015.OrnithorynqueCandlewick Press. Son format est similaire à celui de Collard's.
livre (ci-dessus), mais informations plus simples. LE.
Des guides de terrain sur les poissons, les reptiles et les amphibiens, les oiseaux et les mammifères aideront les enfants à en apprendre davantage sur…
diversité des vertébrés.Le guide Sibley des oiseaux(La deuxième édition (2014) comporte des dessins clairs.
Sites Internet consacrés à l'embranchement des Chordés :
La diversité des mammifères comprend une phylogénie actualisée des ordres de mammifères et d'autres informations.http://www.
burkemuseum.org/research-and-collections/mammalogy/collections/mtm/
Le site Cool Green Science propose des articles sur de nombreux vertébrés.https://blog.nature.org/science/section/nature-and-
toi/
Le site « Sea Squirts » propose de superbes images d'œufs et de larves de tuniciers, ainsi que d'adultes. C'est un site ancien, et son
La note de classification n'est pas utile.www.microscopy-uk.org.uk/mag/artaug98/tuni1.html
« Qu'est-ce qu'une tunicière ? »http://depts.washington.edu/fhlk12/links/StudentProjects/Tun.biology.html
La base de données mondiale des Ascidiacées possède une collection d'images de tuniciers.http://www.marinespecies.org/ascidiacea/
photogallery.php?album=1938
Le site web du Registre mondial des espèces marines comprend une vaste galerie de photos. La plupart des photos concernent des invertébrés, mais
Il comprend les vertébrés marins.http://www.marinespecies.org/photogallery.php
Découvrez les mammifères d'Australie surhttps://backyardbuddies.org.au/explore/mammals/
130
Chapitre 7 : Le règne végétal
Cette plante succulente
n'est qu'un exemple
de la beauté
symétries de ceci
royaume. Ceci est
Éonium, un membre
de la famille
Crassulacées, dans le
commander des Saxifragales.
C'est une eudicotylédone,
une plante à fleurs, et
une plante à graines.
Introduction - Enseignement du règne végétal
Les plantes devraient être un sujet facile à enseigner. Nous les
Les écoles possèdent généralement quelques arbres et
voyons tous les jours, du moins elles font partie de notre champ de
arbustes à proximité. Donnez aux enfants les noms communs
vision. Pourtant, pour beaucoup, elles passent souvent inaperçues.
et scientifiques des plantes environnantes. S'ils sont capables
Le défi, lorsqu'on enseigne les plantes, est d'aider les enfants à
et intéressés, aidez-les à les identifier. Poursuivez avec des
apprendre à les observer attentivement et à percevoir leurs
informations sur la famille et les groupes supérieurs. La
multiples caractéristiques.
connaissance des familles de plantes à fleurs est un savoir
Ce chapitre débute par le récit de « l’apparition du règne
pratique qui aidera les élèves à identifier une plante et à
végétal » et présente les principaux groupes du règne végétal.
Des informations plus détaillées, destinées aux enseignants et
aux élèves plus avancés, suivent. Les embranchements (ou
divisions) du règne végétal ont subi d’importantes
trouver davantage d'informations à son sujet. La plupart des
plantes que vous verrez et étudierez seront des plantes à
fleurs. Les familles de plantes à fleurs sont bien organisées en
ordres et en groupes supérieurs. Ces informations devraient
modifications suite aux recherches moléculaires menées par
être accessibles aux élèves de fin de primaire et de secondaire.
les botanistes. L’objectif est que les enfants découvrent les
De nombreux projets scolaires permettent aux enfants d'explorer
principaux groupes et apprennent à les désigner par un nom
et de comprendre les plantes, comme étiqueter les plantes
commun utile. Le ou les noms scientifiques peuvent également
environnantes et constituer un fichier d'images et d'informations
être abordés, mais les noms d’embranchements ne sont
les concernant. La création d'un guide des plantes de votre région
généralement pas pertinents pour la plupart des plantes.
peut constituer un projet à long terme. L'histoire de la découverte
LeL'essence des études sur le règne végétal est de permettre
des plantes et leurs usages au quotidien sont d'autres sujets
d'expérimenter avec des plantes vivantes.Il existe de nombreuses
façons d'y parvenir, allant des plantes en classe et des fleurs de
fleuristes aux réserves naturelles et aux jardins botaniques.
importants. Les familles de plantes comestibles susciteront
probablement leur intérêt. Si vous pouvez compléter ce projet par
une expérience pratique de culture de plantes, en extérieur ou en
intérieur, ce serait un excellent point d'orgue à vos études.
131
L'avènement du règne végétal
Cette leçon devrait être donnée après les leçons sur les procaryotes et les protistes,
À l'instar des racines, les champignons aidaient la plante à absorber
mais elle peut être donnée avant ou après celles sur les animaux et les
l'eau et les minéraux. En retour, la plante fournissait des sucres aux
champignons. Il est préférable de regrouper les animaux et les champignons, mais
champignons. Cette symbiose nutritive entre plantes et champignons
pas les plantes et les champignons.
perdure encore aujourd'hui. On l'appelle mycorhize.
Vous aurez besoin des tableaux des procaryotes et des protistes,
La première division chez les embryophytes a donné naissance à
ainsi que du tableau du règne végétal. Si vous souhaitez illustrer les
deux lignées sœurs : les bryophytes et les plantes vasculaires,
relations entre les plantes et les règnes animal ou fongique, vous
également appelées trachéophytes (« plantes tubulaires »).
aurez également besoin de ces tableaux.
Histoire simplifiée :
Lorsque la Terre était très jeune et que les premières cellules ont
commencé à vivre dans ses eaux, certaines cellules procaryotes ont
LebryophytesElles se répartissent en trois lignées : les anthocérotes, les
hépatiques et les mousses. Ces plantes simples sont dépourvues de
racines, de tiges et de véritables feuilles. Leur reproduction se fait en
partie par spores.
développé une capacité très particulière : elles ont appris à capter
AnthocérotesLes sclérotinidés constituent la première branche des
l’énergie du Soleil et à l’utiliser pour produire leur propre nourriture. Ce
bryophytes. Ils se développent en un coussin vert bas, semblable à celui des
processus s’appelle la photosynthèse. Sans elle, les premières formes de
mousses. Leurs spores se disséminent grâce à de petites épines cornées qui
vie auraient rapidement manqué de nourriture.
poussent à partir d'une base vert foncé.
Une autre lignée cellulaire apparut : les cellules eucaryotes. Ces cellules,
HépatiquesCe sont les seules plantes dont les pores ne se referment pas.
dotées d’un noyau, étaient capables d’ingérer des particules. L’une
Elles poussent dans les zones humides, souvent près des ruisseaux ou des
d’elles ingéra un membre ancestral de la lignée des cyanobactéries. La
étangs. De nombreuses hépatiques ressemblent à une feuille verte couchée à
petite cellule procaryote se transforma en chloroplaste au sein de la
plat sur le sol. Elles disséminent leurs spores grâce à de minuscules structures
cellule plus grande et produisit de la nourriture pour son hôte. La cellule
en forme d'ombrelle.
contenant les chloroplastes donna naissance à la lignée des
Archaeplastida. Elle se développa et se multiplia, donnant naissance à la
lignée des algues vertes.
Une branche d'algues vertes s'est développée en une espèce
multicellulaire de grande taille, opérant une transformation
majeure : elle a quitté le milieu aquatique pour apprendre à vivre
sur terre. Pour ce faire, elle a dû effectuer plusieurs modifications.
Notamment, lors de sa reproduction, elle conserve ses œufs
fécondés à l'intérieur de la plante mère, où ils sont protégés de la
dessiccation et nourris durant leur développement. Dans ce cas, les
œufs fécondés sont appelés embryons. Les botanistes désignent
cette branche du vivant par le terme de biogéomorphe.
embryophytesmais il est communément appelé le règne végétal.
La dessiccation est un problème majeur sur terre. Les plantes
devaient posséder un revêtement imperméable pour conserver
leur humidité. Elles ne pouvaient cependant pas s'isoler
complètement de l'air. Elles avaient besoin de pores ou
d'ouvertures quelconques pour absorber le dioxyde de
carbone et rejeter l'oxygène.
Les plantes terrestres possèdent des caractéristiques qui les aident à résister à la dessiccation
Elles possèdent une couche externe cireuse et des pores appelés stomates
(« petites bouches ») qui peuvent s’ouvrir et se fermer. Elles ont développé des
structures spéciales pour absorber l’eau. Enfin, la plupart des plantes
possèdent des fibres de renforcement qui leur permettent de se tenir droites
et de s’étirer vers la lumière.
Les premières plantes terrestres n'avaient pas de racines, mais des champignons
étaient fixés à leurs tiges souterraines. Ces champignons agissaient
132
MoussesCe sont les bryophytes les plus communes. Ce sont de
petites plantes qui poussent souvent en tapis denses, formant ainsi
un tapis vert. Leurs spores se développent dans une capsule située
à l'extrémité d'une tige fine.
L'autre branche principale des embryophytes est celle des plantes
vasculairesoutrachéophytesCes plantes ont développé des fibres de
soutien plus robustes et ont pu croître en hauteur, mais elles devaient
également transporter l'eau et les nutriments vers toutes leurs parties.
Elles possèdent des tissus vasculaires qui assurent cette fonction.
[Remarque : le terme « vaisseaux » est utilisé uniquement pour désigner
les structures présentes chez les angiospermes. D'autres groupes de
plantes possèdent des tissus vasculaires, mais pas de véritables
vaisseaux.]
Il existe deux lignées de plantes vasculaires : les
lycophytes (« plantes-loups ») et les euphyllophytes («
vraies plantes à feuilles »).
LelycophytesLes lycopodes, les sélaginelles et les isoètes qui existent encore
aujourd'hui sont des espèces comme les lycopodes, les sélaginelles et les
isoètes. On a tendance à réutiliser les noms, alors on ajoute…mousseaux
noms de nombreuses plantes qui ne sont pas apparentées aux vraies
mousses. Parmi les lycophytes disparus figure le grand arbre à écorce
écailleuse, Lépidodendron, de l'ère paléozoïque.
Les feuilles des lycophytes sont étroites et ne possèdent qu'une seule
nervure. On les appelle microphylles, ce qui signifie « petites feuilles ».
Certaines lycophytes ont des spores contenues dans de petites
structures coniques appelées strobiles. D'autres portent leurs spores
dans des structures situées à la base de leurs feuilles.
LeeuphyllophyteCette branche compte de nombreux autres membres. Elle
Il ne reste qu'environ 130 espèces, et nombre de ces
comprend deux lignées principales : le clade des fougères et celui des plantes
plantes à croissance lente sont menacées. Elles forment
à graines. [Les fougères peuvent également être appelées ptéridophytes ou
une lignée sœur du ginkgo, la plante à graines suivante.
monilophytes, mais le nom « fougères » est le plus courant.]
LeginkgoL'arbre est le dernier survivant de sa lignée. Il
Leclade des fougèresElle comprend trois branches principales : les fougères
possède des feuilles en forme d'éventail sans nervure centrale.
à psittes et les fougères à grappes, les prêles et les vraies fougères.
Le pollen se forme dans de petits cônes. Les graines ont une
Lefougères à moustachesElles ne possèdent que des tiges. Leurs tiges
enveloppe charnue qui dégage une odeur très désagréable à
souterraines abritent des champignons qui jouent le rôle de racines, à
maturité. « Ginkgo«tire son nom du nom japonais de l'arbre.
l'instar des premières plantes vasculaires. Les botanistes pensaient
LeconifèreLes conifères, une branche des plantes à graines, sont
autrefois qu'elles étaient étroitement apparentées à ces plantes
présents partout dans le monde. Dans l'hémisphère nord, ils possèdent
primitives, mais nous savons aujourd'hui qu'il s'agit de fougères
des feuilles en forme d'aiguilles ou de minuscules feuilles écailleuses
simplifiées. Elles sont proches des fougères simples à une seule feuille,
imbriquées. Certains conifères de l'hémisphère sud ont de larges
comme la fougère vigne et la fougère langue de vipère.
feuilles ovales. Les conifères à aiguilles poussent dans des climats froids,
Prêlesouprêles(«Les prêles ont des tiges côtelées renfermant une
secs et rigoureux et forment les grandes forêts boréales. Les conifères
silice vitreuse. Leurs feuilles se réduisent à un anneau de
possèdent des cônes polliniques et des cônes à graines. Chez certaines
minuscules points autour de la tige, au niveau des nœuds.
espèces, les cônes à graines sont réduits à une seule graine.
Certaines espèces présentent des verticilles de ramifications
ressemblant à de longues feuilles étroites. Leurs spores sont
contenues dans des strobiles coniques. D'immenses arbres à prêles
existaient à l'ère paléozoïque, mais les espèces actuelles sont
herbacées et la plupart mesurent moins d'un mètre de haut.
«Gnétophyte« » est dérivé du nom du genreGnetum, qui provient
d'un nom indigène désignant un petit arbre de cette lignée. Les
gnétophytes sont : des arbres et des lianes à feuilles larges
appartenant au genreGnetum; le genreÉphédra, qui sont des
Levraies fougèresOn les appelle aussi fougères leptosporangiées, ce
plantes du désert qui ressemblent à n'être composées que de
qui signifie « fougères à spores fines ». Ces fougères portent leurs
tiges ; et WelwitschiaOriginaire du désert de Namibie, la
spores dans des taches brunes appelées sores, qui se forment sur la
gnathophyte est l'une des plantes les plus étranges de la planète.
face inférieure des feuilles. Ces taches contiennent de nombreux
Elle appartient à la famille des conifères.
sporanges, les enveloppes à spores à parois fines.
La dernière lignée de plantes à graines est laangiospermesou
Les fougères présentent une grande variété de formes de feuilles, des
plantes à fleursIl s'agit de loin de la plus grande lignée de
plus simples aux plus complexes. La plupart n'ont qu'une tige
plantes, et ce sont les seules plantes à fleurs et à fruits.
souterraine, mais certaines sont de grandes fougères arborescentes.
Presque toutes nos plantes alimentaires proviennent des
Les bourgeons des fougères commencent leur croissance enroulés sur
plantes à fleurs. Les principaux groupes de cette lignée sont les
eux-mêmes et se déroulent de la base à la pointe en mûrissant. Les
angiospermes basales, les magnoliidées, les
jeunes feuilles sont appelées crosses. Si vous voyez une plante avec des
monocotylédoneset leeudicotylédones.
crosses, il s'agit presque certainement d'une fougère.
Les angiospermes basales constituent les premières branches des
L'autre lignée d'euphyllophytes est celle desplantes à graines,
plantes à fleurs. Elles comprennent les nénuphars et l'anis étoilé.
également appelé lespermatophytesLe terme « gymnospermes »
Viennent ensuite les magnoliidées, qui incluent les magnolias, le poivre
désigne les plantes à graines. Il existe cinq grands groupes de
noir et la cannelier. Les monocotylédones possèdent une seule
plantes à graines : les cycadées, les ginkgos, les gnétophytes, les
cotylédon et leurs pièces florales sont généralement composées de trois
conifères et les plantes à fleurs. Les autres plantes à graines sont
pièces en multiples de trois. Par exemple, la tulipe possède six tépales.
appelées gymnospermes. Les graines ont constitué une avancée
Les eudicotylédones possèdent deux cotylédons et leurs pièces florales
majeure car elles ont permis aux plantes de se reproduire sans
sont composées de quatre ou cinq pièces en multiples de cinq. Par
pellicule d’eau. Elles ont une durée de vie plus longue et une plus
exemple, le géranium possède cinq pétales et dix étamines.
grande capacité de dispersion que les spores.
LecycadéesElles ressemblent beaucoup aux palmiers, mais leur lignée
est environ 200 millions d'années plus ancienne. Leur nom provient d'un
mot grec désignant une sorte de palmier. Leurs feuilles composées
pennées sont rigides et coriaces au toucher. Elles portent leur pollen
dans de grands cônes situés au sommet de leur couronne. Une famille
produit ses graines dans de grands cônes. Une autre famille les fait
Vous rencontrerez également le terme « dicotylédone » parmi les
plantes à fleurs. Plus ancien, il désignait un groupe comprenant les
eudicotylédones, les magnoliidées et de nombreuses angiospermes
basales. Lorsque les botanistes se sont aperçus que ses membres
appartenaient à plusieurs lignées différentes, ils ont créé le nouveau
groupe des eudicotylédones (« vraies dicotylédones ») pour regrouper
les plantes descendant d'un ancêtre commun.
pousser sur des structures foliaires particulières.
133
Histoire avancée :
Lorsque la Terre était très jeune, peu après la formation de ses
océans, la vie est apparue. Les premières formes de vie étaient de
minuscules cellules simples de procaryotes. Certaines de ces
cellules ont développé une capacité essentielle : celle de capter
L'embryon s'y nourrit au début de son développement. Le
développement embryonnaire est l'un des nombreux
mécanismes d'adaptation des plantes à la vie terrestre. Un
œuf fécondé peut survivre dans l'eau, mais se dessécherait
sur la terre ferme.
l’énergie solaire et de la transformer en nourriture. Ce processus,
La vie terrestre est bien plus difficile que la vie aquatique, et c'est
que nous appelons photosynthèse, est probablement le plus
peut-être pourquoi le règne végétal fut le dernier à apparaître. Le
important pour la vie sur Terre après l’apparition des cellules
passage de l'eau à la terre ferme a nécessité plusieurs
vivantes. De ces premières expériences de photosynthèse est née
changements importants pour ces « presque-plantes ». Quelle
la lignée des cyanobactéries. [Ces cyanobactéries ancestrales ont
sensation éprouvez-vous en sortant d'une piscine ? Avez-vous
combiné des éléments d’au moins deux autres procaryotes
l'impression d'être beaucoup plus lourd que dans l'eau ? En
photosynthétiques et ont développé la capacité de libérer de
s'installant sur la terre ferme, ces « presque-plantes » ont dû
l’oxygène. Auparavant, les organismes photosynthétiques vivaient
supporter un poids bien plus important et ont donc eu besoin de
dans les environnements pauvres en oxygène de la Terre primitive
corps plus robustes et plus rigides.
et libéraient du soufre à la place de l’oxygène.]
Dans l'eau, ces plantes n'étaient jamais confrontées à la dessiccation ni à de
Une autre cellule, apparue il y a très longtemps, a développé la
fortes doses de rayonnement UV (ultraviolet). Sur terre, elles avaient besoin
capacité de se nourrir de particules. Cette lignée cellulaire est
d'une enveloppe extérieure imperméable qui les protégeait également du
devenue les eucaryotes après l'acquisition de mitochondries. Une
soleil. Cependant, elles avaient toujours besoin de dioxyde de carbone et
cellule eucaryote a ingéré une cellule de la lignée des
d'oxygène ; il fallait donc un mécanisme permettant aux gaz de pénétrer dans
cyanobactéries, mais sans la digérer. Au lieu de cela, la cellule plus
leur organisme et à l'oxygène usé de s'évacuer. Les premières plantes ont
grande a gardé la petite cellule verte à l'intérieur. Progressivement,
développé une enveloppe extérieure cireuse, mais celle-ci était poreuse,
la cellule verte s'est intégrée à la cellule plus grande et a produit de
permettant les échanges d'oxygène et de dioxyde de carbone. Plus tard, les
la nourriture pour les deux. Ce processus par lequel une cellule
plantes ont développé des pores capables de s'ouvrir et de se fermer pour
apprend à vivre à l'intérieur d'une autre porte un nom :
économiser l'eau. Ces pores sont appelés stomates, ce qui signifie « petites
l'endosymbiose (« vivre ensemble à l'intérieur »). La structure verte
bouches ».
à l'intérieur de la cellule plus grande est appelée chloroplaste, ce
qui signifie simplement « corps vert ».
Les proto-plantes sont devenues des plantes terrestres en quittant
l'eau pour s'y installer définitivement. De nouveaux besoins sont
L'endosymbiose des chloroplastes paraît simple, mais elle était en
apparus sur terre. Elles avaient besoin d'aide pour absorber
réalité extrêmement difficile, à tel point qu'elle ne s'est peut-être
certains nutriments, les éléments minéraux essentiels à la
produite qu'une seule fois. Il n'est pas si difficile pour une
construction de leur organisme. Auparavant, l'eau leur apportait
cyanobactérie de pénétrer dans un eucaryote, mais il est
ces nutriments. Sur terre, elles ont bénéficié de l'aide des
extrêmement difficile pour elle de continuer à y vivre et à y
champignons. Certains types de champignons se fixaient aux fibres
fonctionner.
d'ancrage de la plante et l'aidaient à absorber l'eau et les minéraux.
La cellule eucaryote qui a acquis des chloroplastes provient de
On observe cette symbiose avec les champignons dans certains des
plus anciens fossiles de plantes.
la lignée des Archaeplastida. « Archaeplastida » signifie
« Plastides anciens ». Les plastides sont des corps colorés. Les règnes étaient probablement partenaires dès le début.
À l'intérieur d'une cellule eucaryote. La lignée des algues vertes
Archaeplastida est à l'origine du règne végétal.
La branche des charophytes, appartenant à la famille des algues vertes,
a développé la capacité de former de grands organismes
multicellulaires. De nombreuses charophytes actuelles ressemblent à
des tiges avec des verticilles de ramifications ; d’autres se présentent
sous forme de plaques vertes aplaties. La plupart vivent en eau douce. À
pour se fixer au sol. [La plante fournit des sucres au champignon en
échange de son aide. Cette symbiose est appelée mycorhize.]
Ainsi, nos premières plantes terrestres possédaient une enveloppe
extérieure imperméable, des tissus rigides et une symbiose avec
des champignons pour faciliter l'absorption de l'eau et des
minéraux. Deux branches du vivant, lesbryophyteset leplantes
vasculairesoutrachéophytes, sont issues des premières plantes.
partir d’un ancêtre commun aux charophytes, la vie a franchi une étape
LeanthocérotesOn pense qu'elles constituent la première
importante : la conquête de la terre ferme. Les organismes ayant
branche des bryophytes et du règne végétal. Bien qu'elles
développé la capacité de vivre sur terre sont appelés…embryophytesou
poussent partout dans le monde, elles sont confinées aux
plantes terrestresOn peut aussi les appeler lesrègne végétal.
milieux humides et restent peu communes. Elles possèdent
« Embryophyte » signifie « plante embryonnaire ». Un embryon est une
cellule ovulaire fécondée qui reste dans les tissus de la mère et
134
une base bleu-vert, parfois plus petite qu'une pièce de dix
centimes, et des « cornes » vert clair qui portent leurs
spores.
LehépatiquesLes hépatiques ressemblent aux premières plantes
De nombreuses plantes, et pas seulement de véritables mousses. À l'époque
terrestres. Elles possèdent des pores permettant les échanges
paléozoïque, il existait des arbres à lycopodes géants, mais aujourd'hui,
gazeux, mais sont les seules plantes incapables de les fermer. Par
toutes les lycophytes sont des plantes herbacées qui ne dépassent pas 30 à
conséquent, elles vivent dans des milieux très humides. Certaines
60 cm de hauteur.
hépatiques ont l'apparence d'une feuille charnue poussant
directement sur le sol, ce qui leur a donné leur nom. Au Moyen Âge,
les herboristes pensaient que, de par sa forme de foie, elle devait
être bénéfique pour les affections hépatiques. Cette idée nous
paraît étrange, mais c'est ainsi que l'hépatique a été nommée. Le
mot « wort » signifie « plante » ou « herbe » en vieil anglais. Un
autre type d'hépatique ressemble à une tige recouverte de
minuscules feuilles. On les appelle hépatiques feuillues, mais elles
ne possèdent pas de véritables feuilles, seulement de petites
excroissances sur la tige.
Pendant de nombreuses années, les botanistes ont cru que les hépatiques
constituaient la première branche des plantes terrestres, mais il apparaît
maintenant qu'elles ont un corps simplifié et qu'elles forment un groupe frère
des mousses.
Chez les plantes vasculaires, le groupe frère des lycophytes est
appelé leseuphyllophytes, ce qui signifie « plantes à vraies
feuilles ». Les euphyllophytes possèdent de véritables feuilles à
nombreuses nervures. Elles sont divisées en deux groupes
frères, lesclade des fougèreset leplantes à graines. [« Clade »
signifie « branche ».]
Tous lesclade des fougèresLes membres de ce groupe possèdent
une structure similaire dans leurs tissus vasculaires, ce qui
constitue un critère de parenté. Des études ADN ont apporté des
informations complémentaires sur leurs liens de parenté. Nous
examinerons trois branches : les prêles, les psilotes et les fougères
à grappes, et les fougères véritables. [Cette lignée était auparavant
appelée ptéridophytes (« plantes fougères »), un terme qui
englobait les lycophytes ; les recherches avec « ptéridophytes »
LemoussesLes mousses sont les bryophytes les plus abondantes. On les
aboutissent donc souvent à des informations obsolètes.]
trouve dans la plupart des environnements, même dans des endroits
La première branche du clade des fougères est laprêles,
abrités des déserts. Elles possèdent des fibres rigides et une certaine
capacité à transporter l'eau, mais ne dépassent pas quelques
centimètres de hauteur. La plupart forment un tapis vert directement
sur le sol ou sur un tronc d'arbre tombé. Les mousses sont minuscules,
mais compensent leur petite taille par leur nombre. Elles se regroupent
en grand nombre et se soutiennent mutuellement. Leurs capsules de
spores se développent à partir du sommet ou du côté de leurs tiges. Les
mousses possèdent de minuscules structures ressemblant à des feuilles,
mais elles n'ont pas les véritables feuilles des plantes supérieures.
communément appelé leprêlesCes plantes peuvent ne pas
ressembler à des fougères car elles ont subi une simplification.
Parfois, la complexité favorise la survie d'un organisme, et
parfois la simplicité est la solution. Leurs feuilles sont réduites
à un anneau de petites structures pointues autour de chaque
nœud. Certaines prêles présentent des verticilles de fines
branches vertes. Les tiges des prêles sont nervurées et leurs
segments semblent s'emboîter parfaitement au niveau des
nœuds. Elles contiennent de la silice, une substance semblable
au verre. Les pionniers ont exploité cette propriété et utilisaient
Dans l'eau, ces plantes quasi-naturelles disposaient de
ces plantes pour récurer les pots. C'est pourquoi on les appelle
nutriments et d'eau (évidemment) tout autour d'elles, n'ayant
aussi prêles à récurer. Les prêles portent leurs spores dans des
donc pas besoin de transporter ces substances dans leur corps.
structures coniques appelées strobiles. Chez certaines espèces,
Sur terre, en grandissant, elles ont eu besoin d'un système
le strobile se trouve sur les jeunes pousses vertes. Chez
pour faire circuler les liquides dans leur organisme. Les plantes
d'autres, une pousse dépourvue de chlorophylle apparaît au
ayant développé cette capacité se trouvent sur…plante
début du printemps. Elle porte le strobile, puis les jeunes
vasculaire lignée. Cette branche des plantes est également
pousses vertes de la même plante apparaissent plus tard.
appelée la trachéophytes, ce qui signifie « plantes tubulaires ».
[Le mot latintrachéefait référence à la trachée, mais cela
signifie aussi « un tube ».]
Lefougères à moustachesLes psilophytes étaient autrefois classés
dans un embranchement à part. Les botanistes débattaient de leur
Une branche des plantes vasculaires est appelée la lycophytes
descendance : descendaient-elles des premières plantes terrestres
(«Les lycophytes (ou plantes-loups) possèdent des tissus
restées simples ou étaient-elles des fougères simplifiées ? Les
vasculaires qui transportent l'eau et les nutriments et les
psilophytes, dépourvus de feuilles et de racines, sont appelés
distribuent dans leur organisme. Leurs feuilles sont très
psilophytes, ce qui signifie « plantes nues ». Ils ne possèdent que
étroites, ne possèdent qu'une seule nervure et sont appelées
des tiges et des sporanges, leurs structures porteuses de spores.
microphylles, c'est-à-dire « petites feuilles ». Elles portent leurs
Leurs tiges souterraines sont fixées à des champignons qui font
spores soit à l'aisselle des feuilles supérieures, soit dans des
office de racines. En comparant l'ADN des psilophytes à celui
structures coniques appelées strobiles. Les lycophytes
d'autres fougères, les botanistes ont découvert que plusieurs
comprennent les lycopodes, les isoètes et les isoètes.
autres fougères simples étaient étroitement apparentées aux
[Remarquez l'usage du motmoussefaire référence à
psilophytes. La famille des fougères
135
Les Ophioglossacées, qui comprennent la langue de vipère et les
Le premier groupe de plantes à graines sur notre tableau est le
fougères à grappes (qui ne possèdent qu'une seule feuille),
cycadéesLes cycadées, un groupe de plantes apparu il y a environ 300
appartiennent également à la même branche du vivant. Les botanistes
millions d'années, tirent leur nom d'un mot grec désignant une sorte de
regroupent désormais les psilotes et les ophioglosses.
palmier. Ces plantes possèdent des feuilles semblables à celles des
La lignée suivante de ce clade, lavraies fougèresLes fougères
possèdent assurément des feuilles, et ce sont parmi les plus belles
du règne végétal. Si certaines fougères ont des feuilles simples,
beaucoup présentent des feuilles composées complexes. Pour
identifier une fougère, il suffit d'observer ses jeunes feuilles. Si les
bourgeons forment des spirales serrées qui se déroulent de la base
à la pointe en se développant, il s'agit probablement d'une fougère.
Ces jeunes feuilles sont appelées crosses, en référence aux volutes
du manche d'un violon, ou crosses, en référence à la crosse d'un
berger. La plupart des fougères possèdent des tiges souterraines
appelées rhizomes. Leurs feuilles poussent à partir de ces
rhizomes. Les fougères arborescentes constituent une exception
notable.
Les fougères portent leurs spores sur la face inférieure de feuilles
spécialisées appelées feuilles fertiles. On peut observer des taches
ou des lignes brunes à l'endroit où se forment les spores. Ces zones
portant les spores sont appelées sores (singulier : sorus), et
chacune contient de nombreux sporanges. Parfois, les feuilles
fertiles ressemblent trait pour trait aux feuilles stériles (celles qui ne
portent pas de sores), mais chez certaines espèces, les feuilles
fertiles et stériles sont très différentes.
palmiers et, avec leur tronc unique, elles leur ressemblent
effectivement, mais leur texture est différente. Leurs feuilles sont
épaisses, rigides et coriaces. [La lignée des cycadées est environ deux
cents millions d'années plus ancienne que celle des palmiers.] Ces
plantes portent soit des cônes polliniques, soit des cônes à graines, mais
jamais les deux. Certaines espèces ont du pollen dans des cônes et des
graines sur les marges de feuilles spécialisées. Les cycadées vivent dans
les régions tropicales et semi-tropicales du monde. Leur pollinisation est
assurée par des coléoptères. Les cycadées sont probablement la plus
ancienne lignée de plantes à avoir des insectes pollinisateurs. Il ne reste
qu'environ 130 espèces de cycadées vivantes, et nombre de ces plantes
à croissance lente sont menacées d'extinction. Les cycadées étaient une
plante dominante au Jurassique, et les dinosaures s'en nourrissaient
probablement.
La branche suivante des plantes à graines est encore plus
petite ; elle ne compte qu'une seule espèce actuelle. Il s'agit
de laginkgoLe ginkgo est un arbre qui pousse dans les
climats tempérés et perd ses feuilles en automne. Bien qu'il
ne subsiste aujourd'hui qu'une seule espèce de ginkgo, les
fossiles témoignent d'une grande diversité passée. On
trouve des traces de ginkgos dans les archives fossiles dès
250 millions d'années, au Permien. [Les cycadées et les
Les vraies fougères sont également appelées lesleptosporangiate
ginkgos sont considérés comme des espèces apparentées.]
Les fougères se distinguent par la finesse de l'enveloppe de leurs
L'espèce survivante a été découverte dans les jardins de
sporanges. [Un seul sporange est à l'origine de chaque sporange,
temples en Chine, où elle était cultivée depuis des siècles.
dont la paroi est constituée d'une seule couche de cellules.] Le
On estime qu'un ginkgo peut vivre mille ans. On ignore s'il
terme « leptosporangié » signifie « enveloppe à spores mince ». Ces
reste des ginkgos à l'état sauvage, mais ils sont cultivés
enveloppes à spores sont appelées leptosporanges. À maturité, les
dans les parcs et les aménagements paysagers des régions
leptosporanges s'ouvrent brusquement et projettent leurs spores.
tempérées du monde entier. [La plupart des ginkgos
Les autres membres du clade des fougères ne présentent pas cette
plantés sont des mâles, car l'odeur de leurs graines est
libération explosive de spores.
désagréable.]
Le groupe frère du clade des fougères est leplantes à graines, que l'on
Leurs feuilles ont une forme d'éventail caractéristique et sont
appelle aussi lesspermatophytesLa graine a représenté un progrès
dépourvues de nervure centrale ; elles présentent seulement de
considérable pour le règne végétal. Les plantes qui se reproduisent par
nombreuses fines nervures qui s'étendent de la base au sommet.
spores doivent maintenir une pellicule d'eau à leur surface à certains
Certaines feuilles possèdent deux lobes, ce qui donne à l'arbre son
moments. Une partie de leur cycle de vie implique la migration des
nom d'espèce.bilobaAu printemps, chaque arbre produit soit des
spermatozoïdes dans l'eau jusqu'aux ovules. Grâce à la graine, les
cônes contenant du pollen, soit des graines. Ces dernières
plantes ont pu se reproduire partout sur terre, et non plus seulement
développent une enveloppe charnue à maturité et dégagent une
dans des endroits abrités et humides.
odeur très désagréable. Elles semblent adaptées à la dissémination
Il existe cinq lignées actuelles de plantes à graines : les
cycadées, les ginkgos, les gnétophytes, les conifères et les
plantes à fleurs. Les liens de parenté entre ces lignées étant
encore incomplets, elles sont représentées comme issues d’un
par un animal, mais leur disséminateur originel pourrait avoir
disparu. [Le nom « Ginkgo » est d'origine japonaise et signifie
« abricot argenté ». Malgré l'odeur de son enveloppe, la graine
qu'elle contient est comestible et consommée en Asie.]
point unique sur notre schéma. Les quatre premières sont
généralement regroupées sous l’appellation de
La troisième branche des plantes à graines sur notre tableau est la
gymnospermes, ou plantes à « graines nues ».
conifèresLes conifères sont des plantes ligneuses qui ont des graines
136
Les conifères possèdent des cônes et des cônes polliniques. Ils ne
loin. Leplantes à fleursLes plantes à fleurs représentent 90 % du
portent ni fruits ni fleurs. Ce sont des plantes très robustes qui
règne végétal. Elles sont très diversifiées, allant des minuscules
poussent dans de nombreuses régions du monde, notamment
lentilles d'eau aux arbres immenses. Elles sont adaptées à toutes
dans les zones froides et sèches. La première branche des conifères
sortes de conditions de croissance, des déserts aux milieux
est la famille des pins. Les membres de cette famille résistante au
aquatiques. On les appelle aussi angiospermes, ce qui signifie «
froid atteignent la limite des arbres en montagne et forment les
graine dans une boîte ». La boîte est l'ovaire de la fleur, qui se
grandes forêts boréales de l'hémisphère Nord. Les pins ont un
transforme en fruit à maturité. Les angiospermes sont les seules
feuillage en forme d'aiguilles. Une autre famille de conifères, les
plantes à porter à la fois des fleurs et des fruits. Leurs fleurs
cyprès, comprend des arbres dont les feuilles ressemblent à de
peuvent être grandes et voyantes ou minuscules et discrètes. On ne
minuscules écailles vertes imbriquées. Les séquoias et les
considère pas toujours les graminées, les palmiers et les chênes
genévriers appartiennent à la famille des cyprès. Une famille de
comme des plantes à fleurs, et pourtant, ce sont bien des plantes à
conifères qui pousse principalement dans l'hémisphère Sud, les
fleurs. Il faut observer attentivement pour apercevoir leurs fleurs.
araucarias, peuvent avoir de larges feuilles, contrairement aux
aiguilles des pins.
Les angiospermes constituent la quasi-totalité de notre alimentation. Nous
Le groupe suivant de plantes à graines est peu commun, mais
consommons toutes leurs parties, mais leurs graines, particulièrement riches
il a prospéré au Crétacé. Il s'agit des gnétophyteset elle
en calories, sont un aliment de base pour l'homme. Le maïs, le blé, le riz et les
comprend trois genres de plantes. Le plus insolite pousse dans
haricots en sont des exemples.
le désert namibien. Son genre estWelwitschiaIl possède une
tige basse et ligneuse portant deux grandes feuilles qui
croissent tout au long de sa vie. Lors de sa reproduction, il
forme des cônes. Une autre lignée, le genreGnetumCe genre,
qui vit sous les tropiques, se compose de lianes, ainsi que de
quelques arbres ou arbustes, aux feuilles simples et opposées,
ressemblant beaucoup aux angiospermes. Cependant, il ne
possède pas de fleurs. Son pollen se forme dans une série de
petites structures coniques alignées sur un court rameau,
semblables à des chatons. Les ovules se forment en verticilles
autour de ce même rameau. Les graines présentent une
enveloppe externe colorée à maturité.
Les botanistes divisaient auparavant les plantes à fleurs en deux
classes : les monocotylédones et les dicotylédones. On sait aujourd’hui
que la situation est plus complexe. Il existe plusieurs petites branches à
la base des angiospermes, appelées…angiospermes basalesUne
branche plus importante appelée lamagnoliidéesVient ensuite le
genre ; il ne contient que 3 % des angiospermes.monocotylédonessont
un groupe apparenté (descendants d'un ancêtre commun), et leur nom
reste pertinent. Ils représentent environ 22 % des plantes à fleurs. Les
dicotylédones ont été divisées. Les magnolias et les espèces
apparentées appartiennent à la branche des magnoliidées, et les
nénuphars forment désormais une branche basale. Les autres portent
un nouveau nom : leseudicotylédonesCela signifie « vraies
Les gnétophytes indigènes d'Amérique du Nord
dicotylédones ». Environ ¾ (75 %) des plantes à fleurs sont des
appartiennent au genreÉphédraCe sont des arbustes du
eudicotylédones.
désert. Ils semblent dépourvus de feuilles car celles-ci sont
réduites à de minuscules écailles. Leurs branches vertes
sont le siège de la photosynthèse. Leur pollen se forme
dans de petits cônes. Le pollen et les graines se
développent sur des plantes distinctes (elles sont dioïques).
À maturité, les cônes à graines présentent des écailles
rouges charnues.ÉphédraElle pousse dans les déserts du
monde entier, à l'exception de l'Australie.
La place des gnétophytes au sein des gymnospermes a
longtemps posé problème. Au départ, les botanistes
pensaient qu'ils étaient proches des plantes à fleurs, mais
les études ADN ont infirmé cette hypothèse. Les
gnétophytes pourraient avoir divergé des conifères, tout
comme les oiseaux ont divergé des reptiles. Certains
Les monocotylédones possèdent une seule feuille embryonnaire (cotylédon)
et comprennent les plantes à nervures parallèles et à fleurs composées de
trois pièces. Elles incluent également l'oreille d'éléphant et le caladium, dont
les nervures sont réticulées. Parmi les monocotylédones les plus connues
figurent les graminées, les iris, les tulipes, les lys, les bananiers et les
asperges.
Les eudicotylédones possèdent deux cotylédons, des nervures réticulées et
des pièces florales groupées par quatre ou cinq. Elles comprennent les
œillets, les ancolies, les rosiers, les géraniums, les courges, les aulnes, les
figuiers, les menthes, les moutardes et les tournesols. Les eudicotylédones
présentent une grande variété de formes de feuilles. De nombreuses espèces
ont des feuilles lobées ou dentées. Presque toutes les plantes à feuilles
composées sont des eudicotylédones.
indices suggèrent que les gnétophytes forment un groupe
Les plantes à fleurs sont divisées en ordres et en familles.
frère des pins, mais leur place exacte reste à déterminer.
Plus vous en saurez sur les ordres et les familles, plus il
Les botanistes poursuivent leurs recherches.
vous sera facile d'identifier une plante. [Les ordres et les
Le dernier groupe de plantes est le plus grand groupe de
familles des angiospermes devraient constituer la majeure
partie de votre étude du règne végétal.]
137
Cette version en noir et blanc des cartes représentant les plantes de l'arbre de vie est destinée à l'enseignant. Les cartes en
couleur à placer sur le tableau se trouvent en annexe.
Règne végétal-Bryophytes
Hépatiques-Marchantia
Il s'agit d'une hépatique thalloïde. Elle est dépourvue de
racines, de tiges, de feuilles et de stomates. Elle possède de
minuscules structures en forme de coupe qui contiennent des
amas de cellules appelés propagules. Les gouttes de pluie
projettent les propagules hors des coupes, donnant ainsi
naissance à de nouvelles plantes. Elle peut également se
reproduire par spores.
Règne végétal-Bryophytes
Anthocérotes
Les anthocérotes ont une base vert foncé et des «
cornes » dressées vert clair, structures où se
forment les spores. Des cyanobactéries se
développent à l'intérieur de la base et fixent l'azote
pour la plante. Ces petites plantes poussent dans
des endroits très humides. Celle-ci poussait dans
un parterre de fleurs.
Règne végétal-Bryophytes
Mousses-Bryum
Il s'agit d'une mousse « moelleuse », où de nombreuses
petites plantes poussent serrées les unes contre les
autres, formant un tapis vert. Des capsules de spores se
développent au sommet de longs pédoncules qui
émergent de ce tapis dense. D'autres mousses ont une
apparence plus feuillue, mais les mousses ne possèdent
pas de véritables feuilles.
Règne végétal-Plantes
vasculaires Lycophytes-Lycopode
Ce lycopode, genreLycopode, Elle atteint
environ 20 cm de hauteur. Ses spores se
forment en strobiles à l'extrémité de ses
tiges (photo de gauche). Ses feuilles,
petites et unilignes, sont appelées
microphylles. Les lycophytes sont un
groupe frère des euphyllophytes.
138
Règne végétal-Plantes vasculaires
Euphyllophytes - Clade des fougères
Fougères à écailles et fougères à grappes
La fougère à moustaches,Psilotum nudumElle ne
possède ni racines ni feuilles visibles. Les structures
arrondies présentes sur ses branches sont ses
sporanges. Cette forme simplifiée de fougère est
étroitement apparentée aux fougères à langue de
vipère et aux fougères à grappes.
Règne végétal-Plantes vasculaires
Euphyllophytes - Clade des fougères
Prêles
Les feuilles de la prêle sont disposées en
couronne au niveau des nœuds. Les
structures verticillées sont les branches. Leurs
pousses fertiles (photo de droite) portent des
strobiles coniques. Voici la prêle géante.
Equisetum telmatiea.
Règne végétal-Plantes vasculaires
Euphyllophytes - Clade des fougères
Fougères
Les fougères sont connues pour leurs
magnifiques feuilles composées, bien que
certaines aient des feuilles simples. Leurs spores
se forment sur la face inférieure des feuilles,
dans des structures appelées sores. La forme du
sore varie selon les espèces.
Règne végétal-Plantes vasculaires
Euphyllophytes - Plantes à graines
Cycadées
Cycas revolutaIl s'agit d'un cycas utilisé comme
plante ornementale. Son pollen est produit dans de
grands cônes. Ses feuilles sont très rigides. Les
graines se forment sur le bord de structures
foliaires spécialisées. La graine et le pollen se
développent sur des plantes distinctes.
139
Règne végétal-Plantes vasculaires
Euphyllophytes - Plantes à graines
Ginkgo
Il ne reste qu'une seule espèce survivante dans ce
groupe de plantes à graines.Ginkgo bilobaSes
feuilles, en forme d'éventail, présentent parfois
deux lobes. Ses graines sont recouvertes d'une
enveloppe épaisse. Les graines et le pollen se
forment sur des plantes distinctes.
Règne végétal-Plantes vasculaires
Euphyllophytes - Plantes à graines
Gnétophytes
ÉphédraElle produit des graines (photo principale)
et du pollen (encart) dans des structures coniques
sur des plantes distinctes. La plante semble
composée uniquement de tiges, mais elle possède
de minuscules feuilles en forme d'écailles. Elle est
adaptée aux climats arides.
Règne végétal-Plantes vasculaires
Euphyllophytes - Plantes à graines
conifères-Pinus contorta
Le pin tordu porte des cônes à graines et à
pollen sur le même arbre. Les cônes à graines
mettent deux saisons de croissance à mûrir. Ses
feuilles, en forme d'aiguilles, contiennent de la
résine, ce qui lui permet de survivre dans les
climats froids et secs.
Règne végétal-Plantes vasculaires
Euphyllophytes - Plantes à graines
Angiospermes-Zinniahybride
Le zinnia représente les angiospermes, les plantes à
fleurs. C'est le seul groupe de plantes qui porte à la fois
des fleurs et des fruits. Les zinnias appartiennent à la
famille des Astéracées (ou tournesols). Leurs capitules
contiennent de nombreuses petites fleurs. Chaque
« pétale » extérieur est en réalité une fleur.
140
Règne végétal-Plantes vasculaires
Euphyllophytes - Plantes à graines
Angiospermes -angiospermes basales
Le nénuphar possède des pièces florales disposées en
spirale, et non en verticilles comme chez les
monocotylédones et les eudicotylédones. Certaines de
ses étamines ressemblent davantage à des pétales. Le
pollen est monocentrique. Les nénuphars comptent
parmi les premières espèces de plantes à fleurs.
Règne végétal-Plantes vasculaires
Euphyllophytes - Plantes à graines
Angiospermes -Monocotylédones
La tulipe est une monocotylédone. Ses pièces florales sont
composées de multiples de trois. Comme la plupart des
monocotylédones, ses feuilles présentent des nervures
parallèles. Les graines de monocotylédones possèdent un
seul cotylédon (feuille séminale) et leur pollen est
monoperforé.
Règne végétal-Plantes vasculaires
Euphyllophytes - Plantes à graines
Angiospermes -Eudicots
Ce géranium sauvage est une eudicotylédone,
c'est-à-dire une « vraie dicotylédone ». Ses pièces
florales sont composées de cinq organes au total.
Ses feuilles présentent des nervures réticulées. Son
pollen possède trois ouvertures. À la germination,
deux cotylédons émergent.
Toutes les photos des cartes sur le règne végétal sont l'œuvre de l'auteur.
141
Diagramme arborescent pour la leçon
« L’avènement du règne végétal »
10
9
13
11
12
8
14
15
7
4
6
5
3
2
1
Matériaux : Ce tableau peut être réalisé avec du carton, du papier coloré, du tissu ou tout autre matériau.
sont adaptés à une utilisation en salle de classe.
Dimensions : Le tableau mesure 20 x 20 pouces (50,8 x 50,8 cm).
Palette de couleurs : La bordure de 6 mm (¼ de pouce) est vert foncé. Les étiquettes et les rectangles des illustrations sont…
Vert clair. Le diagramme de ramification est noir. Le fond peut être blanc ou d'une couleur neutre claire.
Étiquette principale :
Le règne végétal
Dimensions réelles : 1¾ x 5 ¾ pouces (4,4 x 14,5 cm)
Règne Plantae
Légendes du diagramme de ramification :
Les étiquettes suivantes mesurent environ 12 mm (½ pouce) de large.
Embryophytes -placer sur la branche principale à la base, en bas à droite Bryophytes -placer sur la branche inférieure pour les
hépatiques, les anthocérotes et les mousses Plantes vasculaires -placer sur la branche principale, juste en dessous du rectangle du
lycophyte (4) Euphyllophytes -placer sur la branche principale, juste au-dessus du rectangle du lycophyte (4) Clade des
Monilophytes/Fougères -placer sur la branche pour les fougères, les prêles et les fougères à spirées + les fougères à grappes
Plantes à graines/Spermatophytes -placer sur la branche principale, au-dessus de la branche de fougère
142
Les étiquettes suivantes sont placées sur les rectangles numérotés. REMARQUE : Les numéros sur l’illustration ci-dessus et les
étiquettes ci-dessous servent à vous aider à positionner correctement les étiquettes et les illustrations.Les chiffres
n'apparaissent PAS sur le graphique final.Chaque rectangle a la même largeur que son illustration et mesure 9 mm de plus en
hauteur. Les légendes doivent apparaître sous l'illustration une fois les cartes illustrées en place. Les rectangles représentant les
plantes à fleurs sont assemblés sur une seule pièce. Optionnel : vous pouvez élargir les rectangles de 6 mm par rapport aux
illustrations afin de laisser apparaître une bordure de couleur une fois les cartes illustrées en place.
1. Les anthocérotes
9. Ginkgo
2. Hépatiques
10. Conifères
3. Mousses
11. Gnétophytes
4. Lycopode
12. Plantes à fleurs
5. Fougères fouettées et fougères à grappes
13. Angiospermes basales
6. Prêles
14. Monocotylédones
7. Fougères
15. Eudicots
8. Cycadées
Soyez précis lors du placement du schéma de ramification. Il doit s'aligner avec le prolongement de la branche des algues vertes sur le
tableau des protistes. Pour visualiser ce tableau par rapport aux autres, reportez-vous à l'annexe ou à la couverture du livre.
Des ressources pédagogiques Big Picture Science pour aider les enfants à explorer le règne végétal
Principales branches du règne végétalIl s'agit d'un ensemble de 40 fiches photos de plantes et de 40 fiches
descriptives. Les plantes proviennent de toutes les lignées représentées sur le tableau du règne végétal. Les
fiches descriptives fournissent des informations complémentaires, notamment sur les clades. Disponible en
version imprimée (https://big-picture-science.myshopify.com/products/major-branches-of-the-plantkingdom) et en fichier à imprimer (https://big-picture-science.myshopify.com/products/major-branchesofthe-plant-kingdom-file-for-printing).
Familles de plantes à fleursCe livre contient 48 cartes photos et 48 cartes textes présentant 14
familles d'angiospermes appartenant aux lignées des magnoliidées, des monocotylédones et des
eudicotylédones. Disponible en version imprimée (https://big-picture-science.myshopify.com/
products/floweringplant-families) et en fichier à imprimer (https://big-picture-science.myshopify.com/
products/flowering-plant-families-file-for-printing).
Les cartes ont le format quart de page, 4¼ x 5½pouces (10,8 x 14 cm).
143
Informations complémentaires sur le règne végétal
Cette section et la suivante sont conçues pour aider les enseignants
Dans un environnement plus sec, la plante réagira en développant
à délimiter le règne végétal et à présenter ses principales branches.
davantage de racines et en épaississant la couche de cutine et de cire de
Au niveau élémentaire, l'introduction devrait inclure les grands
ses feuilles. La cutine est une substance cireuse qui compose la cuticule,
groupes et les caractéristiques importantes de chacun, mais il
une couche externe empêchant la perte d'eau. Elle fait partie de la
convient de réserver l'étude détaillée des cycles de reproduction
myriade de molécules que les plantes peuvent produire. Parmi les
pour plus tard, une fois que les élèves auront étudié les cellules.
fonctions de ces molécules, on peut citer la défense des plantes contre
Notez que de nombreux botanistes n'utilisent plus les noms
les herbivores et les maladies, la prévention de la croissance trop proche
d'embranchements/divisions, et il est donc approprié de les
d'autres plantes et l'attraction des pollinisateurs. Les plantes sont
omettre.
complexes au niveau moléculaire, tandis que les animaux le sont
(« ____ ») = traduction du nom ou du terme scientifique
davantage au niveau structurel.
précédent.
Le règne végétal en général
Évolution des plantes.Les plantes descendent des algues
vertes. Les algues de la lignée des Charophytes, appartenant
au clade des algues conjuguées, sont probablement les plus
Les plantes sont des organismes multicellulaires terrestres qui
proches parentes des plantes. Ces algues et les plantes ont
produisent leur propre nourriture en utilisant la lumière comme source
divergé d'un ancêtre commun. Il y a environ 430 millions
d'énergie. Quelques plantes ont renoué avec la vie aquatique ou ont
d'années, les plantes ont commencé à coloniser la terre ferme.
abandonné la production de leur propre nourriture pour adopter un
Pour ce faire, elles ont dû subir plusieurs transformations.
mode de vie parasitaire, mais elles descendent d'ancêtres végétaux
typiques. Les plantes possèdent des parois cellulaires composées de
cellulose. Leurs cellules contiennent des organites colorés appelés
plastes. Les plus courants sont les chloroplastes, organites verts où se
déroule la photosynthèse (la transformation de l'énergie lumineuse en
nutriments). Les plantes produisent des sucres pour se nourrir. Elles
stockent ces nutriments sous forme d'amidon, une longue chaîne de
molécules de sucre. Certaines plantes produisent également des huiles
pour constituer des réserves.
Structure et croissance.Les plantes utilisent des fibres, des parois
cellulaires renforcées et l'eau pour structurer leur organisme. De ce fait,
elles sont plus rigides et plus fermes que les animaux. Lorsque leur
teneur en eau diminue, de nombreuses plantes flétrissent. La croissance
des plantes se fait de deux manières : d'abord en ajoutant de nouvelles
cellules à leur organisme, puis en pompant de l'eau dans les cellules, ce
qui provoque leur allongement. Chez les animaux, les cellules se
divisent généralement dans tout l'organisme en croissance. Chez les
plantes, en revanche, les cellules se divisent uniquement dans des zones
bien définies appelées méristèmes ou points de croissance. Ces
méristèmes sont situés à l'extrémité des branches et des racines. Les
plantes s'allongent à partir de l'extrémité des racines et des branches :
c'est la croissance primaire. La plupart des plantes possèdent également
un méristème cylindrique dans leurs tiges et leurs racines, ce qui leur
permet de croître en circonférence : c'est la croissance secondaire.
Contrairement aux animaux, les plantes grandissent tout au long de
leur vie. Le plus grand arbre de la forêt est souvent aussi le plus vieux.
Tout d'abord, les plantes ont dû développer des mécanismes pour se
protéger des rayons ultraviolets (UV) et du dessèchement. Elles
possèdent une couche cireuse appelée cuticule et des couches
cellulaires externes qui les protègent des UV et empêchent le
dessèchement. Cependant, une plante ne peut pas se couper
complètement de l'air, car elle a besoin de dioxyde de carbone pour
fabriquer sa nourriture et d'oxygène pour l'utiliser. Les plantes ont donc
développé des stomates (« petites bouches »), des ouvertures dans leurs
feuilles permettant les échanges gazeux.
Sur terre, les plantes ont dû développer des structures de soutien plus
robustes, car l'eau ne les portait plus à la surface. Les parois cellulaires des
plantes sont composées de cellulose et de lignine (« substance ligneuse ») qui
leur confèrent leur rigidité. Les plantes plus grandes possèdent des fibres et
des tissus ligneux qui les soutiennent. Les algues n'ont pas besoin de
structures spéciales pour absorber l'eau, mais sur terre, les plantes ont
d'abord dépendu des champignons, puis ont développé des racines qui
absorbent l'eau et servent également d'ancrage. La plupart des plantes ont
encore des champignons symbiotiques fixés à leurs racines. Se pose
également le problème de la distribution de l'eau à toutes les cellules de la
plante. Les plantes vasculaires ont développé un système permettant de
transporter l'eau et les nutriments dans tout leur organisme. Dans les milieux
aquatiques, l'eau les entourait et transportait les nutriments minéraux vers
toutes les parties de l'organisme. Chez presque toutes les algues, chaque
cellule produit et stocke sa propre nourriture. (Certaines grandes algues
laminaires transportent la nourriture jusqu'à leurs cellules basales.) Les
plantes vasculaires utilisent un système de vaisseaux pour transporter l'eau et
les nutriments dans tout leur organisme. Le système caulinaire produit la
Les plantes réagissent aux stimulien se développant ou en produisant des
nourriture nécessaire au système racinaire, qui ne peut pas la produire lui-
molécules, tandis que les animaux réagissent généralement en se déplaçant ou en
même car il se trouve dans l'obscurité, sous terre.
adoptant un comportement particulier. Par exemple, si une plante est amenée à
144
Reproduction des plantesLe processus de reproduction est
Les plantes sans graines se reproduisent et se propagent vers de
complexe. Nous connaissons surtout le pollen et les ovules
nouveaux endroits grâce àspores, qui sont plus petits et plus simples
(structures qui deviendront les graines) des plantes à fleurs. Le
quegrainesUne spore est généralement constituée d'une seule cellule
pollen adhère au stigmate et développe un tube pollinique qui
entourée d'une couche externe d'une substance protectrice et résistante
transporte deux cellules mâles (techniquement des
à la décomposition appelée sporopollénine. (Cette substance enrobe et
spermatozoïdes) vers les cellules de l'ovule. Un spermatozoïde
protège également le pollen.) Le vent transporte ces petites structures
fusionne avec l'ovule, l'autre avec une autre cellule. L'ovule fécondé
légères vers de nouveaux emplacements. Elles peuvent se développer
se développe en un embryon de plante, et la seconde cellule
en une nouvelle plante si l'humidité, la lumière et le sol sont favorables.
fécondée devient la réserve nutritive de la graine.
La croissance à partir d'une spore est beaucoup plus lente que celle à
Chez les plantes à spores, le processus est plus complexe en raison
de l'alternance de générations de gamétophytes et de sporophytes.
En réalité, tous les événements complexes qui se produisent chez
les plantes à spores sont également présents chez les plantes à
graines. Simplement, certaines parties sont réduites à quelques
cellules et cachées à l'intérieur de la plante à graines. Les
embranchements végétaux autres que les plantes à fleurs, les
partir d'une graine. Il faut en moyenne trois ans à une fougère pour
accomplir son cycle de vie. Les graines sont beaucoup plus grosses que
les spores. Elles contiennent un embryon multicellulaire enveloppé
d'une enveloppe protectrice, ainsi que des réserves nutritives pour le
nourrir. Les graines possèdent de nombreuses adaptations qui leur
permettent d'être disséminées loin de la plante mère et, en moyenne,
elles vivent beaucoup plus longtemps que les spores.
conifères et les génophytes possèdent des spermatozoïdes
Reproduction végétativeDe nombreuses plantes se reproduisent de
flagellés qui nagent jusqu'à l'ovule. Les spermatozoïdes végétaux
manière végétative (asexuée, par l'intermédiaire de parties autres que
ont un flagelle à l'avant et leur apparence est très différente de
des graines ou des spores) et sexuée. Elles émettent des stolons, se
celle des spermatozoïdes animaux.
développent à partir de tiges souterraines, produisent des bulbes ou
Parmi les plantes à spores, le cycle de reproduction des
possèdent des racines superficielles qui génèrent de nouvelles pousses.
bryophytes est le plus facile à suivre car ses différentes parties
Chez certaines plantes, comme les cactus, des fragments peuvent
sont visibles. Ces plantes présentent deux formes distinctes : le
s'enraciner et donner naissance à de nouvelles plantes. De nombreuses
gamétophyte (ou « plante à cellules sexuelles ») et le
espèces peuvent être multipliées par bouturage. L'homme a exploité la
sporophyte (ou « plante à spores »). Le gamétophyte, plus
reproduction végétative pour cultiver de nombreuses plantes
grand et plus facilement visible, produit soit des ovules, soit
domestiques, notamment les bananiers et les oranges sans pépins.
des spermatozoïdes, soit les deux. Les spermatozoïdes nagent
Associations avec d'autres organismes.Les membres du règne
dans un film d’eau jusqu’aux ovules présents sur les plantes
voisines et les fécondent. L’ovule fécondé se développe en
sporophyte, qui se développe à partir des tissus du
gamétophyte et forme des spores. Libérées, les spores
donnent naissance à de nouveaux gamétophytes. Ce cycle de
reproduction en deux phases est appelé sporogénèse.
alternance des générations.
végétal forment de nombreuses symbioses avec ceux des autres
règnes. Plusieurs types de bactéries s'associent aux racines des
plantes et leur fournissent des composés azotés, indispensables à
leur croissance. Ces bactéries fixent l'azote : elles captent l'azote
gazeux de l'air et le transforment en composés assimilables par les
plantes. D'autres bactéries vivent près des racines et aident la
plante à absorber les nutriments. La plupart des plantes forment
Chez les plantes vasculaires à spores, les gamétophytes sont
des mycorhizes, associations symbiotiques entre leurs racines et
plus petits et plus difficiles à observer que ceux des bryophytes.
des champignons. Cette combinaison d'organismes permet à la
Chez les fougères, les gamétophytes sont de minuscules
plante d'absorber davantage d'eau et de minéraux qu'elle ne le
plantes en forme de cœur, de quelques millimètres seulement.
pourrait seule. La plante, en retour, nourrit le champignon avec les
La grande plante visible est le sporophyte. Chez les plantes à
sucres qu'elle produit par photosynthèse. Dans de nombreux cas,
graines, le gamétophyte femelle est très petit. Il est réduit à
comme chez les conifères, les plantes ne peuvent pas croître et se
quelques cellules seulement, entièrement contenues dans
développer sans leur champignon mycorhizien.
l'ovule. Le pollen est le gamétophyte mâle des plantes à
graines. Chez toutes les plantes, l'œuf fécondé reste dans les
tissus de la plante mère et y est nourri au début de son
développement. Cet œuf fécondé, protégé et nourri, est appelé
embryon.embryon.Les membres du règne végétal sont
également appelés embryophytes (« plantes embryonnaires »).
Les plantes ne peuvent pas se déplacer hors de leur milieu de
croissance, mais les plantes à graines doivent le faire pour
disperser leur pollen et leurs graines. Pour ce faire, elles font
souvent appel aux animaux. Certaines plantes s'associent à des
fourmis venimeuses pour se défendre contre les herbivores.
145
Les principaux groupes du règne végétal
Veuillez noter que, bien que la classification du règne végétal soit encore en évolution, elle se stabilise progressivement. On
retrouve les deux systèmes de classification, ancien et nouveau, dans la littérature jeunesse. Même si l'ancien système prédomine
dans les livres pour enfants, cela ne doit pas nous dissuader d'utiliser les systèmes plus récents.
La classification du règne végétal a évolué : d’une liste de 12 embranchements, on est passé à un système de branches sans
embranchements ni classes désignés, mais avec des ordres, des familles, des genres et des espèces. Ces branches portent des noms et
sont essentielles à la compréhension de la diversité végétale. Les deux listes ci-dessous vous aideront à faire le lien entre la nouvelle
classification et l’ancienne. Notez que le terme « embranchement » est synonyme de « division » dans le règne végétal, et les deux termes
sont acceptables.
Règne végétal traditionnel
Règne végétal phylogénétique
Bryophytes (plantes non vasculaires)
1. bryophytes
Hépatiques (embranchement des Hepatophyta)
anthocérotes (embranchement des Anthocérotes)
Anthocérotes (embranchement des Anthocerotophyta)
hépatiques (embranchement des Marchantiophytes)
Mousses (embranchement des Bryophyta)
Plantes vasculaires (Trachéophytes)
plantes vasculaires sans graines
Lycophytes (embranchement des Lycophytes)
Fougères à psilotes (embranchement des
Psilophytes) Prêles (embranchement des
Sphénophytes) Fougères (embranchement des
mousses (embranchement des Bryophytes)
1. Plantes vasculaires (trachéophytes)
2. lycophytes
lycopodes et apparentés
2. euphyllophytes
3. Clade des fougères (monilophytes) :
psilotes + ophioglosses (prêles)
Ptéridophytes) Plantes à graines (Spermatophytes)
Gymnospermes
Cycadées (embranchement des Cycadophytes) Ginkgos
fougères leptosporangiées
3. plantes à graines (spermatophytes)
(embranchement des Ginkgophytes) Conifères
4. gymnospermes
(embranchement des Pinophytes) Gnétophytes
cycadées
(embranchement des Gnétophytes) Angiospermes
ginkgo
Plantes à fleurs (embranchement des Magnoliophytes)
gnétophytes
conifères
Monocotylédones (classe Liliopsida)
Dicotylédones (classe Magnoliopsida)
4. Angiospermes - plantes à fleurs,
angiospermes basales
magnoliidées
monocotylédones
eudicotylédones
Résumé des différences : La classification phylogénétique (arbre de la vie) utilise peu de noms de catégories au-dessus de l’ordre. Les
numéros correspondants dans la liste ci-dessus indiquent des groupes frères, deux branches ayant divergé d’un ancêtre commun. Il
n’existe pas de groupe appelé « plantes vasculaires sans graines » dans la classification phylogénétique. En effet, les lycopodes se trouvent
sur une branche différente de celle des fougères, des prêles et des psilotes. Les plantes vasculaires se divisent en lycophytes et
euphyllophytes. Les euphyllophytes se divisent en le clade des fougères (fougères, prêles et psilotes) et les plantes à graines. Au sein des
plantes à graines, les angiospermes possèdent plusieurs branches basales qui peuvent être regroupées sous le nom d’angiospermes
basales. Les magnoliidées constituent une autre branche à la base des angiospermes. Les magnoliidées et les angiospermes basales
étaient autrefois classées parmi les dicotylédones, avec les plantes qui constituent aujourd’hui les eudicotylédones. Les eudicotylédones («
vraies dicotylédones ») et les monocotylédones sont les principales branches des angiospermes.
En 2016, les botanistes classaient les trachéophytes à spores en deux classes : les Lycopodiopsida et les Polypodiopsida.
Les psilotes, les prêles et les fougères leptosporangiées en étaient des sous-classes. La classification de l’Angiosperm
Phylogeny Group (APG) est la plus fréquemment utilisée pour les plantes à fleurs. Le système APG ne distingue pas de
rangs supérieurs à l’ordre ; il nomme les branches, comme les rosidées et les astéridées.
146
Les bryophytes, également appelées plantes non vasculaires
Cette partie du règne végétal est l'une des deux
La forme de la plante indiquait son usage médicinal. On pensait
branches principales. Sa branche sœur est celle des
que les hépatiques étaient bénéfiques pour le foie en raison de leur
plantes vasculaires. Il existe trois lignées de bryophytes.
forme qui rappelle celle de cet organe. « Hépatite » est un ancien
Les bryophytes – anthocérotes, hépatiques et mousses – partagent
terme anglo-saxon désignant une plante herbacée. Il existe deux
un ancêtre commun. Leurs cycles de vie présentent certaines
types d'hépatites. L'une ressemble à des feuilles aplaties et
similitudes. La plupart des bryophytes sont dépourvues des
écailleuses : ce sont les hépatiques thalloïdes. Les hépatiques dites
vaisseaux conducteurs d'eau et de nutriments présents chez les
« à feuilles » semblent avoir des rangées de minuscules feuilles sur
plantes vasculaires. Certaines mousses possèdent un système
une tige rampante. Cette appellation est trompeuse, car aucune
vasculaire plus simple que celui des plantes supérieures. Les
hépatique ne possède de véritables feuilles. Les hépatiques à
structures foliaires des bryophytes sont dépourvues de tissu
feuilles sont communes sous les tropiques et se rencontrent
vasculaire et ne sont donc pas de véritables feuilles. Les bryophytes
également dans les climats tempérés humides. Les hépatiques
n'ont pas de racines. Elles possèdent en revanche des rhizoïdes, de
thalloïdes poussent à des températures variées, des tropiques aux
minuscules structures filiformes qui assurent l'ancrage du substrat.
climats froids. On les trouve au bord des lacs et des ruisseaux, près
Des champignons se fixent à ces rhizoïdes et forment des
des cascades, dans les jardins pendant la saison des pluies, ou
associations bénéfiques semblables aux mycorhizes. L'ensemble du
encore dans des serres fraîches et humides, où elles poussent à la
corps de la bryophyte absorbe l'eau et les minéraux dissous. Toutes
surface du sol en pots.
les bryophytes ont besoin d'eau à leur surface pour se reproduire
et ne peuvent donc se développer que dans des zones où il pleut ou
où la rosée est présente, au moins périodiquement. Elles utilisent
des spores pour se disséminer. La partie la plus visible des
bryophytes est le gamétophyte. Les sporophytes sont plus petits et
se développent directement à partir des gamétophytes.
Les hépatiques sont considérées comme un groupe frère des
mousses. Elles sont dépourvues de stomates, présents chez toutes
les autres plantes, mais il semble que leurs ancêtres en
possédaient. Les stomates, qui permettent les échanges gazeux,
sont des ouvertures dans les feuilles pouvant se fermer pour limiter
la perte d'humidité. Les hépatiques, quant à elles, présentent une
AnthocérotesLes anthocérotes, appartenant à l'embranchement des
ouverture simple, semblable à un pore, qui ne peut se fermer. C'est
Anthocerotophyta (« plantes à corne »), constituent la première branche
peut-être pourquoi elles prospèrent dans les milieux humides.
des bryophytes. Elles ressemblent superficiellement aux hépatiques
Chez les formes thalloïdes, les sporophytes se développent sur des structures
thalloïdes, mais leurs cellules sont très différentes. Chaque cellule ne
ressemblant à de minuscules parapluies verts. Chez les formes feuillues, les
contient qu'un seul grand chloroplaste, une caractéristique qu'elles
spores se forment dans des sacs noirs ou bruns à l'extrémité de fins
partagent avec certaines algues. Toutes les autres plantes possèdent
pédoncules transparents. À maturité, ces sacs se divisent en quatre sections.
plusieurs chloroplastes par cellule. Les anthocérotes sont discrètes, car
Outre la reproduction par spores, les hépatiques thalloïdes se reproduisent
elles mesurent en moyenne 1 à 2 centimètres de diamètre et sont très
également de manière asexuée par des amas de cellules appelés propagules.
difficiles à repérer, sauf lorsqu'elles développent leurs « cornes »
Celles-ci se forment dans des structures en forme de coupe. Les gouttes de
sporophytiques. La base (gamétophyte) est souvent de couleur bleu-vert
pluie peuvent détacher les propagules de leurs coupes et, si elles tombent
en raison des bactéries bleu-vert (cyanobactéries) qui vivent à l'intérieur
dans un endroit propice à leur germination, ces cellules se développeront en
de la plante. Ces bactéries fixent l'azote ; c'est-à-dire qu'elles captent
nouvelles plantes.
l'azote de l'air et le transforment en une forme assimilable par
l'anthocérote.
Les « cornes » sont d'un vert herbe et possèdent une cuticule et des
stomates qui restent ouverts. Elles croissent par ajout de nouvelles
cellules dans un méristème situé près de leur base et continuent de
s'allonger tout au long de leur vie. Lorsqu'elles sèchent, elles se fendent
à leurs extrémités et libèrent des spores.
MoussesLes mousses, appartenant à l'embranchement des Bryophytes («
plantes mousseuses »), sont les bryophytes les plus abondantes. On les
trouve souvent dans les zones ombragées et humides, mais aussi dans les
régions désertiques. Il existe environ 12 000 espèces répertoriées. Les
mousses vivent dans une grande variété d'habitats, des tropiques à l'Arctique,
et dans des milieux constamment humides comme dans des environnements
souvent chauds et secs. Certaines sont si petites qu'il faut une loupe pour les
Hépatiquesappartiennent à l'ordre et à l'embranchement des
observer clairement. D'autres peuvent atteindre plusieurs centimètres de
Marchantiophyta. Le nom provient du nom du genre.Marchantia
hauteur. Contrairement aux plantes vasculaires, qui possèdent des vaisseaux
Les hépatiques doivent leur nom au botaniste français du XVIIe
rigides, les mousses sont souples et malléables lorsqu'elles sont humides. De
siècle, Nicolas Marchant. Elles ont reçu leur nom commun il y a des
nombreux oiseaux utilisent les mousses pour tapisser leurs nids.
centaines d'années, lorsque l'on pensait que…
147
Le sporophyte des mousses se développe à partir d'une
La sphaigne, aussi appelée mousse de tourbe, possède des
tige unique issue du gamétophyte. Une capsule à spores
ramifications quinquennales ressemblant à de petites têtes de balai. Elle
se forme à son extrémité. Cette capsule est munie d'un
pousse dans des milieux humides ou marécageux, comblant
petit opercule. À maturité, l'opercule se détache et les
progressivement les dépressions. Ces tourbières moussues recouvrent
spores sont dispersées par le vent.
une part importante de la surface terrestre. Une fois enfouie et
On distingue trois grands groupes de mousses : les mousses
comprimée, la mousse se transforme en tourbe, utilisée comme
vraies (95 % des espèces), les sphaignes (mousses de la tourbe)
et les mousses granitiques (mousses des roches). Parmi les
mousses vraies, on trouve deux formes principales. Certaines
combustible dans certaines régions du monde. Les mousses granitiques
poussent sur les rochers, souvent en montagne ou dans les zones
arctiques. De couleur sombre, parfois noirâtre, elles peuvent ne pas
possèdent une tige unique et poussent en colonies denses.
ressembler du tout à de la mousse tant qu'elles ne sont pas mouillées.
Leur sporophyte se développe à l’extrémité de la tige. D’autres
Les mousses peuvent se dessécher et rester en dormance jusqu'à la
ont des tiges ramifiées et forment un tapis plumeux et ramifié.
pluie. À l'état sec, elles absorbent une quantité d'eau considérable. C'est
Leur sporophyte se développe latéralement. On les appelle
pourquoi les peuples autochtones les utilisaient comme matériau pour
respectivement acrocarpes (« fruit supérieur ») et pleurocarpes
les couches. De la sphaigne spécialement traitée est disponible dans le
(« fruit latéral »).
commerce pour contribuer au nettoyage des marées noires.
Plantes vasculaires, les trachéophytes
Ces plantes possèdent des tissus conducteurs de sève, appelés
La famille des lycopodes (ou sélaginelles) comprend des plantes à
xylème, et des tissus conducteurs de sève, appelés phloème.
feuilles persistantes qui poussent de l'Arctique aux tropiques. Leurs
On distingue deux grands groupes de plantes vasculaires : les
feuilles étroites s'enroulent en spirale autour de la tige, qui forme
lycophytes et les euphyllophytes (plantes à feuilles). Ces
souvent un stolon horizontal avec des rejets latéraux. Les feuilles
dernières se divisent en deux branches : les fougères
des lycopodes sont appelées microphylles (« petites feuilles »). Elles
(fougères, psilotes et prêles) et les plantes à graines. Les
ne possèdent qu'une seule nervure. Les lycopodes portent des
plantes vasculaires à spores (lycophytes et fougères)
spores disposées de deux manières différentes. Les spores de la
nécessitent une couche d’eau pour achever leur cycle de
sélaginelle luisante,Lycopodium lucidumLes spores se forment
reproduction. Cependant, certaines se sont adaptées à des
dans de minuscules structures en forme de haricot à la base des
milieux majoritairement secs. Leurs gamétophytes sont très
feuilles, près du sommet de la tige. Chez de nombreuses autres
petits et, chez certaines espèces, ils se développent sous terre,
lycopodes, les spores se forment au sommet de la tige dans une
nourris par des champignons symbiotiques.
structure conique appelée strobile. Le strobile est composé de
lignée des lycophytes
Arbres et lycopodes du Paléozoïque
Lycopodeset d'autres lycophytes étaient traditionnellement
minuscules feuilles modifiées.
Les mousses à pointes, également appelées sélaginelles, comprennent des
espèces qui poussent dans les régions tropicales humides et d'autres qui
poussent dans les déserts.Selaginella lepidophylla(«à feuilles écailleuses
Classée dans l'embranchement des Lycophyta (« plantes-loups ») ou des Lycopodiophyta (« plantes à pieds de loup »), cette plante,
appelée plante de la résurrection, pousse dans la région de Big Bend au Texas. Elle appartient à la lignée des Lycophyta, qui comprend un
groupe de plantes éteintes appelées les Lycopodiophyta.
des zosterophylles, ainsi que de grands arbres qui étaient les
plantes dominantes des marais du Carbonifère.Lépidodendron
L’arbre à écailles avait une apparence fantastique, avec un tronc
vert écailleux de 35 mètres de haut, surmonté de touffes de feuilles
ressemblant à de l’herbe. Les lycophytes actuels sont de petites
Lorsqu'elle est sèche, elle forme une boule brune. Mouillée, elle se
déploie, reverdit et reprend sa croissance. Elle continue de s'étaler
lorsqu'elle est humide, même après sa mort. Le feuillage des
sélaginelles ressemble à des écailles plates et imbriquées. Plusieurs
espèces sont cultivées comme plantes d'intérieur.
plantes herbacées. Comme leurs ancêtres, ils présentent une
Les isoètes, genreIsoètesCes lycopodes forment un groupe peu
ramification dichotomique, c’est-à-dire que leurs tiges se divisent
connu. Ils ressemblent à des herbes aquatiques grossières. Il
en deux branches de taille égale, formant ainsi un « Y ».
serait difficile de les identifier comme tels sans les renflements
Les lycophytes actuels sont répartis en trois lignées :
les lycopodes (Lycopode,Huperzia), les mousses à
pointes, (Sélaginelle), et les isoètes (Isoètes).
bulbeux à la base des feuilles, là où se forment les spores.
148
Isoètesest considéré comme un groupe frère deLépidodendron
et des arbres à lycopodes disparus apparentés.
Lignée des euphyllophytes : le clade des fougères, Polypodiopsida
Le clade des fougères comprend quatre lignées : les trois
elle se développe souvent comme épiphyte sur les troncs des fougères arborescentes, et
décrites ci-dessous et une lignée de fougères tropicales, les
notamment sur ces structures.
marratidées. Ces dernières se divisent entre les psilotes et les
fougères leptosporangiées. Une espèce de marratidée possède
des feuilles de 9 mètres de long, les plus longues de
Les psilotes forment un groupe frère de l'ordre des
Ophioglossales, qui comprend également les fougères de la
vigne (Botyrchium) et les ophioglosses (Ophioglossum). Les
N'importe quelle fougère.
Ophioglossidées possèdent des racines, certes réduites,
Prêles, qui appartiennent tous au genrePrêle Les prêles (ou « soies de
mais elles ne présentent qu'une seule feuille. Les psilotes et
cheval ») de l'ordre des Équisétales ne comptent plus que 15 espèces
les Ophioglossidées constituent la sous-classe des
actuelles, mais elles constituaient une part importante de la flore du
Ophioglossidae.
Carbonifère. Parmi les prêles ancestrales, on trouve des espèces
Fougères(Les fougères leptosporangiées (sous-classe des
arborescentes.Calamites(«Un fossile de roseau (« roseau fossile ») a
Polypodiidae) constituent le groupe le plus répandu des fougères,
atteint 18 mètres de haut et présentait la même disposition de branches
avec environ 10 560 espèces connues. Elles possèdent de larges
enroulées que les prêles actuelles. Les prêles ont des tiges côtelées
feuilles nervurées, semblables à celles des plantes à graines. Ces
renforcées par de la silice. Leurs feuilles sont minuscules et pointues.
feuilles sont appelées mégaphylles (« grandes feuilles »). Les
Elles sont soudées en collerettes qui entourent les nœuds. Ce qui
feuilles de fougère sont également appelées frondes.
ressemble à de fines feuilles frangées chez certaines prêles est en
réalité une branche. Les prêles sont communes dans l'hémisphère nord,
mais ne poussent pas naturellement en Océanie. Elles poussent souvent
sur les berges des cours d'eau. Leurs rhizomes (tiges souterraines)
produisent de nouvelles pousses et les rendent difficiles à éradiquer
dans les jardins. Les spores se forment dans des strobiles au sommet
des pousses. Chez certaines espèces, des pousses brunes non ramifiées,
portant des strobiles, apparaissent au début du printemps. Celles-ci
libèrent leurs spores et se fanent, laissant place à des pousses vertes
ramifiées sans strobiles. Les spores de prêle possèdent des structures
appelées élatères, qui facilitent leur dispersion par le vent. Ce sont des
projections rubanées qui se déploient à partir de la spore lorsqu'elle
sèche. et s'enroulent autour lorsqu'elle est humide. Les élatères aident
la spore à se déplacer jusqu'à ce qu'elle atteigne un endroit
suffisamment humide pour se développer.
Les feuilles des fougères se développent à partir de bourgeons
enroulés appelés crosses. Ces bourgeons se déroulent de la
base à l'extrémité. La forme des feuilles de fougères varie,
allant des feuilles simples à bords lisses aux feuilles composées
complexes bipennées ou tripennées. Si les feuilles produisent
des spores, on les appelle feuilles fertiles (ou frondes) ou
sporophylles (« feuilles à spores »). Les spores se forment en
taches ou lignes brunes en relief appelées sores. Les sores sont
des amas de sporanges, structures porteuses de spores. Le
terme « leptosporangié » (du grec) désigne les fougères
leptosporangiées.lepto-,"Le terme « mince » décrit le sporange
des vraies fougères. Il s'agit d'un leptosporange, dont
l'enveloppe mince se fend lorsque les spores sont matures.
Une structure annulaire entourant chaque leptosporange se
contracte et expulse les spores. VoirUne histoire naturelle des
fougèresRobbin Moran a fourni une description saisissante de
Fougères à fouet,que les botanistes classent dans l'ordre des Psilotales
cette « dissémination des spores », caractéristique des
(du grecpsilosLes fougères (dites « nues ») sont des plantes à structure
fougères leptosporangiées. Certaines espèces de fougères
simplifiée. Leur corps semble être constitué uniquement de tiges. Grâce
produisent des spores sur des feuilles brunes pédonculées qui
à des champignons mycorhiziens, leurs tiges souterraines font office de
poussent au centre du feuillage vert.
racines. Les premières plantes terrestres avaient une symbiose similaire
avec des champignons fixés à leurs tiges souterraines. Bien que ces
plantes ressemblent beaucoup à certaines plantes fossiles primitives,
elles appartiennent à la famille des fougères et se sont simplifiées. Elles
vivent dans les régions tropicales et subtropicales. Il existe deux genres :
PsilotumetTmesipteris.PsilotumSes branches ont la forme d'un « Y » et
portent de minuscules feuilles écailleuses. Ses spores se développent
dans des protubérances jaune vif composées de trois parties. On la
trouve dans les régions tropicales d'Amérique du Nord et d'Hawaï, dans
le sol et sur d'anciennes coulées de lave.TmesipterisCette fougère,
également appelée fougère à fourche, pousse en Océanie. Ses tiges
sont aplaties et ressemblent à des feuilles.
Les fougères présentent une grande diversité de tailles et de
formes. La plus petite est une fougère flottant à la surface de l'eau
douce et mesure moins d'un centimètre de diamètre. Les plus
grandes sont les fougères arborescentes, qui poussent sous les
tropiques. Les plus hautes peuvent atteindre 20 mètres, bien que la
plupart mesurent entre 2 et 4 mètres. Contrairement aux plantes à
graines, les fougères arborescentes ne produisent pas d'écorce,
mais certaines possèdent une enveloppe extérieure semblable à de
l'écorce. Cette enveloppe est très prisée des orchidophiles car elle
offre un support naturel aux orchidées épiphytes. De nombreuses
fougères poussent en épiphytes, notamment sous les tropiques.
149
Lignée des euphyllophytes :
On ignorait cela lorsqu'on a nommé une espèce de cycas « palmier
Plantes à graines - spermatophytes
sagoutier ». Les cycas poussent lentement et plusieurs espèces
Les premières graines apparaissent dans les archives fossiles à la
fin du Dévonien, il y a environ 365 millions d'années. Les premières
plantes à graines largement répandues, les fougères à graines,
étaient abondantes au Carbonifère. L'importance des graines pour
la survie des espèces est illustrée par le nombre de plantes à
graines actuelles comparé à celui des plantes sans graines. Les
botanistes ont recensé environ 300 000 espèces de plantes à
graines et environ 33 000 espèces de plantes à spores. De toute
évidence, les graines ont constitué une innovation majeure. Les
plantes à graines n'ont pas besoin d'une couche d'eau à leur
surface pour se reproduire. Le pollen transporte une cellule mâle
(le spermatozoïde) jusqu'à l'ovule, qui contient l'ovule.
On décrit souvent les graines comme « une petite plante dans une boîte avec
son repas ». Elles contiennent un embryon et des réserves nutritives, tous
deux protégés par une enveloppe. Les plantes comme les céréales et les
légumineuses stockent une grande quantité d'aliments nutritifs dans leurs
graines, qui constituent une part importante de l'alimentation humaine. Les
graines peuvent survivre à la dessiccation et à des températures trop basses
pour la croissance des plantes. La plupart ne peuvent pas se disperser aussi
loin que les spores, mais elles disposent de nombreux moyens de
dissémination, transportées par le vent, l'eau et les animaux. Les plantes sans
graines doivent produire des millions de spores, car très peu d'entre elles
atteindront un lieu propice à leur germination. Les plantes à graines peuvent
investir davantage de ressources dans un nombre réduit de graines, car
celles-ci peuvent présenter une forme particulière ou d'autres adaptations qui
les aident à atteindre un nouvel emplacement favorable.
Gymnospermes
Quatre des cinq lignées de plantes à graines sont regroupées
sont menacées d'extinction car elles sont récoltées plus rapidement
qu'elles ne peuvent se développer. Leurs troncs renferment une
substance riche en amidon, mais celle-ci doit être lavée avant d'être
consommée car les tissus des cycas contiennent des toxines. Ces
toxines les protègent des herbivores. Les animaux peuvent
consommer l'enveloppe extérieure des graines, vivement colorée,
et contribuent ainsi à la dissémination de la plante. Sous cette
couche comestible se trouve une enveloppe durcie. Les réserves
nutritives internes de la graine sont toxiques.
Le cycasZamia pumila(«Le cycas nain est le seul originaire
des États-Unis. Il est adapté aux pinèdes sableuses de
Floride, où les feux de forêt sont fréquents. Sa tige se
développe principalement sous terre, ce qui lui permet de
survivre au feu. Seules les feuilles et les cônes émergent du
sol. D'autres cycas possèdent un tronc aérien et certains
atteignent 18 mètres de hauteur. Les cycas vivent dans des
climats chauds, dans des habitats variés allant de la forêt
tropicale humide aux zones semi-désertiques. Leur
croissance est si lente qu'il leur faut parfois 50 ans pour
gagner un mètre en hauteur.
Les cycadées possèdent des cônes polliniques et des cônes à graines (ou
feuilles porteuses de graines) sur des parties distinctes de la plante.
Elles attirent les coléoptères et les charançons, qui transportent le
pollen du cône mâle au cône femelle. Elles constituent le plus ancien
groupe de plantes actuelles à pollinisation par les insectes. Chez
certaines espèces, les cônes des cycadées sont énormes, les plus grands
dépassant 75 centimètres de hauteur. Ces cônes sont également
appelés strobolies. La famille des Zamiacées possède à la fois des cônes
polliniques et des cônes à graines. Chez les Cycadacées, les graines se
forment sur des structures foliacées situées au sommet de la plante.
parmi les gymnospermes, ou plantes à graines nues. On ignore
encore laquelle de ces lignées est la plus proche des
Les cycadées sont souvent cultivées comme plantes ornementales dans
angiospermes. La plupart des gymnospermes portent leurs
les régions au climat doux. Leurs feuilles composées pennées sont
graines dans des structures coniques. À maturité, les écailles
robustes et coriaces, et résistent au flétrissement. Plusieurs espèces
des cônes s'écartent et la graine se retrouve à découvert entre
sont disponibles en tant que plantes d'intérieur. La plus ancienne plante
elles. C'est cette disposition des graines à l'intérieur des écailles
en pot connue est probablement une cycadée conservée aux Jardins
du cône qui leur vaut le nom de plantes à graines nues. Les
botaniques royaux de Kew. Elle fut importée d'Afrique du Sud en
graines elles-mêmes possèdent certaines structures externes,
Angleterre en 1775.
comme les ailes membraneuses des graines de pin ou l'arille
charnue des graines d'if.
CycadéesLes cycadées appartiennent à la classe des Cycadopsida
et à l'ordre des Cycadales. Avec leur tronc unique et leur couronne
de feuilles, elles ressemblent à des palmiers, mais leur histoire est
bien plus ancienne. Elles constituent une branche ancienne des
gymnospermes. Apparues au début du Permien, les cycadées
représentaient une part importante de la flore de l'ère mésozoïque.
Les palmiers, quant à eux, ont évolué au cours de l'ère cénozoïque.
150
GinkgosElles sont apparues pour la première fois au Permien et
étaient abondantes à l'ère mésozoïque. Elles sont considérées
comme un groupe frère des cycadées. Il ne reste aujourd'hui
qu'une seule espèce.Ginkgo biloba(«Le ginkgo bilobé, également
appelé arbre aux quarante écus, a été sauvé de l'extinction par des
moines chinois qui le cultivaient sur les terrains de leurs temples. À
Vantage, dans l'État de Washington, se trouve le parc d'État de la
forêt pétrifiée de Ginkgo, qui abrite des vestiges du Miocène.
Des fossiles (datant d'environ 15 millions d'années) ont été découverts.
Les conifères sont parfaitement adaptés aux régions froides et
C'est l'un des rares endroits où le bois de ginkgo a été préservé. Les
sèches. Apparus au Carbonifère, ils se sont diversifiés durant le
fossiles de feuilles sont plus fréquents.
Permien, période plus froide et plus sèche. Aujourd'hui, la
Le ginkgo est un arbre très longévif, pouvant vivre environ
1 000 ans. Il est résistant aux insectes, aux maladies et à la
pollution atmosphérique. Les organes mâles (producteurs de
pollen) et femelles (producteurs de graines) se trouvent sur des
arbres distincts. Bien que souvent utilisés comme plantes
ornementales, les arbres femelles sont évités en raison de
l'odeur désagréable de leurs graines mûres. Ces graines sont
consommées en Asie après avoir été décortiquées et grillées.
Le nom « ginkgo » signifie « abricot d'argent » en japonais. Ses
famille des pins forme de vastes forêts boréales. Parmi les
caractéristiques qui leur permettent de survivre aux étés courts
et aux hivers rigoureux, on note un feuillage à surface réduite,
une cuticule épaisse et des stomates situés sous la surface des
aiguilles. Cette disposition des stomates limite l'évaporation. La
résine présente dans leurs feuilles les protège des insectes et
du gel. Les champignons mycorhiziens jouent un rôle essentiel
chez les conifères, leur permettant d'absorber l'eau et les
minéraux des sols rocailleux et pauvres de leur habitat.
feuilles, en forme d'éventail, présentent une nervation
particulière. Elles sont dépourvues de nervure centrale ; les
Les conifères sont pollinisés par le vent. Peu de plantes produisent
nervures se divisent en deux à la base de la feuille, puis courent
une telle abondance de pollen. Lorsque les cônes mâles d'une forêt
parallèlement au bord extérieur. À l'automne, les feuilles
arrivent à maturité, une fine couche de pollen jaune recouvre tout.
prennent une teinte jaune doré avant de tomber.
La plupart des conifères portent leurs graines dans des cônes. Les
conifèresLes pins sont les gymnospermes les plus communs. Ce
sont des arbres et des arbustes à bois tendre ; aucun n’est herbacé.
Il n’existe qu’environ 630 espèces, mais elles poussent partout dans
le monde. Les pins que nous connaissons sont originaires de
l’hémisphère nord. De nombreuses espèces originaires de
l’hémisphère sud ont une apparence très différente. Le pin de l’île
Norfolk et l’araucaria du Chili appartiennent à la famille des
cônes des genévriers sont recouverts d'une enveloppe charnue qui
leur donne l'apparence de baies. Les cônes des pins ont des écailles
ligneuses ; ceux des épicéas, des écailles papyracées. Les cônes des
sapins et des cèdres se dressent sur les branches et se désagrègent
en mûrissant, libérant ainsi leurs graines. Les cônes du sapin de
Douglas pendent et présentent une bractée caractéristique à trois
pointes entre leurs écailles.
Araucariacées (du nom de l’Arauco, au Chili). Ils possèdent des
GnétophytesCe sont des plantes peu communes. Elles sont
feuilles rigides, en forme d’épines ou triangulaires, enroulées en
étroitement apparentées aux conifères et pourraient constituer
spirale autour de leurs tiges. AgathisCe genre possède des feuilles
une lignée sœur de la famille des pins. Elles se répartissent en trois
épaisses et ovales. Il comprend le kauri de Nouvelle-Zélande, qui
genres, vestiges d'une branche du vivant autrefois plus diversifiée
peut atteindre des dimensions gigantesques. La famille des
et abondante. Le premier,Gnetum, regroupe des lianes et des
podocarpacées (« pieds-fruits ») porte ses graines isolément. Celles-
arbres tropicaux qui portent des graines dans des structures
ci sont recouvertes d'une enveloppe charnue et présentent une
ressemblant à des chatons. Leurs feuilles coriaces ressemblent
base renflée, d'où le nom de la famille. Ces familles sont dioïques :
beaucoup à celles des eudicotylédones, mais elles n'ont pas de
leurs cônes polliniques et leurs graines se trouvent sur des arbres
fleurs. Les gnétophytes tirent leur nom de ce genre. Le second est
distincts.
Welwitschia,Une plante insolite du désert namibien, unique
Dans l'hémisphère Nord, la famille des pins (Pinaceae) comprend
les pins, les sapins, les épicéas, les pruches, les cèdres et les
mélèzes. Ces arbres à aiguilles portent des cônes à la fois
pollinisateurs et producteurs de graines sur le même plant. La
famille des ifs (Taxaceae) possède des graines uniques,
enveloppées d'un arille charnu, et est dioïque. La famille des cyprès
(Cupressaceae) est présente dans les deux hémisphères. Elle
comprend le cyprès chauve, les séquoias, les cyprès, les genévriers
et le « cèdre rouge », qui est en réalité une variété de cyprès. Le
représentante de son genre. Chaque plante porte des graines ou
du pollen dans des structures coniques. Elle ne possède que deux
feuilles rubanées, particularité qui leur permet de continuer à
croître tout au long de sa vie. Le troisième genreÉphédraIl s'agit
d'un groupe d'arbustes désertiques dioïques à minuscules cônes.
Leurs feuilles sont petites et discrètes. La photosynthèse se déroule
principalement dans les tiges vertes.ÉphédraCes espèces sont
originaires des zones désertiques du sud-ouest des États-Unis. Elles
vivent sur tous les continents à l'exception de l'Océanie.
feuillage des branches matures ressemble à de petites écailles
imbriquées chez la plupart des genres, bien que certaines espèces
Une espèce chinoise deÉphédraL'éphédra est la source
aient des aiguilles. Plusieurs membres de la famille des
originelle de l'éphédrine. Elle soulage la congestion nasale
Cupressaceae sont appelés cèdres, mais les vrais cèdres
et les symptômes du rhume. Les premiers colons de l'Utah
appartiennent à la famille des pins et sont originaires du bassin
et les Amérindiens utilisaient l'éphédra à des fins
méditerranéen.
médicinales. On l'appelle couramment « thé mormon ».
151
Les insectes pollinisent souvent les gnétophytes, et les animaux
Leurs graines contiennent une seule pousse pointue. Elles
contribuent à la dispersion de leurs graines. On a longtemps cru
possèdent généralement un système racinaire fibreux et
que les gnétophytes étaient étroitement apparentés aux plantes à
des fleurs composées de trois parties. Chez la plupart, les
fleurs, mais les données génétiques démontrent le contraire. Ils
nervures principales des feuilles sont parallèles, bien que
semblent plutôt apparentés aux conifères, et probablement issus
certaines espèces présentent des nervures réticulées. Les
de leur propre lignée.
vaisseaux de la tige d'une monocotylédone sont organisés
Plantes à fleurs - angiospermes
en faisceaux dispersés, plus concentrés à la périphérie de la
tige. Les principales familles de monocotylédones
Les plantes à fleurs, ou angiospermes (« plantes à graines en boîte »),
comprennent les graminées et les céréales (Poacées), les lis
constituent le plus grand groupe de plantes à graines, avec plus de 295 000
(Liliacées), les iris (Iridacées), les orchidées (Orchidacées) et
espèces recensées. Les fossiles indiquent que ce groupe s'est développé
les palmiers (Arécacées).
abondamment il y a environ 135 millions d'années, mais son apparition est
probablement bien plus ancienne. Presque toutes les plantes cultivées sont
des plantes à fleurs, de même que la majorité des plantes ornementales.
Les eudicotylédones possèdent deux cotylédons dans leurs graines.
Leurs racines sont pivotantes, mais certaines espèces développent
également des racines fasciculées. Leurs pièces florales sont
généralement composées de quatre ou cinq organes. Le limbe de
Les angiospermes possèdent des caractéristiques dérivées telles
leurs feuilles présente des nervures réticulées. Dans leurs tiges, les
que la fleur, l'ovaire et le fruit, ainsi que la double fécondation. Le
faisceaux vasculaires sont disposés en anneau près du bord
tube pollinique transporte deux spermatozoïdes jusqu'à l'ovule.
externe. Certaines eudicotylédones sont capables de développer de
L'un féconde un ovule, l'autre fusionne avec une autre cellule pour
nouvelles strates de croissance sur leurs tiges et de former du bois.
former l'albumen. Les angiospermes possèdent également de
Les principales familles d'eudicotylédones comprennent les
véritables vaisseaux dans leur xylème, plus efficaces pour le
tournesols (Asteraceae), les rosiers (Rosaceae), les légumineuses
transport de l'eau que les tissus vasculaires des autres
(Fabaceae), les moutardes (Brassicaceae), les solanacées
trachéophytes.
(Solanaceae), les courges (Cucurbitaceae) et les chênes (Fagaceae).
La plupart des plantes à fleurs utilisent les insectes ou d'autres
Les angiospermes basales et les magnoliidées représentent
animaux comme pollinisateurs. D'autres, comme les
graminées, les chênes et les peupliers, sont anémophiles. Chez
ces dernières, les fleurs sont discrètes. Elles sont généralement
dépourvues de pétales et de sépales, bien que les étamines
possèdent souvent de longs filaments permettant aux anthères
de pendre et de capter le vent.
environ 3 % des plantes à fleurs. La première branche est
AmborellaLe magnolia est un petit arbuste endémique de
Nouvelle-Calédonie. La branche suivante, plus ancienne,
regroupe les nénuphars et les espèces apparentées. La plus
importante de ces premières branches est celle des
magnoliidées, qui comprend la famille des Lauracées, celle
Traditionnellement, les plantes à fleurs sont divisées en deux
des Pipéracées et celle des Magnoliacées. On a longtemps
classes : les monocotylédones et les dicotylédones. Récemment, les
cru que le magnolia était la plus ancienne fleur, d'où le nom
botanistes ont identifié plusieurs branches anciennes de plantes à
de Magnoliophyta, autrefois utilisé pour désigner ces
fleurs qui ne sont ni des monocotylédones ni des dicotylédones : les
plantes à fleurs. Leurs fleurs présentent généralement des
angiospermes basales et les magnoliidées. Les premières
pièces disposées en spirale, à la manière des écailles d'un
comprennent les nénuphars et l’anis étoilé ; les secondes
cône. Le nombre de pièces florales est souvent variable.
regroupent les magnolias, les lauriers et les poivriers. Ces
premières branches étaient autrefois classées parmi les
La structure florale a évolué au fil du temps. Ces changements
dicotylédones, ce qui formait un groupe polyphylétique de lignées
relèvent de tendances évolutives ; on ne peut donc pas dater
non apparentées. Une fois les angiospermes basales et les
une plante d’après ses fleurs, mais seulement affirmer qu’elle
magnoliidées exclues, le groupe restant constitue une seule lignée,
est plus ou moins dérivée ou altérée par rapport à l’ancêtre.
un groupe monophylétique. Il s’agit des eudicotylédones, c’est-à-
Les fleurs les plus anciennes présentaient une symétrie radiale
dire les « vraies dicotylédones ». Les eudicotylédones possèdent (ou
leurs ancêtres possédaient) un pollen à trois lobes. Les
monocotylédones, les angiospermes basales et les magnoliidées
possèdent un pollen à un seul lobe.
et possédaient des organes mâles et femelles. Leurs « pétales »
ressemblaient à des feuilles et leurs carpelles étaient des
feuilles modifiées qui enveloppaient les ovules. Les pièces
florales étaient disposées en spirale et leur nombre variait. Plus
Les monocotylédones, qui représentent environ un quart des plantes à
tard, les fleurs ont développé moins de pièces, mais leur
fleurs, possèdent une seule feuille embryonnaire (cotylédon).
nombre est resté fixe pour chaque espèce.
152
Chez les plantes (par exemple, les cinq pétales d'une fleur de pommier
Les plantes à fleurs sont classées en familles selon la structure
contre les 6 à 12 pétales d'un magnolia), les différentes parties se sont
de leur fleur et des études moléculaires. L'Angiosperm
disposées en verticilles ou en anneaux, plutôt qu'en spirales, et des
Phylogeny Group (APG) a mis au point un système de familles,
corolles soudées en forme de coupe sont apparues. Des fleurs à
d'ordres et de branches supérieures non hiérarchisées. Le
symétrie bilatérale se sont développées. Certaines fleurs ont évolué avec
niveau de classification le plus utile pour identifier les plantes
un nombre réduit de parties, et certaines sont dépourvues de pétales ou
est celui de la famille. Un guide de terrain local peut s'avérer
de sépales. Certaines ne possèdent que des étamines ou que des
précieux pour trouver les familles de plantes présentes dans
carpelles. Les pétales des fleurs les plus évoluées se développent au-
votre région, et de nombreuses encyclopédies botaniques sont
dessus de l'ovaire (on parle alors d'ovaire infère), tandis que ceux des
organisées par famille.
fleurs plus proches de la forme ancestrale se développent en dessous
(on parle alors d'ovaire supère). Les carpelles des fleurs les plus
évoluées sont généralement soudés en un pistil composé. Certaines
plantes ont développé des inflorescences, des groupes de fleurs
regroupées en grappes. Ces arrangements permettent une pollinisation
plus efficace que les fleurs solitaires.
Vous trouverez plus d'informations sur les lignées des plantes
à fleurs sur Wikipédia ou sur le site web de phylogénie des
angiospermes, http://www.mobot.org/MOBOT/research/
APweb/. Voir aussi le livre,Plantes du mondepar Christenhutz
et al. dans la liste des ressources.
Noms des familles de plantes à fleurs
Les noms des familles de plantes se terminent par « -aceae », prononcé « a-see-ee », comme si l'on lisait les lettres
ACE. Les familles sont regroupées en ordres, qui se terminent par « -ales », prononcé « a-lees ».
Il existe plus de 400 familles de plantes à fleurs. En pratique, il est préférable de se concentrer sur les familles locales les plus communes.
La liste ci-dessous présente plusieurs familles courantes que les élèves rencontreront probablement lors de leurs études botaniques, en
plus de celles figurant à la page suivante. Si vous présentez une famille à l'aide de spécimens en classe et si vous identifiez les plantes de la
nature en indiquant leur nom et leur famille, les enfants apprendront sans doute facilement les familles de plantes à fleurs.
Nom commun
Membres familiers
Cactacées
famille des cactus
figuier de Barbarie, saguaro, cholla, cactus-
Cucurbitacées
famille de courges
baril, concombre, citrouille, courge, pastèque,
Euphorbiacées
famille d'euphorbes
poinsettia, manioc, caoutchouc, euphorbe,
Fagacées
famille chêne
chêne, hêtre et châtaignier
Malvacées
famille mauve
rose trémière, gombo, coton, hibiscus,
Onagraceae
famille des onagres, famille épilobe,Clarkiafuchsia, pavot onagre, cœurs-
Papaveraceae
des pavots
de-Marie
Renonculacées
famille bouton d'or
clématite, ancolie, anémone, pied-d'alouette, aconit
Rosacées
famille rose
pomme, fraise, pêche, framboise, aubépine,Spiraea, tomate potentille,
Solanacées
famille des solanacées
poivron, aubergine, pomme de terre, pétunia,Nicotiana,Datura
Amaryllidacées
famille amaryllis
amaryllis, agapanthe, oignon, jonquille
Iridacées
famille iris
iris, crocus,Freesia, glaïeuls, lis des champs aux yeux
Liliacées
famille des lys*
bleus,Fritillaria, mariposa, orchidées tulipe, y compris la
Orchidacées
famille des orchidées
vanille
Nom scientifique
Eudicotylédones :
Monocotylédones :
* Remarque : Plusieurs groupes ont été retirés de la famille des liliacées et placés dans des familles distinctes. Il s’agit notamment des familles des alstroemères et
des trilles. L’ordre des asperges comprend de nombreux membres qui appartenaient auparavant à la famille des liliacées.
153
Familles de plantes à fleurs ayant deux noms officiels
Les noms traditionnels de plusieurs familles de fleurs ont été modifiés car ils ne respectaient pas les règles établies. Il est utile de
connaître à la fois les anciens et les nouveaux noms, car on les trouve dans les ouvrages de référence et ils sont tous deux encore
considérés comme acceptables.Utilisez les nouveaux nomsDans le cadre de vos études de botanique, préparez-vous, mais soyez
prêts au cas où vos enfants rencontreraient les anciens noms. Voici la liste des changements.
Ancien nom
Nouveau nom
Nom(s) commun(s)
Exemples de membres
Composée
Astéracées
famille des tournesols ou des composées
aster, marguerite, laitue, pissenlit, souci,
artichaut, chardon, chrysanthème, verge
d'or
Crucifères
Brassicacées
famille moutarde
radis, chou, brocoli, giroflée,
bourse-à-pasteur
Graminées
Poacées
famille des graminées
blé, maïs, riz, avoine, bambou, canne à
sucre
Lamiacées
Lamiacées
LégumineusesFabacées
Palmier
Arécacées
OmbellifèresApiacées
famille de menthe
famille des légumineuses ou des pois
famille des palmiers
famille de la carotte ou du persil
origan, basilic, coléus, sauge, lavande,
Ajuga
luzerne, haricots, trèfle, mimosa,
indigo, glycine, acacias
palmiers, notamment cocotier, palmier
dattier, rotin, raphia
persil, carotte, aneth, céleri, anis,
ciguë, berce commune
Familles basales d'angiospermes qui ne sont ni des monocotylédones ni des eudicotylédones (« vraies dicotylédones »)
Les branches basales des angiospermes comprennent :
Nymphaeaceae – nénuphars
Illiciaceae – anis étoilé, anis de Floride
La branche des Magnoliidées des angiospermes comprend : Lauracées –
cannelle, avocatier, laurier, sassafras, laurier des bois Magnoliacées –
magnolia, tulipier de Virginie
Annonacées – asiminier, chérimole, ylang-ylang ;
Pipéracées – poivre (l’épice), peperomia ; Aristolochiacées –
aristoloche, pipe à feuilles de hollandais
154
Spécimens et collections du règne végétal
Présentation de spécimens réels
Les leçons sur les lignées végétales devraient inclure des spécimens réels autant que possible. Consultez d'abord les fournisseurs de plantes d'intérieur de
votre région. Vous pouvez commander des spécimens vivants ou conservés de la plupart des lignées qui ne sont pas disponibles localement. Voici quelques
fournisseurs.
Site web de Carolina Biological Supply Company (1-800-334-5551 ou www.carolina.com), 2022
Caractéristiques : Hépatiques, mousses et kits de culture de mousses, fougères et kits de culture de fougères,
Sélaginelleespèces, LycopodeLes lames microscopiques de matériel végétal préparées pour cette espèce permettent
de visualiser le cycle de vie d'une plante à fleurs en un mois environ.
Site web de Ward's Biology (1-800-962-2660 ou http://wardsci.com/), 2022
Caractéristiques : Hépatiques, mousses,Sélaginelle, un prêle, un cycas, des graines de radis à croissance rapide.
Site web d'Acorn Naturalists (1-800-422-8886 ou www.acornnaturalists.com) 2022
Caractéristiques : rondelles d'arbres, presses à plantes, loupes 5X.
•
Consultez Internet pour trouver d'autres entreprises. Notez que le genre le plus courant de cératophylle estAnthocéros (antho-SERos). Elle est souvent classée parmi les hépatiques. Il existe une plante d'aquarium appelée anthocérotes ouCératophylleCe n'est
PAS ce que vous recherchez. Parmi les hépatiques, les genres utiles de forme thalloïde comprennent : Marchantia(mar-SHAN-tiah) etConocéphale(co-no-SEF-ah-lum). Les formes feuillues comprennent le genre PorellaNotez que les appellations « pin
terrestre » et « cèdre terrestre » sont des noms communs trompeurs utilisés pour certaines lycopodes.
•
Cherchez des mousses qui poussent aux alentours de votre classe et aidez les enfants à les reconnaître. Si possible, procurez-vous
des spécimens avec des pédoncules et des capsules à spores. Examinez-les à la loupe ou au microscope binoculaire pour
observer leurs moindres détails. Regardez une coupe transversale d'une touffe de mousse pour comprendre comment elle se
forme grâce à la croissance serrée de nombreuses petites plantes. Si vous ne trouvez pas de mousse, vous pourrez peut-être en
obtenir chez un fleuriste.
•
Si vous avez un jardin botanique à proximité, vérifiez s'il abrite des spécimens de fougères à psittes et d'autres plantes sans
graines, moins communes. Une visite au jardin botanique est une excellente façon de découvrir la diversité végétale.
•
Les pépinières et les serres proposent une variété de fougères et de plantes à fleurs. On y trouve parfois aussi des cycadées (dont
certains genres incluent…).Cycas,Dioon,Encéphalartos, etZamia), unSélaginelle, ou une fougère à psittes. Une fougère à psittes
commune estPsilotum nudum, (« nu et sans défense »). On peut parfois acheter des pins de l'île Norfolk etPodocarpusLes
éphédras, conifères de l'hémisphère sud, sont cultivés comme plantes d'intérieur. On les trouve parfois comme plantes
ornementales. Ce sont les seules gnétophytes que l'on peut cultiver vivantes dans les régions tempérées. Les autres gnétophytes
sont disponibles uniquement en images.
•
Les branches et les cônes séchés de conifères constituent un matériel pédagogique précieux pour l'étude de ce groupe. On peut s'en
procurer ou les ramasser lors de ses voyages. Les cônes se conservent des décennies s'ils sont gardés au sec.
Collections de plantes
•
Qu'elle soit réalisée par un seul élève ou par toute la classe, la collecte de plantes est très enrichissante pour l'étude du
règne végétal. Il existe de nombreuses méthodes de collecte. La méthode traditionnelle consiste à presser des spécimens
et à les fixer sur du papier spécial. Un étiquetage précis est essentiel pour toute collection. Les plantes peuvent être
classées par ordre taxonomique pour constituer un herbier. Les fournisseurs de matériel biologique proposent tout le
nécessaire pour ce type de collection. Veillez à ce que personne ne collecte de plantes rares ou menacées. Limitez la
collecte de fleurs sauvages aux espèces abondantes. Les feuilles d'arbres et d'arbustes peuvent généralement être
collectées sans trop les endommager. Vous pouvez protéger les feuilles séchées et fixées en les plastifiant. Il existe
d'autres méthodes de collecte ; poursuivez votre lecture.
155
Collections de plantes((suite)
•
Une autre façon de « collectionner » des plantes consiste à les photographier ou à les dessiner (voir l'illustration botanique ci-dessous). Cette
méthode est sans danger pour les plantes et permet aux élèves d'apprendre à les observer attentivement. Ils peuvent ainsi consigner les
différentes étapes de leur croissance, du bourgeon à la fleur, puis au fruit. Ils peuvent également utiliser des photographies de catalogues
de semences pour enrichir leurs collections. Ces illustrations peuvent servir à diverses activités. La création d'un album généalogique ou
d'un guide des plantes locales peut constituer un excellent projet de classe. Classez les illustrations par famille, ordre et groupement
supérieur, comme les rosidées et les astéridées.
•
Les gousses et les graines séchées constituent un autre type de collection végétale pouvant être conservée pendant de
nombreuses années. Une méthode pour préserver les végétaux fragiles consiste à les fixer dans des boîtes de Petri en plastique
vides ou d'autres boîtes transparentes, sur un support composé de feutre et de fibres de patchwork. On place d'abord les fibres,
puis le feutre, et enfin les végétaux. Fermez la boîte de Petri avec du ruban adhésif et étiquetez le fond. Les étudiants peuvent
observer ce type de spécimen monté au microscope stéréoscopique ou à la loupe.
•
Utilisez vos spécimens de plantes pour présenter les différents groupes végétaux, comme matériel pour des exercices de tri, pour
familiariser les élèves avec la flore locale et pour illustrer la diversité des structures végétales. Le simple fait de disposer de
spécimens ou d'une image à consulter stimulera leur curiosité et leur curiosité.
Illustration botanique
L'illustration botanique est un excellent moyen d'aider les élèves à développer leur sens de l'observation et à apprécier le monde végétal.
De nombreux ouvrages pratiques sont disponibles à ce sujet.
• Jim Arnosky initie les élèves au dessin de plantes dans ses livres, notammentS'inspirer de la natureet sa série
de croquis en plein air.
• Tenir un journal de nature : découvrez une toute nouvelle façon de voir le monde qui vous entoureL'ouvrage de Clare
Walker Leslie et Charles E. Roth (3e édition, 2021) propose des conseils pour le dessin, l'observation et la tenue d'un
journal. Découvrez les autres ouvrages de Clare Walker Leslie.
• Bienvenue en Nouvelle-Zélande : un journal de la natureL'ouvrage de Sandra Morris, publié en 2014 par Candlewick Press, propose des idées originales
pour tenir un journal de nature. Il offre également un aperçu de la faune et de la flore uniques de Nouvelle-Zélande.
• Vous trouverez des exemples de cette forme d'art dans ce livre.
Blunt, Wilfrid et William T. Stern. 1994.L'art de l'illustration botanique.Édition révisée. Elle comprend
l'histoire de cet art.
Autres façons d'illustrer les plantes
•
Pour une méthode simplifiée d'illustration botanique, voirImpressions nature avec herbes, fleurs et fruits, par
Laura Donnelly Bethmann, Storey Publishing (2001).
•
Une méthode simple pour collecter des images de plantes consiste à les découper dans des catalogues d'horticulture et des
magazines de jardinage ou de nature. Les sites Internet mentionnés dans les ressources constituent une autre bonne source, à
condition de pouvoir imprimer à partir de ces sites. Des fiches botaniques sont disponibles auprès de fournisseurs tels que
Montessori Services, qui propose les coffrets Big Picture Science.Principales branches du règne végétal,Familles de plantes à
fleurs,48 cartes de fleurs à étudier et à trier, etFormes et marges des feuilles.
•
Vous pouvez photographier de vraies plantes avec un photocopieur ou un scanner. Cette méthode est particulièrement efficace pour les
feuilles et autres parties de plantes relativement plates. Pour un bel exemple d'images numérisées, voir :Feuilles et goussespar Josie
Iselin et Mary Ellen Hannibal (2006). Recherchez des photographies de plantes numérisées pour voir plus d'images sur Internet.
•
La photographie est un excellent moyen de collecter des images de plantes. Un téléphone portable peut suffire pour prendre une
photo utile. Un appareil photo avec mode macro est une alternative plus onéreuse et de meilleure qualité. Les enfants pourraient
souhaiter illustrer un guide des plantes présentes dans l'espace vert de l'école ou aux alentours.
156
Questions d'étude et suggestions d'activités
-
Créez une affiche présentant les nombreux organismes dont le nom contient le mot « mousse ». Indiquez lesquels sont de véritables
mousses et précisez la classification des autres. Vous pouvez par exemple inclure la lycopode, le lichen, les algues des étangs (parfois
appelées mousses), l'œillet mousse, la mousse d'Irlande, la mousse espagnole et les mousses.
-
Cherchez des bryophytes aux abords de votre école. Combien d'espèces pouvez-vous trouver ? Comparez ce nombre avec
celui d'un autre endroit, comme un parc et une zone où la flore indigène n'a pas été perturbée.
-
La sphaigne recouvre au moins 1 % des terres émergées. Quelle est la superficie de cette surface par rapport aux États-Unis ?
Découvrez comment se forment les tourbières à sphaigne.
-
Créez un terrarium de mousse. Consultez le livre.Le monde magique du jardinage de mousseAnnie Martin (2015) vous
propose son aide. Veillez à causer le moins de dégâts possible lors de la récolte des mousses.
-
Démontrez la différence entre le besoin de soutien dans l'eau et hors de l'eau. Vous pouvez utiliser un grand bécher ou un bocal
rempli d'eau et une pelote de laine ou un gros pompon (vous pouvez en fabriquer un). À quoi ressemble la pelote dans l'eau et hors
de l'eau ? Qu'est-ce que cela vous apprend sur les changements survenus chez les plantes lorsqu'elles ont commencé à vivre sur
terre ?
-
Faites germer des graines d'eudicotylédones et de monocotylédones et comparez leur croissance. Décrivez leurs systèmes racinaire
et aérien. Exemples : eudicotylédones – haricots, luzerne, brocoli ; monocotylédones – oignons, blé, maïs.
-
Achetez une plante de la résurrection et remplissez-la d'eau non chlorée. Observez son développement et chronométrez le temps
nécessaire à son déploiement. Parviendrez-vous à la faire pousser ? (Elle sera peut-être morte à l'achat.) Examinez son feuillage à la
loupe et faites-en un croquis.
-
Découvrez une cycas menacée. Où pousse-t-elle ? Pourquoi est-elle menacée ? Que fait-on pour la protéger ? Quelles
sont les conditions nécessaires à sa culture en tant que plante horticole ?
-
Faites tremper de grosses graines de monocotylédones (maïs) et d'eudicotylédones (haricots), puis coupez-les en deux. Trempez les surfaces
de coupe dans une solution d'iode pour observer la présence d'amidon, la réserve nutritive. L'amidon et l'iode, en se combinant, prennent une
couleur bleu-noir foncé. Repérez les embryons. Une loupe ou un microscope stéréoscopique vous sera utile.
-
Créez un tableau présentant les graines, les fruits et les fleurs des monocotylédones et des eudicotylédones. Si possible, incluez des schémas
en coupe montrant les différentes parties. Identifiez la famille de chaque plante.
-
Préparez une lame de microscope avec des spores de prêle. Pouvez-vous observer comment les élatères (attaches rubanées) se déplient ou s'enroulent ?
Commencez par saupoudrer les spores sur une lame de verre. Observez les spores, puis ajoutez du vernis à ongles transparent et une lamelle couvreobjet. Comparez ce résultat à l'ajout d'eau et d'une lamelle couvre-objet.
-
Représentez schématiquement le cycle de vie d'une fougère. En quoi diffère-t-il de celui d'une bryophyte et d'une plante à graines ?
-
Préparez une lame de spores de fougère pour le microscope. Déposez les spores sur une lame de verre en tapotant légèrement. Observez la
lame au microscope pour vérifier la présence de spores. Ajoutez quelques gouttes de vernis à ongles transparent ou de milieu de montage,
puis une lamelle couvre-objet. Vous obtiendrez ainsi une lame qui se conservera plusieurs années. Vous pourrez collecter et comparer les
spores de nombreuses plantes sans graines.
-
Préparez une lame de pollen pour le microscope. Comparez le pollen de différentes familles de plantes, ainsi que celui de monocotylédones et
d'eudicotylédones. (Consultez l'activité sur les spores de fougères ci-dessus pour les instructions.) Réalisez des dessins pour une affiche afin de partager
vos observations.
-
Prenez des photos des fleurs de votre région et utilisez-les pour créer une rubrique « Fleur de la semaine » pour votre classe ou une
autre. Indiquez le nom commun et le nom scientifique de la plante, sa famille et ses principaux lignages. Vous pouvez le faire aussi
bien pour les plantes cultivées que pour les plantes indigènes. Si vous vous y prenez à l'avance pour l'année suivante, vous pouvez
prendre les photos dès cette année et publier un aperçu des plantes qui fleuriront au printemps prochain. Vous pouvez intituler votre
publication : « Bientôt dans une prairie (ou un jardin) près de chez vous ! »
-
Constituez une collection de capsules ou de têtes de graines. Représentez la fleur de chaque plante avec un dessin ou une
photographie. Il vous faudra peut-être étiqueter les plantes au printemps et observer la maturation de leurs ovaires.
Récoltez les capsules lorsqu'elles sont sèches. Si nécessaire, vaporisez vos spécimens de laque pour cheveux afin d'éviter
qu'ils ne s'éparpillent. Vous pouvez utiliser des boîtes de Petri vides ou d'autres récipients à couvercle transparent.
157
Présentez vos spécimens. Ajoutez de la fibre de matelassage et une couche de feutre pour maintenir les capsules en place. Étiquetez
les spécimens en indiquant la famille florale, toute autre information d'identification disponible (genre, espèce, nom commun), la
date, le nom du collecteur et le lieu de collecte.
-
Faites des recherches sur la flore indigène de Nouvelle-Zélande. Environ 90 % des plantes qui y poussaient à
l'arrivée des Européens sont endémiques. Décrivez quelques-unes de ces plantes uniques. La flore indigène
d'Hawaï constitue un autre sujet d'étude.
-
Les plantes domestiquées ont peu d'effets nocifs sur l'homme. Il en va autrement des plantes sauvages. Nombre d'entre elles
produisent des poisons, même celles apparentées aux plantes domestiquées. Certains de ces poisons peuvent être utilisés comme
médicaments à faibles doses. Renseignez-vous sur les poisons produits par l'une des plantes suivantes, ou trouvez-en d'autres que
vous souhaiteriez étudier : l'aconit, la belladone, la digitale, la sorgho fourchue, le ricin, la datura et la ciguë aquatique.
-
Qu'est-ce que le papillon machaon anisé ? De quelle famille de plantes à fleurs se nourrit-il, ainsi que d'autres papillons machaon ?
-
Nous utilisons plusieurs espèces de menthe dans notre cuisine. Découvrez lesquelles, comment elles sont cultivées, transformées et
utilisées. Consultez l'ouvrage d'Harold McGee.Sur la nourriture et la cuisine(2004), pour obtenir de l'aide.
-
Faites des recherches sur une plante utilisée pour ses fibres (coton, lin, etc.) ou ses teintures. Décrivez son cycle de vie et ses conditions de culture.
Comment les fibres ou les teintures sont-elles transformées pour être utilisées par l'homme ?
-
Faites des recherches sur un produit végétal utilisé comme insecticide. Il peut s'agir d'une plante indigène ou d'un produit
transformé industriellement.
-
Observez les pollinisateurs. Trouvez un endroit confortable pour vous asseoir près d'un parterre de fleurs. Observez-les
pendant au moins 15 minutes et notez tous les types de pollinisateurs qui les visitent. S'il y a plusieurs espèces de fleurs au
même endroit, notez d'abord leurs noms, puis listez les pollinisateurs pour chaque espèce. Si vous observez une espèce de
fleur, vous pouvez ensuite vous déplacer vers un endroit où pousse une autre espèce et comparer vos observations.
Combien d'insectes ou d'autres pollinisateurs avez-vous vus ? Les pollinisateurs variaient-ils d'une fleur à l'autre ? Les
pollinisateurs étaient-ils attirés par une forme de fleur particulière (par exemple, les abeilles par les fleurs tubulaires) ?
Observe-t-on des insectes différents le matin et l'après-midi ?
La plante invitée – une manière d’aborder un sujet complexe
Le règne végétal peut sembler un sujet immense et il est facile de se demander par où commencer. Après une
introduction générale, une méthode efficace consiste à recevoir régulièrement une nouvelle plante hôte, environ une
fois par semaine. Choisissez de préférence une espèce qui pousse à proximité et qui ne sera pas trop affectée par le
prélèvement d'une petite bouture. Vous pouvez déterrer une plante envahissante ou une plante à déplacer. Lavez la
terre des racines et placez-les dans l'eau. Si vous prélevez une bouture d'une plante ligneuse, préparez un vase d'eau
pour la recueillir dès qu'elle est prélevée.
Présentez la plante aux enfants en leur fournissant des informations telles que son nom commun, son nom scientifique et la famille à laquelle
elle appartient. Vous pouvez, si vous le souhaitez, situer la famille sur l'arbre phylogénétique des angiospermes.
Fournissez aux enfants des guides botaniques et d'autres ressources pour approfondir leurs connaissances sur
la plante. Ils peuvent commencer par trouver un autre spécimen dans son milieu naturel. En lisant des
informations sur la plante, ils apprendront le vocabulaire nécessaire pour la décrire. Une séance de suivi leur
permettra de partager ce vocabulaire, de décrire les caractéristiques principales de la plante et de faire part de
leurs autres découvertes.
Ne vous attardez pas à décrire chaque détail de la plante. Commencez par les racines, si elles sont présentes, puis la tige, que
l'on peut simplement qualifier de ligneuse ou herbacée. La disposition des feuilles sur la tige est importante : opposées,
alternes ou verticillées. On peut décrire les feuilles comme simples ou composées, et noter la présence éventuelle de lobes ou
de dents. Voir le jeu de photos.Formes et marges des feuillesD'après Big Picture Science. La botanique regorge de termes,
inutile d'encombrer la terminologie de mots trop complexes ou obscurs. Encouragez les enfants à dessiner la plante et
expliquez aux plus réticents qu'il s'agit d'illustration scientifique s'ils n'apprécient pas le dessin.
158
Guide de prononciation pour les études botaniques
Acrocarpe (prononcé Ak-row-Karp), une catégorie de mousses dont les sporophytes poussent à partir du sommet de la tige.
Araucaria(aré-ah-CARE-ee-ah), un genre de conifères de l'hémisphère sud Archaeplastida (aré-Kee-plassTEE-dah), la lignée des eucaryotes qui a développé les premiers chloroplastes
Aristolochia(ah-RIS-toh-LOW-key-ah), une des angiospermes basales
Bryophyta (bry-OFF-ah-tah), embranchement des mousses
bryophyte (BRY-eh-FITE), une plante non vasculaire, soit une hépatique, une anthocérote ou une
mousse Calamites(cal-ah-MY-tez), arbres éteints de la lignée de la prêle
charophyte (CARE-eh-FITE), une algue verte qui partage de nombreuses caractéristiques avec les plantes ;
cutine (KEW-tn), la substance cireuse présente à l'extérieur des plantes
cycadée (SIGH-kad), gymnosperme ressemblant à un palmier
embryophyte (EM-bree-oh-FITE), autre nom pour les plantes terrestres ; Équisétales (eh-Kwihsee-TAY-lees), l'ordre des prêles ; euphyllophytes (you-FILL-eh-Fites), la lignée des plantes à
graines et le clade des fougères ; gamétophyte (gah-MEET-ah-FITE), la génération végétale qui
produit les ovules ou les spermatozoïdes.
gemmes, singulier gemme (JEM-ee, JEM-ah), petits amas de cellules qui aident une plante à se reproduire de manière
asexuée ; gnétophytes (Net-oh-Fites), lignée deGnetum,Éphédra, etWelwitschia leptosporangiate (lep-Toe-spore-AN-geeate), décrit les vraies fougères leptosporangium (lep-Toe-spore-AN-gee-um), le fourreau de spores d'une fougère
leptosporangiate lignine (LIG-nin), une substance ligneuse qui renforce les parois cellulaires dans certains tissus végétaux
lycophytes (Lye-koh-FITES), lignée sœur des euphyllophytes ; mousses massues, mousses à pointes et isoètes
Lycopodiidae (Lye-koh-POH-dih-eh-dee), une sous-classe, un autre nom pour les lycophytes
méristème (MARE-eh-stem), un tissu végétal dans lequel les cellules se divisent ;
monilophytes (moe-NIL-eh-FITES), un autre nom pour le clade des fougères
mycorhize, pluriel, mycorhizes (MY-koh-RISE-ah, MY-koh-RISE-ee), l'association mutualiste entre
racines de plantes et champignons
ophioglossides (oh-FYE-oh-GLOS-sid), une lignée de fougères qui comprend les fougères à grappes et les fougères à langue
de vipère ; pleurocarpes (Plew-row-Karp), une catégorie de mousses dont les sporophytes poussent sur le côté de la tige ;
podocarpes (POH-deh-Karps), une lignée de conifères de l'hémisphère sud.
Polypodiidae (Pah-lee-POH-deh-ih-dee), une sous-classe, un autre nom pour le clade des
fougères Psilotales (sigh-lo-TAY-lees), l'ordre des psilotales
Psilotum(soupir-LOT-um), le genre de fougères à moustaches
ptérophyte (Tare-eh-FITE), membre du clade des fougères [traditionnellement inclus les lycophytes] ; rhizoïde (RISEoid), structure d'ancrage filiforme, semblable à une racine, mais plus petite et dépourvue de vaisseaux. Sélaginelle(
suh-LAJ-eh-NELL-lah), un genre de mousses massues
sore, pluriel sore, structure sur les feuilles de fougère où se forment les spores.
Sporophyte, génération végétale produisant les spores, partie visible des plantes à graines.
Sporopollénine, substance protectrice de la couche externe des spores et du pollen.
Stobile, pluriel strobile, structure conique ou en forme de cône.
Thalloïde (THAL-oyd), ayant un corps aplati et non spécialisé, sans racines, tiges ni feuilles Tmesipteris(mehZIP-ter-us), une parente néo-zélandaise des fougères à moustaches
159
Ressources pour l'étude du règne végétal
LE = premier cycle du primaire (6-9 ans) ; UE = deuxième cycle du primaire (9-12 ans) ; MS = collège
Le règne végétal en général
DK Smithsonian Natural History : Le guide visuel ultime de tout ce qui existe sur Terre. 2021. Deuxième édition.
Éditions DK. Ce volumineux ouvrage encyclopédique utilise la classification phylogénétique la plus récente. Le chapitre consacré aux
plantes contient de nombreuses photographies de la plupart des lignées végétales. Il illustre les ordres des plantes à fleurs. Niveau :
élémentaire à adulte.
Levine, Shar et Leslie Johnstone. 2010.Plantes : Plantes à fleurs, fougères, mousses et autres plantes. Une classe
Collection « The Their Own ». Éditions Crabtree. Informations de base pour le niveau élémentaire.
Pascoe, Elaine. 2003.Plantes sans graines.La série « Guide des enfants sur la classification des êtres vivants ».
Éditions Rosen. Cet ouvrage, destiné aux jeunes élèves du primaire, présente les hépatiques, les mousses, les fougères
et les lycopodes. Il contient de superbes photos de Dwight Kuhn. Un autre volume de la série est consacré aux plantes à
graines. Épuisé.
Scott, Katie et Kathy Willis. 2016.BotanicumBienvenue dans la collection Musée. Big Picture Press. Ceci contient
Un diagramme phylogénétique utile. Ses illustrations sont attrayantes et les informations sont pertinentes. Il serait
judicieux de le compléter avec de belles photos ou des illustrations réalistes de plantes. LE-UE
Stewart, Melissa. 2007.Comment poussent les plantesSérie « Dis-moi pourquoi, dis-moi comment ». Référence Marshall Cavendish.
Voici une bonne introduction aux structures et processus végétaux. Épuisé. LE
Consultez les guides de terrain locaux sur les plantes indigènes pour identifier celles qui poussent dans votre région. La série
« Lone Pine Guide » est une excellente ressource pour l’ouest et le nord-ouest des États-Unis et du Canada.
Bryophytes
Un guide de terrain sur les mousses de votre région contiendra des illustrations et des informations sur ces plantes.
Johnson, Sylvia A. 1983.Mousses.Éditions Lerner. Il existe si peu de livres sur ce sujet que je recommande celui-ci.
Cette liste, bien qu'ancienne et épuisée, contient d'excellentes informations et de magnifiques photographies sur les
mousses et les hépatiques. LE-UE
Martin, Annie. 2015.Le monde magique du jardinage de mousseTimber Press. Les magnifiques photos et dessins
Les informations claires et fondamentales sur les mousses et leur biologie font de ce livre un excellent ouvrage de référence pour les
salles de classe. Destiné aux adultes, il peut également être partagé avec les élèves du primaire.
Schenk, George. 1997.Jardinage de mousses : y compris les lichens, les hépatiques et autres plantes miniatures.Presse à bois.
Le chapitre 2, « Définitions », propose un tableau comparatif utile, illustré de photos et de textes, des mousses, des hépatiques, des lichens et des
lycopodes. MS-adulte
Fougères et lycophytes
Un guide illustré des fougères peut aider les élèves à apprécier la diversité de ce groupe. Cherchez-en un qui
couvre votre région.
Cullina, William. 2020.Fougères, mousses et graminées indigènes.Réimpression. Echo Point Books and Media. Ceci est
Un magnifique aperçu de ces plantes souvent négligées. On y trouve des informations sur leur biologie et leur culture. Des photos
exceptionnelles présentent notamment des champignons mycorhiziens, des spermatozoïdes de prêle et des lycopodes.
Fowler, Allan. 2001.FougèreCollection « Débutants en sciences » (Rookie Read-About Science). Éditions jeunesse. Un ouvrage simple et bien illustré.
Introduction aux fougères pour les jeunes lecteurs. 5 ans et plus.
Morrin, Robbin. 2009.Une histoire naturelle des fougèresTimber Press. Cela couvre les lycophytes ainsi que les fougères et
Ce livre est très accessible. Il contient des illustrations de plantes disparues et actuelles. Il renferme de belles histoires à
partager avec les élèves du primaire ; il s’adresse en revanche à un large public adulte.
Owen, LL 2012.Le cycle de vie d'une fougèreLe Monde de l'Enfant. C'est l'un des rares livres pour enfants sur
fougères. Il contient les informations de base, mais les illustrations pourraient être mieux légendées.
160
Plantes vasculaires
DK EyewitnessArbre(L'ouvrage de 2015 contient de belles photographies de cônes et de feuillage de conifères.
Attenborough, David. 1995.La vie privée des plantes.Princeton University Press. Cela comprend de nombreux
Des récits fascinants sur le monde végétal. Le chapitre « Vivre ensemble » décrit les associations entre les plantes. Public adulte (MS-adult)
Bayton, Ross et Simon Maughan. 2017.Familles de plantes : un guide pour les jardiniers et les botanistes.L'Université
Publié par Chicago Press. Magnifiquement illustré de dessins botaniques, cet ouvrage contient de précieuses informations et un
arbre de vie des plantes à jour. Public cible : adultes
Christenhusz, Maarten, Michael F. Fay et Mark Chase. 2017.Plantes du monde : une encyclopédie illustrée
des plantes vasculairesKew Publishing et University of Chicago Press. Cet ouvrage de référence volumineux présente
la phylogénie des plantes vasculaires. Classé par ordre, il comprend des listes pour chaque famille. Richement illustré, il
offre une navigation agréable. Public : adultes
Coombes, Allen J. 2005.Dictionnaire des noms de plantes.Timber Press. Cette liste répertorie les noms de plantes horticoles et
donne leur origine et leur signification. UE-adulte.
Dowden, Anne Ophelia. 1994.De la fleur au fruitCe livre magnifiquement illustré offre un bon résumé de
Évolution des plantes. On y trouve un dessin de lycopode ainsi que de nombreuses espèces de fleurs. Tout ouvrage de cet
auteur que vous pourrez trouver vous sera utile. Disponible d'occasion. LE-UE
Eisley, Loren, photographies de Gerald Ackerman. 1996.Comment les fleurs ont changé le monde.Livres du Sierra Club.
Le texte est un chapitre du livre d'Eisley,L'immense voyageC'est une réflexion stimulante sur les
plantes à fleurs et leurs interactions avec les animaux. UE-adulte
Elpel, Thomas. 2005.La quête de Shanleya : une aventure botanique pour les enfants de 9 à 99 ans.
2020.La quête de Shanleya 2 : Aventure botanique à l'arbre tombéHOPS Press, Pony, Montana. Ces histoires sont un
excellent moyen de faire découvrir aux enfants les familles de plantes à fleurs. Fortement recommandé. LE-UE
Kingsbury, Noël. 2016.Flore du jardin : Histoire naturelle et culturelle des plantes de votre jardinBois
Presse. Cet ouvrage s'adresse à un public adulte général, mais ses nombreuses illustrations en font un livre intéressant à feuilleter. Les
informations générales et les explications des termes sont précieuses.
Ross, Michael Elsohn. 1997.Observer les fleurs avec Alice Eastwood.Carolrhoda Books. C'est une source d'inspiration.
Récit sur l'un des pionniers de la botanique aux États-Unis. Il présente les méthodes d'étude botanique sur le
terrain et les clés d'identification. Épuisé. LE-UE
Sibley, David Allen. 2009.Le guide Sibley des arbresKnopf, Borzoi Books. Ce guide est classé par plante.
famille. Les dessins sont clairs et précis, et les illustrations montrent les variations de feuillage. LE-adulte
Stewart, Melissa. 2004.Un défilé de plantesCollection « Investigate Science ». Compass Point Books. Cette collection comprend de nombreux ouvrages.
Idées pour l'observation des plantes et l'exploration de leur croissance. Épuisé. LE
Sullivan, Laura L. 2017.Explication des plantes à fleurs et des plantes sans fleurs.Collection Distinctions Nature. Cavendish
Square Publishing. Ce livre de 32 pages explique les différences de base. LE - Débutant UE
Tagliaferro, Linda. 2007.Le cycle de vie d'un pommierCapstone Press. Ce livre est accessible aux lecteurs débutants.
Un seul ouvrage à part. Les informations sont intéressantes, mais succinctes. D'autres titres de la série abordent les cycles de
vie des haricots, des carottes, des chênes, des pins et des tournesols.
Tudge, Colin. 2006.L'Arbre : Une histoire naturelle de ce que sont les arbres, comment ils vivent et pourquoi ils sont importants.
Éditions Crown. Magnifiquement écrit et inspirant, cet ouvrage offre une nouvelle perspective sur les arbres et leur importance. Destiné aux adultes
(niveau collège), il contient également des histoires pour les plus jeunes.
Les livres sur les jardins botaniques et les encyclopédies des plantes sont une excellente source de photographies de plantes variées. On prend
plaisir à les feuilleter pour admirer la diversité des formes végétales. Les enfants devraient avoir accès à des guides de terrain sur les plantes
indigènes et à des guides de jardinage sur les espèces horticoles locales, ainsi qu'à un bon ouvrage sur les plantes envahissantes que l'on rencontre
dans les zones perturbées ou qui poussent dans un jardin.
161
Plantes disparues
Bonner, Hannah. 2015.Quand les poissons ont eu des pattes, quand les insectes sont devenus gros et quand les dinosaures sont apparus.National
Société géographique. Ce livre est une compilation et une mise à jour de trois ouvrages précédents. C'est la meilleure ressource pour découvrir l'histoire de la
colonisation de la terre par les plantes et pour en apprendre davantage sur les plantes de l'ère paléozoïque. Illustré dans un style bande dessinée, il est plein
d'humour et captivant. Les enfants du primaire l'adoreront et les plus grands apprécieront peut-être même les blagues.
Thorogood, Chris, illustré par Amy Grimes. 2021.Quand les plantes ont conquis la planète : l'histoire incroyable
de l'évolution des plantesÉditions Quarto. Cet ouvrage présente des plantes disparues et leurs parents actuels. Il
contient les lignées actuelles du règne végétal. UE-MS
Ressources Internet((consulté en août 2022)
Ce site propose de nombreuses images à usage pédagogique sur les plantes.https://search.library.wisc.edu/digital/AGenBotColl
Voici les diapositives du cours d'introduction aux principaux groupes du règne végétal et à la structure des fleurs.http://
www.botany.wisc.edu/courses/botany_400/Lecture/0pdf/02Flowers.pdf
L'Université d'Hawaï propose une collection de plantes à fleurs classées par famille. Ce site web utilise une classification
plus ancienne, mais les images sont excellentes.http://www.botany.hawaii.edu/faculty/carr/fpfamilies.htm
Deux professeurs de botanique de l'Université de l'Illinois ont rassemblé une magnifique collection d'images pour
découvrir les familles de plantes à fleurs. Cliquez sur le nom de la famille, puis sur « Suivant » ou sélectionnez un sujet
dans le menu de gauche pour afficher les images.http://www.life.illinois.edu/help/digitalflowers/
« Arbres communs du Nord-Ouest Pacifique » propose un catalogue d’images, d’informations et de liens vers des ressources complémentaires. Les
arbres y sont répertoriés par leur nom commun et leur nom scientifique. Vous y trouverez une clé dichotomique et une liste d’arbres mystères pour
vous entraîner à l’identification.http://oregonstate.edu/trees/
Le site web PhytoImages propose des photos et des illustrations de plantes accessibles par famille ou par ordre.http://
phytoimages.siu.edu/
Le site web Plants in Motion utilise la photographie en accéléré pour montrer le mouvement des plantes. On y trouve des vidéos de l'éclosion des
fleurs, de la germination des graines et de la croissance des racines, ainsi que d'autres mouvements végétaux.https://
plantsinmotion.bio.indiana.edu/
La Société américaine de biologie végétale répertorie de nombreuses ressources pour l'enseignement primaire et secondaire.https://aspb.org/
educationoutreach/k12-roots-and-shoots/
Vous trouverez une bonne collection d'images de plantes ne produisant pas de graines à l'adresse suivante :http://bioimages.vanderbilt.edu/
pages/non-seed-plants.htm.
Matériel de botanique Big Picture Science, www.bigpicturescience.biz
Cartes photographiques de botanique :
Série 1. Principales branches du règne végétal
Série 2. Familles de plantes à fleurs
Série 3. 48 cartes de fleurs à étudier et à trier. Série
4. Formes et marges de feuilles.
Série 5. Quelle fleur pousse ici ?
Botanique illustrée pour enfants, une nomenclature botanique de style Montessori, comprend 54 livrets qui initient les
enfants à la forme et à la fonction des plantes.
162
Résumé des noms et faits relatifs au règne végétal
Nom commun de
groupe de plantes
Nom(s) alternatif(s) et
Espèces
noms peu fréquemment utilisés
connu,
(Traduction du nom)
estimation*
Autres informations
Elles ne possèdent ni véritables racines ni véritables tiges. Leurs structures
Bryophytes
plantes non vasculaires
ressemblant à des feuilles ne sont pas de véritables feuilles ; elles sont
dépourvues de nervures.
hépatiques
Marchantiophyta
(«Les plantes de Marchant»)
Elles sont dépourvues de stomates (pores qui peuvent se fermer) et
9 000
peuvent être dépourvues de cutine (couche cireuse extérieure).
Ces plantes pourraient constituer la première branche
anthocérotes
Anthocératophytes
(« plantes à fleurs de corne »)
225
du règne. Elles ressemblent un peu à de petites
hépatiques, mais leurs sporophytes sont en forme de
corne. Elles ne possèdent qu'un seul chloroplaste par
cellule, comme certaines algues.
Ce sont des plantes pionnières, capables de pousser sur la
mousses
Bryophytes
(« plantes mousseuses »)
12 700
roche, sur les sols nus et après les incendies de forêt. On
distingue trois grands groupes : les mousses vraies, les
sphaignes et les mousses des rochers.
Elles possèdent des tissus vasculaires qui transportent l'eau et les
Plantes vasculaires
Trachéophytes
LYCOPHYTES
lycopodiophytes, lycophytes
lycopodes
EUPHYLLOPHYTES
Lycopodiidae
Lycopodiopsida
Lycopodiophytes
Euphyllophyta
Euphyllophytina
308 312
Polypodiopsida
monilophytes
Il existe trois lignées : les lycopodes, les
sélaginelles (sélaginelles) et les isoètes. Elles
1 290
fougères ophioglossidées
Ophioglossidae
Psilotopsides
psilophytes
possèdent des microphylles (« petites
feuilles »).Lépidodendronétait un arbre à
lycopodes de la période carbonifère.
Toutes les plantes vasculaires, à l'exception des lycophytes,
307 022
appartiennent à ce groupe. Elles possèdent des mégaphylles («
grandes feuilles »), ou leurs ancêtres en possédaient.
10 560
ptéridophytes
fougères à moustaches et
une taille bien supérieure à celle des plantes non vasculaires.
Lignée sœur des euphyllophytes
(« plantes à feuilles vraies »)
clade des fougères
nutriments dans tout le corps de la plante. Elles peuvent atteindre
Les fougères, les psilotes et les prêles
appartiennent à cette lignée.
Les psilotes sont dépourvues de racines et ne possèdent
92
que de minuscules feuilles en forme d'écailles. Elles sont
étroitement apparentées aux ophioglosses, comme les
fougères à grappes, les eupatoires et les cynoglosses.
* Les estimations du nombre d'espèces présentées dans ce tableau sont tirées d'un article intitulé « Le nombre d'espèces végétales
connues dans le monde et son augmentation annuelle » de Maarten JM Christenhusz et James W. Byng, publié en 2016 dans la revue
Phytotaxa. http://dx.doi.org/10.11646/phytotaxa.261.3.1.
163
Les feuilles de ces plantes sont petites et soudées en
prêles
prêles
Équisétidés
Équisetopsida
collerette au niveau des nœuds. Ce qui ressemble à de
15
fines feuilles verticillées sont en réalité des branches.
Leurs tiges sont côtelées et contiennent de la silice.
Calamitesétait un prêle de l'époque carbonifère.
Sphénopsides
Elles possèdent des mégaphylles (« grandes feuilles »), de larges
feuilles parcourues de nervures semblables à celles des plantes à
fougères
Polypodiidae
fougères leptosporaginées
graines. Il existe une grande variété de formes. Les bourgeons
10 310
foliaires sont enroulés comme des crosses de fougère et se
déroulent au fur et à mesure de leur développement. Les spores se
forment dans des leptosporanges, eux-mêmes regroupés en sores.
On compte 33 familles.
Les graines peuvent germer plus vite et survivre plus
longtemps, dans des conditions plus difficiles, que les
spermatophytes
plantes à graines
lignophytes
296 460+
spores. C’est cette lignée qui a développé le bois
véritable, d’où le nom de « lignophytes ». La plupart de
ses représentants actuels sont cependant herbacés.
gymnospermes
(« plantes à graines nues »)
1 079
Les relations entre les quatre groupes de plantes
gymnospermes ne sont pas encore connues.
Les cycadées étaient abondantes à l'ère mésozoïque. Leurs
cycadées
Cycadales
337
feuilles ressemblent à celles des palmiers, mais elles sont
épaisses et coriaces. Les cycadées possèdent un tronc épais et
moelleux. Leurs cônes (strobiles) sont pollinisés par les
insectes.
Cet arbre, véritable « fossile vivant », peut vivre jusqu'à
arbre aux quarante écus
ginkgo
Ginkgophyta
1
1 000 ans. Ses feuilles en forme d'éventail et leur mode de
ramification (deux branches à la base, puis des branches
parallèles, sans nervure centrale) sont uniques.
conifères
(« porte-cone »)
Pinophyta
Conifères
La famille des pins est originaire de l'hémisphère
nord. Ces conifères sont bien adaptés aux climats
629
froids et secs, mais beaucoup d'autres sont limités
aux climats plus chauds. Le pin de Norfolk,
l'araucaria et les podocarpes sont des conifères de
Pinopsida
l'hémisphère sud.
Il existe trois sous-groupes : les lianes tropicales dont les
gnétophytes
Gnétophytes
112
graines sont contenues dans des structures ressemblant à des
chatons ; Welwitschia, une plante étrange du désert namibien ;
etÉphédra, un arbuste du désert dont les cônes présentent des
écailles charnues rouges à maturité.
Ce sont de loin les plantes qui prospèrent le plus.
angiospermes
plantes à fleurs
(« graines en boîte »)
Magnoliophyta
295 300+
Elles forment souvent des symbioses avec des
animaux qui pollinisent leurs fleurs et
transportent leurs graines. Ce sont les seules
plantes à porter des fleurs et des fruits.
164
grade ANA (Amborella,
basal
angiospermes
Nymphéales,
Austrobailiales - les trois
lignées distinctes)
AmborellaL'ordre des angiospermes, un arbuste
183
originaire de Nouvelle-Calédonie, est le premier ordre.
Les nénuphars et l'anis étoilé constituent les deux ordres
suivants.
La famille des Magnoliidées comprend les magnolias, les lauriers, le
magnoliidées
Magnoliidés
10 827
poivre noir et la monotrope à feuilles de houx. Beaucoup
présentent des fleurs en spirale, un peu comme des cônes.
Elles sont devenues dominantes à l'ère cénozoïque. Elles
monocotylédones
monocotylédone
74 273
comprennent les céréales, qui nourrissent une grande partie de la
population humaine, ainsi que les graminées, les lis et les palmiers.
Les eudicotylédones possèdent un pollen à trois lobes.
Les autres angiospermes ont un pollen à un seul lobe.
(« dicotylédones vraies »)
eudicotylédones
triclopes
210 008
La classe des dicotylédones (ou Magnoliopsida) est
obsolète. Les dicotylédones comprenaient les
angiospermes basales, les magnoliidées et les
eudicotylédones.
La plupart des botanistes utilisent la classification de l'APG (Angiosperm Phylogeny Group), qui ne comporte pas de rangs plus inclusifs
que les ordres. Il existe certes des lignées, mais celles-ci ne reçoivent pas de rang linnéen. Il convient de noter que diverses classifications
antérieures ont placé nombre des groupes mentionnés ici à des rangs linnéens différents, tels que les sous-embranchements, les classes,
voire les ordres. Les racines des noms restent les mêmes malgré les changements de rang, seules les terminaisons varient. Il est plus
important de mettre l'accent sur les lignées des plantes que sur leur classification linnéenne, bien que les noms de famille, de genre et
d'espèce soient utiles.
Signification de certains mots racines dans les noms de plantes
Terminaisons des taxons végétaux
Embranchement/Division
- phyta
Subphylum
- phytina, -cae
Classe
- opsida, -ones, -tae
Sous-classe
- idae
Commande
- bières
Famille
- aceae
angio- : vaisseau, étui, boîte
antho- : fleur
bryo- : mousse
cerato- : corne
équi- : cheval
foie
lyco-: loup
monili- : collier ou chapelet de perles
- phyta : plante
ptérido-: fougère
psilo- : nu ou dénudé
- setum : soie
spermatozoïdes : graine
165
166
Chapitre 8 : Qu'est-ce qu'un virus ?
Voici une photomicrographie électronique d'un
virion, une particule virale. Il s'agit d'un virus de la
grippe. Les structures enroulées au centre forment
un complexe de protéines et d'acide nucléique
viral, ici de l'ARN. La membrane externe provient
de la cellule hôte, mais les spicules à sa surface
sont des protéines virales. Ces protéines
permettent au virion de se fixer à une nouvelle
cellule hôte. Les vaccins contre la grippe induisent
la production d'anticorps contre ces spicules,
empêchant ainsi l'ARN viral de pénétrer dans nos
cellules et de les infecter. (Photo courtoisie des
Centres pour le contrôle et la prévention des
maladies.)
Introduction des virus
Lorsqu'on étudie la diversité du vivant, une question inévitable
Des médicaments pour soulager les symptômes d'une infection
se pose : « Qu'est-ce qu'un virus ? » D'autres questions en
virale et d'autres qui inhibent les virus eux-mêmes.
découlent, comme : « Les virus sont-ils vivants ? » Toute
discussion sur la vie doit aborder le problème des virus. Dans
ce chapitre, je tenterai de répondre à ces questions et de
présenter un aperçu de la reproduction, de la diversité et de la
classification des virus.
Le langage scientifique est toujours un sujet passionnant,
et les noms des virus offrent l'occasion d'explorer
l'étymologie des mots. Certains virus ont des noms
communs, souvent tirés de la maladie qu'ils provoquent,
comme le virus de la mosaïque du tabac, par exemple.
Bien que Sir Peter Medawar ait déclaré qu'un virus est une
D'autres virus ont des noms dérivés du latin et du grec. Les
mauvaise nouvelle enveloppée dans une protéine, il nous faut
virologues utilisent également des abréviations. Pour en
expliquer les virus plus en détail. Si les enfants ont déjà eu du
savoir plus, consultez la section sur les noms des virus et
mal à se représenter les minuscules cellules des procaryotes, ils
leurs traductions en anglais.
pourraient avoir encore plus de difficultés avec les particules
encore plus petites d'un virus. Le modèle viral présenté dans ce
chapitre peut les aider à se faire une idée plus précise de ce
qu'est un virus.
La classification détaillée des virus est généralement abordée au
niveau secondaire, mais les élèves du primaire peuvent s'intéresser
aux notions de base. Comme pour d'autres classifications en
biologie, il existe différents systèmes de classification des virus,
Comme pour les autres micro-organismes, une grande partie de
chacun répondant à des besoins spécifiques. Ce chapitre présente
nos connaissances concerne les virus responsables de maladies
les deux systèmes les plus courants.
humaines. Les enfants souhaiteront peut-être en savoir plus sur ces
Où se situent les virus dans nos représentations de l'Arbre
maladies et les virus qui les provoquent. Ce chapitre propose des
pistes de réflexion pour leurs recherches. Le fait que les virus
causent des maladies peut effrayer certains enfants. Rassurez-les :
les virus ne sont pas un phénomène nouveau pour l’humanité. Ils
existent depuis bien plus longtemps que nous, et nous avons
toujours dû composer avec eux. Notre organisme possède de
nombreux mécanismes de défense contre les virus, et les vaccins
nous offrent une protection supplémentaire.
de Vie ? Ils n'y ont pas leur place. Bien qu'ils puissent
provenir de cellules, nous ignorons tout de leurs liens avec
la vie cellulaire. Les virus ne laissent aucune trace fossile.
Les enfants seront peut-être intéressés par un schéma des
familles virales, mais ce schéma n'a aucun lien avec l'Arbre
de Vie. Au lieu d'une histoire sur l'origine des virus, il s'agit
simplement d'une histoire des virus.
167
Une histoire sur les virus
Nous avons observé l'Arbre de Vie et vu comment les
Pour vous aider à mieux comprendre les virus, comparons-les.combien
principales branches du vivant sont apparues et
de types différents de moléculesLa différence entre un virus et une
interconnectées. Lorsqu'on parle de microbes, on évoque
bactérie est considérable. Une bactérie moyenne possède au moins
souvent autre chose : la vie invisible à l'œil nu. Vous avez
2 000 types de molécules différents dans ses cellules. Une cellule
certainement déjà entendu parler des virus. Voyons ce
eucaryote moyenne en possède au moins 20 000, et généralement bien
qu'ils ont en commun avec les organismes de l'Arbre de Vie
plus. Un virus moyen, quant à lui, n'en possède que 10. C'est une
et quelle est leur place dans le monde vivant. Nous
différence majeure. On peut donc dire qu'un virus est minuscule et que
aborderons la question de la nature vivante des virus à la
sa composition est beaucoup plus simple que celle d'une cellule. De
fin de la leçon, lorsque vous en saurez plus à leur sujet.
toute évidence, un virus n'est pas une cellule.
[Vous pouvez donner aux enfants l'occasion de partager
leurs connaissances sur les virus. Cela vous permettra de
corriger les idées fausses au fur et à mesure de votre récit.]
Puisqu'un virus n'est pas une cellule, il n'est pas directement lié
à la vie cellulaire. Un arbre généalogique des virus ne fait pas
partie de notre Arbre de la Vie ; il devrait être placé à côté.
Nous ignorons l'origine exacte des virus. Certains scientifiques
La première chose que l'on peut dire à propos des virus, c'est
pensent qu'ils pourraient provenir du réservoir originel de la
queils sont très petitsEncore plus petits que les procaryotes,
vie. D'autres pensent qu'il pourrait s'agir de fragments de
les virus furent initialement appelés « virus filtrables » par les
cellules ayant échappé à la fusion.
chercheurs lors de leur découverte. Le mot « virus » signifie «
poison » en latin et désignait alors de nombreux agents
pathogènes. L'adjectif « filtrable » signifie que le virus était
suffisamment petit pour traverser un filtre aux pores si fins
qu'il retiendrait toutes les bactéries. Ceci démontrait que les
virus étaient bien plus petits que les bactéries.
De quoi est constituée une particule de virus ?On appelle virion
une particule virale isolée. Un virion est composé d'au moins deux
parties. Il contient une molécule d'information qui renferme le «
code génétique » du virus, c'est-à-dire les informations nécessaires
à la fabrication de ses différentes parties. Ce code génétique est
appelé génome du virus. [Le génome est l'ensemble des gènes. Un
[Affichez le schéma des virus animaux qui suit cette leçon. Vous
gène peut être décrit simplement comme un segment d'acide
pouvez préparer un rectangle de papier d'environ 17,5 x 35 cm (7 x
nucléique codant pour la séquence d'acides aminés d'une
14 pouces) pour représenter la taille d'une bactérie à la même
protéine.] La molécule d'information est entourée d'une enveloppe
échelle que les virus illustrés. Arrondissez les coins du rectangle
protectrice. Cette enveloppe, composée de protéines, est appelée
pour qu'il ressemble à une bactérie en forme de bâtonnet. Une
capside. Ce mot vient du latin « capside ».capsa, ce qui signifie «
cellule animale qui serait l'hôte des virus du schéma aurait un
une boîte ou un étui ».
diamètre d'au moins 178 cm (70 pouces).] Observons cela.schéma
des virusCette illustration présente des virus animaux. Certains
sont représentés en coupe transversale, d'autres entiers. [Montrez
les particules virales entières et les coupes transversales. Montrez
votre « bactérie » à titre de comparaison. Les virus des bactéries
Certains virions possèdent une couche supplémentaire, une membrane
qui faisait autrefois partie de la cellule hôte du virus. Cette membrane
est appelée enveloppe. Les virus qui possèdent ces membranes sont
appelés virus enveloppés.
ont une taille comparable à celle des virus animaux de taille
[Si vos élèves sont prêts à aborder le sujet de l'ADN et de l'ARN, vous
moyenne.] Les scientifiques peuvent observer les virus au
pouvez ajouter les informations suivantes. Sinon, contentez-vous des
microscope électronique, mais ils sont trop petits pour être vus au
notions de base.] La molécule d'information est un acide nucléique, soit
microscope optique. Les bactéries sont suffisamment grandes pour
de l'ADN (acide désoxyribonucléique), soit de l'ARN (acide
être observées au microscope optique, mais les scientifiques n'ont
ribonucléique). Les cellules possèdent également un génome. Le
pu observer les virus qu'à partir de la fin des années 1940, avec
matériel génétique d'une cellule est toujours constitué d'une double
l'avènement du microscope électronique. [Les enfants
hélice d'ADN, et elle utilise une simple hélice d'ARN comme copie de
remarqueront peut-être la forme géométrique de certains virus et
travail pour la synthèse des composants cellulaires. Les cellules
pourront la commenter. Vous pouvez approfondir cette
contiennent toujours à la fois de l'ADN et de l'ARN, tandis que les virus
observation avec les informations ci-dessous et en réalisant le
ne possèdent qu'un seul type d'acide nucléique.
modèle d'un adénovirus plus loin dans ce chapitre. Si les mimivirus
Les virions sont constitués de quelques éléments seulement.
géants sont évoqués, sachez que ces virus d'amibes et d'algues
L'enveloppe externe qui protège le génome est composée d'unités
sont beaucoup plus grands que la moyenne et peuvent être
répétitives formant souvent une figure géométrique. Une forme
observés au microscope optique.]
courante pour un virus simple est l'icosaèdre, un solide à 20 faces.
168
avec des faces triangulaires. Certains virus sont des spirales qui
Beaucoup de pièces dans une boîte, on a secoué le tout et on a déversé des petites
s'enroulent étroitement et forment une tige. Le virus de la mosaïque du
machines.
tabac est un exemple de virus spiralé. [Voir l'illustration plus loin dans ce
chapitre.] Les virus plus complexes possèdent une enveloppe ou
d'autres couches. Par exemple, les virions peuvent être constitués d'une
spirale d'acide nucléique et de protéines enfermée dans une enveloppe
contenant d'autres protéines virales à l'extérieur. [Voir l'illustration en
page d'introduction.]
Dans de nombreux cas, les nouveaux virionss'évader de la cellule
Ce processus est appelé lyse, qui signifie « détachement » en grec.
Les biologistes utilisent le terme « lyse » pour désigner
l'« ouverture ». Les nouveaux virions se dispersent. Certains
peuvent entrer en contact avec une nouvelle cellule hôte et s'y
répliquer. [La lyse est un terme général désignant l'ouverture d'une
Nous le savons tous par les rhumes que nous attrapons.Les virus
cellule, quelle qu'en soit la cause.] Certains virions circulent
peuvent se reproduireIls procèdent cependant différemment des
librement dans l'environnement jusqu'à ce qu'ils entrent en contact
cellules. Un des principes de la biologie est que les cellules
avec une cellule. D'autres virus utilisent un organisme vivant pour
proviennent exclusivement d'autres cellules. Bien que les
se transmettre à un nouvel hôte. Cet organisme est appelé vecteur.
premières cellules aient dû provenir d'organismes plus simples,
Par exemple, les moustiques sont le vecteur du virus du Nil
depuis lors, toutes les cellules se sont issues de cellules
occidental. [Les vecteurs transmettent également des agents
préexistantes. Les cellules se reproduisent d'elles-mêmes et
pathogènes. Le paludisme en est un exemple.]
possèdent tous les éléments et le « mécanisme » nécessaires à
cette reproduction. Les virus, quant à eux, ne possèdent pas ce
mécanisme.Ils doivent utiliser une cellulepour produire
davantage de leurs composants. Leur reproduction est si différente
que les biologistes l'appellent réplication virale. [Si les enfants ont
étudié les cellules, expliquez-leur que les virus doivent utiliser les
ribosomes d'une cellule pour se répliquer. Cela fait partie de la
définition d'un virus.]
ExaminonsQue se passe-t-il lorsqu'un virus se réplique ?
[Afficher le schéma intitulé « Comment les virus se répliquent »,
tiré de ce chapitre. Il représente un virus infectant une
bactérie.] Tout d'abord, le virion doit entrer en contact avec une
cellule hôte, une cellule dans laquelle il peut se répliquer. Les
virus sont incapables de se déplacer par eux-mêmes. Ils
produisent un très grand nombre de descendants, et si l'un
d'eux rencontre une cellule, il peut s'y reproduire. Lorsque le
virion entre en contact avec la cellule, il doit…se fixer à la
celluleLes protéines présentes à la surface de la particule lui
permettent de se fixer. Ensuite, elle doit faire passer sa
molécule d'information à travers la paroi cellulaire (si la cellule
en possède une) et la membrane cellulaire.génome viralalors
libéré dans la cellule.[Les étapes décrites ci-dessus sont
appelées fixation et pénétration. Chez les virus animaux
enveloppés, la membrane externe du virus reste à l'extérieur
de la cellule hôte, tandis que l'acide nucléique et sa capside
protéique pénètrent à l'intérieur. L'acide nucléique doit être
libéré de sa capside avant de pouvoir se répliquer.
Le génome du virus prend le contrôle de la cellule, tel un pirate de l'air.
Elle transforme la cellule en une usine de fabrication de pièces
virales.Il utilise la machinerie cellulaire, de petites molécules
constitutives et des réserves d'énergie pour fabriquer ses composants.
Lorsque la cellule contient suffisamment de composants viraux, ceux-ci
s'assemblent et s'assemblent en nouveaux virionsLes pièces
s'assemblent d'elles-mêmes, sans aucune aide extérieure. [C'est ce
qu'on appelle l'auto-assemblage.] C'est comme si vous placiez un
[Voici des informations complémentaires sur la réplication
virale. Vous pouvez omettre les informations suivantes
concernant les cycles lytique et lysogénique ou les aborder
dans une leçon ultérieure, plus avancée.] Ce type de
reproduction virale est appelé cycle lytique car la cellule est
lysée (détruite) à la fin. Le cycle de reproduction se poursuit
sans interruption lors du cycle lytique.
Certains virus peuvent insérer leur génome dans une cellule
hôte et attendre longtemps avant de la contrôler et de la
transformer en usine à composants viraux. C'est le cas des
virus de l'herpès. L'un d'eux provoque des boutons de fièvre
sur les lèvres, un autre la varicelle. Si vous avez déjà eu la
varicelle, il est possible que vous ayez un génome de virus de
l'herpès dans certaines de vos cellules nerveuses. Certaines
personnes ayant eu la varicelle développent une autre maladie
à l'âge adulte : le zona. Le virus de la varicelle présent dans
leurs cellules se multiplie alors, provoquant une éruption
cutanée vésiculeuse et des douleurs dues à l'inflammation des
nerfs. Lorsqu'un virus se cache dans une cellule pendant une
longue période avant d'avoir terminé sa reproduction, on parle
de cycle lysogénique. « Lysogénique » signifie « qui provoque la
lyse ». [Retour à la leçon principale ci-dessous.]
Pensez-vous qu'il existe plus de types de cellules ou plus
de types de virus ? Il existe sans aucun doute plus de
types de virus, car chaque espèce de vie cellulaire
étudiée est infectée par au moins un virus.
Revenons à lala question de savoir si les virus sont vivantsLes êtres
vivants possèdent de nombreuses caractéristiques. Parmi celles-ci
figurent le besoin en eau, en énergie, en molécules constitutives et en
un habitat approprié. Les caractéristiques de la vie comprennent la
capacité de se développer, de se reproduire, d'utiliser l'énergie pour
maintenir l'ordre, de percevoir l'environnement, de réagir aux stimuli,
de s'adapter et d'évoluer. Les cellules possèdent toutes ces
caractéristiques et répondent à tous ces besoins.
169
Les virus ne possèdent qu'une partie de ces caractéristiques et
besoins. Ils ont besoin du milieu aqueux d'une cellule pour se
répliquer, mais certains peuvent se déshydrater et y survivre
longtemps. Ils peuvent se répliquer à nouveau si on leur ajoute de
l'eau et qu'ils sont mis en contact avec une cellule hôte appropriée.
Les virus se reproduisent, mais ne se fabriquent pas d'eux-mêmes.
Résumé des
caractéristiques virales
Vous pouvez comparer ce qui suit aux informations sur les
branches de la vie cellulaire du chapitre 2.
Ils doivent disposer de la « machinerie » d'une cellule, notamment
Structure
des ribosomes. Ils doivent utiliser les molécules de base
Les virus ne possèdent pas de cellules. Un virion (une particule
accumulées par leur cellule hôte. Ils n'utilisent pas directement de
virale) est constitué d'un acide nucléique, soit de l'ADN.ou
sources d'énergie, mais uniquement par le biais de réactions
L'ARN est recouvert d'une couche protectrice de protéines
chimiques au sein de la cellule.
appelée capside. Certains virions possèdent également une
Les virus ont besoin d'un habitat approprié, une cellule hôte, pour
se répliquer. Certains virus n'infectent qu'une seule espèce hôte et
parfois seulement quelques types de cellules au sein de cette
espèce. D'autres peuvent infecter un large éventail d'espèces.
Certains infectent à la fois les invertébrés et les vertébrés. Il existe
même des virus capables d'infecter aussi bien les invertébrés que
enveloppe, constituée de la membrane de la cellule hôte à
laquelle se sont ajoutés des protéines virales.
Nutrition
Un virus doit utiliser les nutriments présents dans sa cellule hôte. Il est
incapable de se procurer lui-même des nutriments.
les plantes.
Croissance et reproduction
Les virus ne perçoivent pas leur environnement et ne réagissent
Les virus ne grandissent pas, c'est-à-dire qu'ils ne grossissent pas. Ils se
pas aux stimuli, contrairement aux cellules, même les plus petites
reproduisent en infectant une cellule hôte et en utilisant ses ribosomes
bactéries. Malheureusement, les virus peuvent s'adapter et évoluer,
et ses ressources pour fabriquer de nouveaux composants viraux. Le
ce qui permet à certains d'entre eux de continuer à muter et à
virion qui a infecté la cellule disparaît au cours de ce processus. De
provoquer des maladies malgré la vaccination. Certains virus,
nouveaux virions se forment spontanément lorsqu'il y a suffisamment
comme celui de la grippe, mute rapidement, et nous devons nous
de composants viraux.
faire vacciner chaque année. D'autres virus, en revanche, évoluent
si lentement que l'on peut contracter la maladie ou se faire vacciner
et bénéficier d'une immunité à vie.
Qu’en pensez-vous ? Les virus sont-ils vivants ? Certains
scientifiques les qualifient de pseudo-êtres vivants, de « faux
êtres vivants ». Qu’on les considère vivants ou non, un virus
reste un virus, et ce n’est pas une cellule.
Habitats
Tous les organismes vivants peuvent être infectés par des
virus. Tout virus a besoin d'une cellule vivante pour se
reproduire. Les virus sont courants dans l'eau et se
trouvent également dans le sol et dans l'air.
Niveaux tropicaux dans les écosystèmes
Les virus sont des consommateurs. Ce sont des parasites intracellulaires
obligatoires. Ils doivent se reproduire à l'intérieur d'une cellule.
Âge des premiers fossiles connus
On ne connaît aucun fossile de virus.
Base de la classification
Le Comité international de taxonomie des virus (ICTV) poursuit
un programme de classification des virus en ordres, familles,
sous-familles, genres et espèces. En 2019, six ordres avaient
été établis. La classification de Baltimore, largement utilisée,
repose sur le type d'acide nucléique et les caractéristiques du
cycle de reproduction. L'organisme hôte est également pris en
compte dans certaines classifications.
Phrases descriptives
« Une mauvaise nouvelle enveloppée dans une protéine. » – Sir
Peter Medawar
Pas vraiment vivant, mais il peut être « tué ». (Inactivé)
170
À propos du schéma des virus animaux
Le schéma des virus animaux présenté à la page suivante est une gracieuseté de Fredrick A. Murphy, professeur
émérite à l'Université du Texas Medical Branch. Il peut être téléchargé à l'adresse https://www.utmb.edu/
virusimages/. De nombreuses autres images de virus réels, dont plusieurs en fausses couleurs, sont également
disponibles au téléchargement sur ce site. Consultez la page 174 pour obtenir de l'aide sur l'interprétation des images
virales. Pour plus d'informations sur les noms des familles de virus, reportez-vous à la page 180.
Le diagramme présente les principaux groupes de virus animaux. La fin -viridaeCela signifie que ces virions
sont représentatifs d'une famille virale. (Notez que les noms de familles virales sont en italique, de même que
les noms d'ordre, de genre et d'espèce.) Les deux grands virus à ADN en haut à gauche sont représentés en
coupe transversale à droite et sous forme de virions entiers dans la moitié gauche de leurs images.
HerpesviridaeLe virion est représenté comme si l'enveloppe avait été coupée en deux et soulevée pour révéler
la structure icosaédrique interne.Adénoviridae,Papovaviridae,Parvoviridae, etCircoviridae Les représentants
sont représentés sous forme de virions entiers. Les virus à transcription inverse sont représentés en coupe
transversale. Les virus à ARN représentés sous forme de virions entiers sont des représentants deRéoviridés,
Birnaviridae,Rhadoviridae,Bornaviridae, etFilovirus, ainsi que la rangée d'images du bas.Paramyxoviruset la
rangée qui commence parOrthomyxovirussont représentées en coupe transversale.
Les coupes transversales permettent d'observer facilement les protéines qui font saillie à l'extérieur du virion et
facilitent sa fixation à une cellule hôte. Les structures internes des virions sont des complexes d'acides nucléiques et
de protéines. Bien que cela ne soit pas visible à l'œil nu, les virions contiennent également des acides nucléiques.
Ces virions sont illustrés à la même échelle afin que leurs tailles puissent être comparées. ParamyxoviridaeLe
virion mesure environ 200 nm de diamètre, soit environ un cinquième à un dixième du diamètre d'une
bactérie moyenne. Les virus infectant les bactéries ont une taille variant de 24 à 200 nm. Les virus représentés
sur le schéma infectent les cellules animales, dont le diamètre varie de 10 à 50 micromètres. Cela représente
50 à 250 fois la taille du virion.
Plus d'informations sur certaines familles de virus du tableau
PoxviridaeCes virus provoquent des lésions cutanées et des infections plus graves, voire mortelles, chez l'homme et d'autres
vertébrés. Ils infectent également les arthropodes. Exemples : virus de la variole, virus de la vaccine, virus de l'ecthyma contagieux.
HerpesviridaeIl s'agit d'une grande famille de parasites qui infectent les mammifères, les reptiles, les oiseaux, les amphibiens, les poissons et
les mollusques. Chez l'humain, on trouve notamment les agents de la varicelle et de l'herpès labial.
Adénoviridae-voir les informations à la page 179.
Papovaviridaey compris le virus qui cause les verrues.
ParvoviridaeIl infecte les insectes, ainsi que les reptiles, les oiseaux et les mammifères. Certaines espèces
provoquent des diarrhées. HépadnaviridaeIl infecte les oiseaux, les mammifères et d'autres vertébrés. Exemple :
le virus de l'hépatite B. Rétrovirusil inclut le virus de l'immunodéficience humaine (VIH), la cause du SIDA.
RéoviridésIls possèdent une capside à double couche et un ARN double brin. Ils infectent la plupart des
organismes eucaryotes. Exemple : le rotovirus, qui provoque des diarrhées chez l’homme.
ParamyxoviridaeInfecte les vertébrés. Exemples de maladies : rougeole, oreillons, maladie de
Carré.
RhadoviridaeInfecte les vertébrés, les invertébrés et les plantes. Exemple : le virus de la rage Filoviridae
Infecte les mammifères et provoque des fièvres hémorragiques. Exemple : virus Ebola Orthomyxoviridae
Infecte les vertébrés et les invertébrés. Exemples : virus de la grippe A et B CoronaviridaeInfecte les
amphibiens, les oiseaux et les mammifères. Exemple : SARS-CoV-2 PicornaviridaeInfecte les vertébrés.
Exemples : poliovirus, virus de la fièvre aphteuse FlaviridaeSe transmet aux mammifères par l'intermédiaire
d'arthropodes. Exemples : virus Zika, virus de la fièvre jaune
171
VIRUS ANIMAUX
172
Comment « tuer » un virus
Les mesures nécessaires pour « tuer » ou inactiver un virus (c’est-à-dire l’empêcher de se reproduire) dépendent
de la structure du virion et de sa localisation, à l’extérieur ou à l’intérieur de son hôte. À l’extérieur de l’hôte, de
nombreuses mesures peuvent être utilisées contre les virus. Une fois le virus entré dans un hôte, toute mesure
visant à stopper sa reproduction doit être soigneusement ciblée, afin de minimiser les dommages subis par
l’hôte et de maximiser l’impact sur le virus.
Les virus enveloppés sont les plus faciles à inactiver. Nombre d'entre eux sont sensibles à de
simples facteurs environnementaux comme la dessiccation. L'alcool peut rompre leur enveloppe, et
ils sont très sensibles à de nombreux désinfectants chimiques.
Les virus les plus résistants sont ceux dont le génome viral est enveloppé d'une double couche de
protéines. Parmi eux figurent le VIH, les hépadnavirus et les réovirus. Même ceux-ci peuvent être
inactivés par l'eau de Javel. L'eau de Javel courante est une solution d'hypochlorite de sodium. Les
composés chlorés et l'iode sont des désinfectants très efficaces car ce sont de puissants oxydants
qui réagissent avec les molécules des virus ou des cellules et les détruisent.
La chaleur est également un moyen efficace d'éliminer les virus. Ils sont inactivés par la vapeur à une
température de 121 °C (250 °F), tout comme d'autres microbes. Pour obtenir une vapeur aussi chaude, il faut
utiliser un autocuiseur. Parmi les autres méthodes physiques permettant de détruire les virus, on peut citer les
radiations, qui brisent les acides nucléiques, et la chaleur sèche, qui doit atteindre au moins 160 °C (320 °F)
pendant deux heures.
Une fois le virus entré dans un organisme hôte, les mesures à prendre sont moins nombreuses. L'objectif est
d'empêcher sa propagation à d'autres cellules. La meilleure défense est la réponse immunitaire. La vaccination permet
au système immunitaire d'une personne ou d'un animal de lutter contre des virus qu'il n'a jamais rencontrés
auparavant. Notre corps réagit souvent à une infection virale par de la fièvre. Cette chaleur élevée peut ralentir la
réplication virale, à condition que la température ne soit pas si élevée qu'elle endommage notre organisme.
Les virus sont inefficaces contre les antibiotiques ; ces médicaments ciblent les bactéries. Il existe
quelques médicaments antiviraux, et les chercheurs travaillent à en développer de nouveaux.
Actuellement, les antiviraux sont utilisés pour traiter la grippe A et B, les coronavirus, les
herpèsvirus et les hépatites B et C. Plusieurs médicaments inhibent le VIH, le virus responsable du
sida, mais aucun ne permet d'éradiquer le virus.
De mystérieux virus géants
En 1992, des microbiologistes étudiaient des amibes provenant d'une tour de refroidissement d'eau. En
les observant au microscope, ils découvrirent de grosses particules sombres à l'intérieur de ces protistes.
Ils pensèrent d'abord avoir trouvé une bactérie intracellulaire, mais des études plus approfondies
révélèrent que ces particules étaient en réalité un virus gigantesque. Il était plus de deux fois plus gros
qu'un poxvirus, le plus grand virus connu à l'époque. De plus, il possédait six fois plus de gènes qu'un
poxvirus, soit plus que la plus petite bactérie. Était-ce réellement un virus ? Oui, car il était dépourvu de
ribosomes et incapable de synthétiser ses propres protéines. Il ne pouvait pas non plus produire de
molécules riches en énergie comme l'ATP, nécessaires aux réactions chimiques. En 2003, ce virus géant
fut baptisé Mimivirus, abréviation de « virus mimétique de microbe ».
Des chercheurs ont découvert plusieurs de ces virus de grande taille. Leurs hôtes sont soit des amibes, soit
d'autres protistes à grandes cellules. Ils appartiennent à la famille des Adénylate cyclases.Mégaviridés, « grands
virus ». Parmi les autres membres figure le mégavirus, découvert en 2010. En 2013, des chercheurs ont
découvert un virus encore plus grand, appelé pandoravirus, qui possède deux fois plus de gènes que le
mégavirus. Il n'est pas étroitement apparenté auMégaviridés.
Quel bouleversement pour les virologues ! Leur conception des virus comme étant petits et simples a dû
être revue pour inclure ces géants.
173
Traduit de Anglais vers Français - www.onlinedoctranslator.com
Images de virus
Il faut un microscope électronique pour observer la quasi-totalité des virus. Un faisceau d'électrons traverse toutes les parties des cellules et des
virus de manière uniforme, et aucune image n'apparaît. Pour visualiser la structure des virus, il est nécessaire de les colorer avec un composé de
métal lourd. Cette coloration produit les zones sombres visibles sur la photomicrographie. Une coloration négative, quant à elle, ne pénètre pas
dans le microbe ; elle s'accumule autour de la particule, de sorte que les parties qui émergent de la coloration apparaissent blanches sur un fond
sombre. Les images ci-dessous représentent des spécimens colorés négativement. Elles sont fournies par les Centres pour le contrôle et la
prévention des maladies (CDC). Les colorants couramment utilisés sont des composés d'uranium ou de tungstène.
À GAUCHE : Les particules du poliovirus (virions) s’agglutinent, reflétant leur forme icosaédrique. Il s’agit d’un picornavirus.
Diamètre : environ 30 nanomètres (nm), soit la taille d’un ribosome dans une cellule eucaryote. Les particules sombres sont des
capsides protéiques rompues, révélant un colorant à l’intérieur.
CENTRE : Des virions entiers de coronavirus montrent leur « couronne » de spicules saillants. Diamètre : environ 120 nm. Il s’agit d’un virus
enveloppé. Son génome est une molécule d’ARN enroulée, recouverte d’une membrane de la cellule hôte dans laquelle sont intégrées des
protéines virales.
À DROITE : Le virus Orf fait partie des virus présentant
sont grandes et ont une structure complexe avec une
des enveloppes en forme de ruban à l'extérieur.
longueur de 275 nm.
EN BAS À GAUCHE : Le virus de la mosaïque du tabac (VMT) possède un virion en forme de bâtonnet. Il mesure environ 18 nm de
diamètre et environ 300 nm de long. Le schéma au centre illustre comment le génome d’ARN est recouvert par des unités
protéiques d’encapsidation. Chacune de ces unités est appelée capsomère (du latin).capsa, « boîte » + grecmero, « une partie »).
L’ensemble des capsomères constitue la capside, la structure qui protège l’acide nucléique du virus.
EN BAS À DROITE : Le virus de la stomatite vésiculaire (VSV) a la forme d’une balle. Il appartient à la même famille que le virus de la rage, qui
présente également cette forme. Le virion mesure environ 75 nm de large et 180 nm de long. Il contient une molécule d’ARN enroulée. Ce virus
infecte les chevaux, les bovins, les porcs et les insectes, mais il n’est pas mortel.
capsomère,
protéine
unité d'emballage
174
Bobine d'ARN
Une autre méthode d'imagerie virale
consiste à fixer les cellules (en les
« préparant » chimiquement) et à les
couper en sections très fines. Ces sections
sont colorées avec des composés de
plomb, d'osmium et d'uranium. Le
microscope électronique à transmission
(MET) montre des virus bourgeonnant à
partir des membranes cellulaires sur les
deux images de gauche. Les virus
représentés sont responsables de la fièvre
de Lassa et de la rubéole.
Les images ci-dessous représentent deux spécimens de virus de la grippe colorés
Les images de gauche et les images du virus
négativement. Celle de gauche montre des virions entiers, dont seule la surface
de la grippe ci-dessous sont une gracieuseté
est visible. L'image centrale montre un virion dont l'enveloppe est rompue. La
des Centres de contrôle et de prévention des
coloration a pénétré au centre et révèle la structure enroulée de l'ARN. L'image
maladies (CDC).
de droite est extraite d'une modélisation informatique du virus. Après avoir
déterminé la taille et la forme des molécules constituant un virion, les virologues
utilisent un logiciel pour créer un modèle où chaque élément est représenté à la
bonne taille et selon ses proportions exactes.
Le modèle de droite illustre la structure externe d'un virion du virus Zika. La
capside, l'enveloppe protéique du virion, est constituée de quelques types
de protéines seulement. Ces protéines de capside sont répétées à de
nombreuses reprises, ce qui confère au virus une structure
approximativement icosaédrique. Cette structure est caractéristique des
virus : leur génome ne pouvant coder un grand nombre de protéines, ils
produisent des unités qu'ils utilisent de manière répétée.
Cette image a été réalisée par Manuel Almagro Rivas et
publiée sur Wikipédia sous licence Creative Commons.
L'original est en couleur ; celle-ci a été modifiée pour une
impression en noir et blanc.
175
1. Le virus entre en contact avec
une cellule hôte et s'y fixe. L'hôte
est ici une bactérie. Le virus est
représenté par un hexagone.
2. Le virus insère son acide
nucléique dans la cellule hôte. Ce
virus est représenté avec un
double brin d'acide nucléique.
3. Le virus entre dans la phase d'éclipse,
durant laquelle aucune structure virale
n'est visible. Pendant cette période, le
génome viral prend le contrôle de la
cellule hôte et de nombreuses copies de
ses composants sont produites.
4a. Les éléments viraux
commencent à s'assembler. Ils le
font sans aucune aide extérieure.
4b. L'assemblage des virions se
poursuit jusqu'à ce que la cellule hôte
contienne un grand nombre de virions.
5. La cellule éclate et les virions
s'en échappent. Ils se dispersent
dans l'eau ou l'air jusqu'à
rencontrer un nouvel hôte.
Nombre de virions ne trouvent
pas d'hôte et leur enveloppe
protectrice ou leur acide
nucléique se dégrade sous l'effet
de forces chimiques, les rendant
incapables de se reproduire.
Certains virus animaux
bourgeonnent à travers la membrane
cellulaire et sont enveloppés dans un
fragment de celle-ci. On les appelle
virus enveloppés. Des protéines
virales sont présentes à l'extérieur de
l'enveloppe.
176
Modèle d'un adénovirus
La photomicrographie de gauche a été prise au microscope électronique. Elle montre un groupe de virions d'adénovirus. La coloration permet de
distinguer les particules individuelles qui constituent la capside protectrice et la forme icosaédrique des virions. Cette image ne montre pas les
fibres aux sommets, contrairement à l'illustration du virion de droite. (Image de gauche reproduite avec l'aimable autorisation des Centers for
Disease Control ; photo de droite du Dr Richard Feldmann, reproduite avec l'aimable autorisation du National Cancer Institute.)
Dans cette activité, vous allez réaliser une maquette représentant un adénovirus, l'un des nombreux virus
responsables du rhume. Ce virus possède une capside protéique icosaédrique renfermant un ADN enroulé. La
maquette est à l'échelle 1/1 000 000. Cela signifie que le virus réel est un millionième de la taille de la maquette
et que cette dernière est un million de fois plus grande que le virus.
Ce dont vous aurez besoin :
• Reproduisez le modèle de l'icosaèdre de la page suivante. Imprimez-le sur du papier cartonné. Vous
pouvez aussi l'imprimer sur du papier ordinaire et le coller sur un support en carton léger. Vérifiez que
les côtés des triangles mesurent bien 42 millimètres et ajustez si nécessaire.
• Laine pour bébé, 2 brins, environ 2 mm de diamètre – 12 mètres par modèle
• 12 épingles à coudre avec de grosses têtes à perles (perles d'environ 4 mm de diamètre)
• Colle, règle, ciseaux, crayon ou stylo
Pour réaliser votre maquette :
1. Marquez les lignes de l'icosaèdre à l'aide d'une règle et de ciseaux. Pour ce faire, placez la règle le long des
lignes, ouvrez les ciseaux et utilisez la lame pour créer une rainure dans le papier le long de chaque ligne. Cela
vous aidera à réaliser les plis précisément sur les lignes.
2. Découpez l'icosaèdre et pliez-le. Collez les rabats en laissant un triangle libre pour former
une ouverture au centre. L'icosaèdre représente la capside du virus.
3. Mesurez 12 mètres de fil à tricoter pour bébé à 2 brins. Cela représente la molécule d'ADN à l'intérieur de la capside
protéique.
4. Enroulez le fil autour d'un crayon ou d'un stylo et faites-le glisser au centre de l'icosaèdre.
5. Utilisez les épingles à coudre pour représenter les fibres et les protubérances du virus. Enfoncez-les dans les
sommets de l'icosaèdre en laissant dépasser environ 2 cm. Dans votre modèle, tout est un million de fois plus
grand, sauf l'épaisseur de la capside. Celle-ci devrait être plus épaisse pour être fidèle à la réalité. La capside
est composée de nombreuses copies d'une protéine globulaire (une protéine de forme approximativement
sphérique).
177
178
Informations complémentaires sur le modèle d'un adénovirus
Ce modèle représente un adénovirus, l'un des virus responsables du rhume. Le virion (une particule virale) est un
icosaèdre contenant un long fragment d'ADN double brin. D'autres virus possèdent de l'ADN simple brin ou des boucles
circulaires d'ADN double brin. De nombreux virus sont constitués d'ARN au lieu d'ADN. Aucun virus ne possède à la fois
de l'ADN et de l'ARN, contrairement à toutes les cellules.
Comparaison des mesures du virion adénoviral à notre modèle à l'échelle 1 000 000X :
Dans notre modèle
Dans le virion réel
Longueur du bord d'un visage
42 millimètres
42 nanomètres
Diamètre du virion
70 millimètres
70 nanomètres
Longueur de la molécule d'ADN
12 mètres
12 micromètres
Taille approximative du génome
-------
37 000 paires de bases*
Largeur de l'ADN
2 millimètres
2 nanomètres
Une paire de bases est un « échelon » de l’hélice d’ADN. Il s’agit d’un appariement d’adénine avec de la thymine ou de guanine avec de la
cytosine.
Comme vous pouvez le constater, un virion d'adénovirus contient beaucoup d'ADN. Cet ADN code pour environ 30 gènes. Chaque gène
contient l'information nécessaire à la synthèse d'une protéine. L'ensemble des gènes constitue le génome. Génomes viraux
leur taille varie de 3 à 300 gènes**, avec une moyenne d'environ 10. À titre de comparaison,Escherichia coli (E. coliUne bactérie
contient plus de 4 000 gènes et les cellules humaines en possèdent entre 50 000 et 100 000. (Quelle serait la longueur de l’ADN
d’une cellule humaine à notre échelle de 1/1 000 000 ? Indice : l’ADN d’une cellule humaine mesure en réalité environ 1 mètre
de long.)
À titre de comparaison, si une personne mesurant 1,61 mètre était agrandie un million de fois, sa taille serait
d'environ 1 600 kilomètres. Cela représente un tiers de la longueur des États-Unis !
Quelle serait la taille d'une bactérie modèle à cette échelle ? Elle mesure environ 0,000001 mètre de diamètre, donc le
modèle devrait faire un mètre de diamètre. Un modèle de globule blanc humain devrait quant à lui mesurer 10 mètres
de diamètre !
Informations complémentaires sur les adénovirus
Les adénovirus infectent les humains, les bovins, les singes, divers autres mammifères et les oiseaux. Chez l'humain, ils
provoquent des infections respiratoires. Le rhume, la bronchite et la pneumonie sont des exemples de maladies qu'ils causent.
Certains adénovirus peuvent infecter les muqueuses oculaires et provoquer une conjonctivite. Ces virus peuvent également
être à l'origine d'infections gastro-intestinales bénignes.
Les adénovirus tirent leur nom du tissu à partir duquel ils ont été initialement cultivés : les végétations adénoïdes. Comme tous les virus, ils doivent
être cultivés sur un milieu de culture de cellules vivantes.
Les adénovirus font partie des rares virus possédant des fibres et des protubérances aux sommets de leur particule
icosaédrique. Si, en observant un virus au microscope électronique à un grossissement d'environ 100 000 fois, vous apercevez
une structure similaire à celle de votre modèle, il s'agit probablement d'un adénovirus.
* *Un virus gigantesque, doté de 911 gènes, a été découvert récemment. Il vit dans une espèce d'amibe. Le Mimivirus,
comme on l'a nommé, est plus grand que certaines bactéries. Il a néanmoins besoin d'une cellule et de ribosomes
cellulaires pour se répliquer ; c'est donc un virus, et non une cellule. Voir l'encadré page 173 pour plus d'informations.
179
Noms des virus et leur signification
Virus – L. « poison »
Familles de virus
Le nom officiel de chaque famille se termine par –viridaeet est en italique. Les noms donnés ici sont les noms
génériques ou informels. Par exemple, on parlerait d'un membre de laAdénoviridaecomme un adénovirus.
virus à ADN
Adénovirus – « virus des végétations adénoïdes » ou « virus glandulaire », ainsi nommé d'après le tissu à partir duquel il a été initialement cultivé.
(Grecadéno, une glande)
Asfarvirus – abréviation deUNafricainsvinfjamaisunetrvirus apparentés
baculovirus – « virus en forme de bâtonnet » (L.baculum, une tige ou un bâton) Ces virus en forme de bâtonnet infectent les insectes.
circovirus – « virus circulaire », nommé ainsi en raison de son anneau d'ADN simple brin (L.circ-, un cercle ou un anneau)
geminivirus – « virus jumeau » (L.gemin(jumeaux ou doubles) Les virions de ce virus végétal sont composés de deux spires jointes.
icosaèdres.
iridovirus – « virus iridescent » (Gk.irido, un arc-en-ciel)
hépadnavirus – « virus à ADN du foie », nommé d'après l'organe qu'il infecte (grec.hépat-, le foie)
herpèsvirus – « virus rampant » (grec.herpès(à ressemblance avec des virus rampants) Ce groupe comprend la varicelle et les boutons de fièvre.
papovavirus – dePennsylvaniepilloma,polymphome etVirginieagent de refroidissement, trois virus dans cette famille
papillome – « tumeur du mamelon » (une verrue) ; polyome – « tumeur multiple » ; vacuolisant – provoquant de nombreuses vacuoles.
Certains de ces virus provoquent le cancer. (Grec -oma, une tumeur ou une excroissance morbide) parvovirus – « petit virus », ainsi
nommé parce qu’il s’agit de l’un des plus petits virus (L.parv-, petit) phycodnavirus – « virus des algues » (Gk.psycho-, une algue) poxvirus – «
virus de la variole », ainsi nommé en raison de la lésion cutanée (plaie) qu'il provoque
virus à ARN
arenavirus – « virus du sable », nommé ainsi en raison des particules granuleuses contenues dans le virion (L.arène, sable)
artérivirus – « virus artériel », ainsi nommé d'après la maladie causée par le premier virus de ce groupe à avoir été caractérisé, le virus équin.
Le virus de l'artérite. D'autres membres de ce groupe provoquent diverses maladies.
Astrovirus – « virus étoile », ainsi nommé en raison des structures en forme d'étoile présentes à la surface du
virion. Birnavirus – « virus à deux ARN », ainsi nommé car son génome d'ARN est composé de deux parties.
Bornavirus – « virus de Borna », ainsi nommé d'après Borna, en Allemagne, où la maladie des chevaux a été décrite pour la première fois.
Bunyavirus – « virus de Bunya », ainsi nommé d'après le lieu en Afrique où un de ses membres, le virus Bunyawera, a été découvert pour la première fois.
isolé
calicivirus – « virus en forme de coupe », ainsi nommé en raison des dépressions en forme de coupe présentes dans les virions (L.calcul-, tasse) Ce groupe
Il comprend le virus de Norwalk, une cause de gastro-entérite chez l'homme.
coronavirus – « virus couronne », ainsi nommé en raison des projections sur le virion, qui ressemblent aux pointes d'une couronne.
Parmi les membres figurent des virus responsables du rhume, de la diarrhée et de la COVID-19.
filovirus – « virus filiforme » (L.fil-, un fil de discussion). Parmi ses membres figure Ebola.
flavivirus – « virus jaune », ainsi nommé parce qu'un de ses membres provoque la fièvre jaune. (L.saveur-, jaune)
Orthomyxovirus – « véritable virus du mucus » ; ces virus étaient autrefois regroupés avec les paramyxovirus. Lorsque les groupes ont été…
Après sa division, ce groupe a été nommé Orthomyxoviridae. La grippe en est un membre. (Gc.ortho-, correct ou vrai)
paramyxovirus – « virus apparenté au mucus », qui comprend les virus des oreillons, de la rougeole et de la maladie de Carré (en grec).para-,
à côté ou près de)
picornavirus – de l'espagnol,pico« Très petit » + virus à ARN, ainsi nommé en raison de sa taille. Comprend les rhinovirus.
(« virus du nez »), une cause du rhume, et les entérovirus (« virus intestinal »), dont l'un est le poliovirus
(« virus gris »), de la poliomyélite, infection de la substance grise de la moelle épinière. (du grec polio,
gris)
180
réovirus – une abréviation derrespiratoireentériqueoVirus orphelin. Un virus orphelin est un virus pour lequel aucune maladie n'a été identifiée.
Elle n'a pas encore été découverte. De nombreuses maladies à réovirus sont désormais connues.
Rétrovirus – « virus à l'envers », ainsi nommé car il synthétise de l'ADN à partir d'ARN. Les cellules synthétisent de l'ARN à partir d'ADN.
Ce groupe comprend le VIH, le virus qui cause le SIDA. (L.rétro-, en arrière, derrière)
rhadovirus – « virus en forme de bâtonnet », comprend le virus de la rage et le virus de la stomatite vésiculaire (du grec.rhabdos, tige) togavirus –
« virus enveloppé », ainsi nommé pour son enveloppe (L.toge, un manteau)
Autres noms de virus
arbovirus – de « virus transmis par les arthropodes », comprend des virus de plusieurs familles qui sont propagés par les insectes,
tiques et autres arthropodes.
De nombreux virus tirent leur nom du lieu où ils ont été isolés pour la première fois :
Virus Coxsackie provenant d'une ville de l'État de New
York. Norwalk provenant d'une ville du Connecticut. Virus
de la fièvre de Lassa provenant d'un village du Nigéria.
Virus Ebola provenant d'une rivière du Zaïre.
Bactériophage – « mangeur de bactéries ». Les bactériologistes ont nommé leurs découvertes différemment des autres.
Les virus des bactéries sont donc également connus sous le nom de bactériophages ou simplement phages. Leurs virions
possèdent souvent des queues ou d'autres structures qui leur permettent d'injecter leur acide nucléique à travers l'épaisse
paroi cellulaire dans le cytoplasme de la bactérie hôte. L'un des plus complexes est le phage T4, illustré ci-dessous. (Gc)phagos,
celui qui mange)
Virus des archées
Les virus des archées sont aussi uniques que leurs hôtes. Ils sont presque tous
constitués d'ADN double brin, une structure que l'on retrouve chez de nombreux
virus d'autres domaines, mais la plupart des virus archéens ne sont apparentés à
aucun autre virus. Leurs formes sont très variées : bouteilles, fuseaux, bâtonnets
crochus, spirales et gouttes.
Parmi les noms figurent :
Ampullaviridae« des virus en forme d’ampoule ou de flacon »
Bicaudaviridae, « virus à deux queues » Clavaviridae, « virus en forme
de massue » Guttaviridae, « virus en forme de goutte » Spiraviridae, «
virus en forme de spirale »
181
Classification des virus
Les enfants peuvent s'intéresser à la classification des virus, mais il s'agit d'un sujet très abstrait qu'il vaut mieux aborder au collège ou au lycée.
L'idée principale est que les virus sont classés selon le type de molécule qui constitue leur « recette », le génome viral. Alors que les cellules
possèdent de l'ADN double brin et de l'ARN simple brin, les génomes viraux sont soit composés d'ADN, soit d'ARN, mais pas des deux. On trouve
donc des virus composés de deux brins ou de simples brins de l'un ou l'autre de ces acides nucléiques. Si les enfants comprennent que les virus
peuvent être classés en deux groupes (ADN et ARN), c'est un bon début. S'ils souhaitent en savoir plus, voici des informations que vous pouvez
partager.
Les caractéristiques que nous utilisons pour classer les virus comprennent leur mode de réplication, la forme de leurs virions et leurs
organismes hôtes.
Les virologues utilisent deux principaux systèmes de classification des virus. L'un d'eux est celui du Comité international de taxonomie
des virus (ICTV). Ce système, encore en développement, vise à regrouper les virus apparentés. L'ICTV utilise des ordres dont le nom se
termine par -viraux; les familles dont le nom se termine par -viridae; et les genres dont les noms se terminent par -virusLes espèces
virales sont nommées d'après la maladie qu'elles provoquent. Six ordres ont été établis, regroupant 31 familles. La plupart des familles
n'ont pas encore été classées dans un ordre.
Vous pouvez trouver plus d'informations sur ce système sur Internet à l'adresse suivante :http://www.ictvonline.org/L'index des
virus comprend des informations sur les virus connus, qu'ils aient été classés ou non en familles ou en ordres.
Un autre système de classification virale a été mis au point par le virologue David Baltimore ; il est connu sous le nom de système de
Baltimore. Ce système classe les virus selon leur mode de réplication et leur acide nucléique. Les catégories sont les suivantes :
Groupe I. Virus à ADN double brin (dsDNA). Ce groupe comprend les poxvirus, les herpèsvirus et…
les adénovirus, ainsi que de nombreux bactériophages à queue et le mimivirus géant.
Groupe II. ssADN – virus à ADN simple brin. Ce groupe comprend les parvovirus et les circovirus.
Groupe III. ARNdb – virus à ARN double brin. Ce groupe comprend les réovirus et les birnavirus.
Leur génome est segmenté, et les deux espèces le possèdent.
Groupe IV. ARNss(+) – ARN simple brin positif, qui peut être traduit immédiatement
en protéines. Parmi ses membres figurent les astrovirus, les calicivirus, les coronavirus, les flavivirus,
les picornavirus et les togavirus.
Groupe V. ARNss (-) – ARN simple brin négatif, qui doit être copié avant de pouvoir être
traduit en protéines. Les membres comprennent les arenavirus, les orthomyxovirus, les paramyxovirus,
les filovirus, les bunyavirus et les rhabdovirus.
Groupe VI. ssRNA-RT – virus à ARN simple brin utilisant un intermédiaire ADN et une enzyme inverse
Enzyme de transcription. Parmi ses membres figure le VIH, le virus de l'immunodéficience humaine, responsable
du SIDA.
Groupe VII. dsDNA-RT – virus à ADN double brin qui utilisent une enzyme de transcription inverse comme
une partie de leur réplication. Les membres comprennent les hépadnavirus et le virus de la mosaïque du chou-fleur.
182
Certains virus particuliers
Grippe
Variole
Chaque année, de nombreuses personnes se font vacciner contre la
Le virus de la variole a la particularité d'être le seul
virus pathogène humain à avoir disparu. Ce virus n'a
d'autre hôte que l'être humain. Une seule vaccination
confère une immunité à vie. Le virus présentait un
symptôme facilement reconnaissable.
grippe, maladie causée par le virus de la grippe. Pourquoi faut-il se faire
vacciner chaque année ? La réponse réside dans la façon dont le virus de
la grippe conserve son « recette ». Le génome du virus de la grippe est
composé de huit fragments plutôt que d'un seul brin continu. Le virus
de la grippe de type A, principal responsable de la grippe, appartient à
un genre de virus qui peuvent infecter les oiseaux et certains
mammifères, notamment les humains, les chauves-souris et les porcs.
Lorsque deux virus différents infectent la même cellule, ils peuvent
mélanger leurs fragments de génome et produire immédiatement des
virions présentant de nouvelles combinaisons de caractéristiques. Notre
système immunitaire a peut-être produit des anticorps contre une
certaine protéine présente à la surface de la souche grippale, mais il
existe désormais une nouvelle souche possédant une protéine que
– des lésions cutanées. Grâce à ces éléments, les agents
de santé ont pu vacciner la population et enrayer la
propagation du virus. Pour un récit captivant et
accessible de la variole et de sa vaccination, consultez
cet ouvrage :
Marrin, Albert. 2002.Dr. Jenner et les mouchetés
Monstre : La quête du vaccin contre la variole.
Livres pour enfants Dutton.
notre système immunitaire ne reconnaît pas.
Le rhume
Chaque année, les virologues déterminent les trois souches
Pourquoi attrape-t-on autant de rhumes ? Notre système
de grippe les plus susceptibles de circuler et élaborent un
immunitaire ne nous protège-t-il pas ? La réponse réside dans
vaccin qui induit la production d'anticorps contre ces trois
le nombre de virus susceptibles de provoquer un rhume. Plus
souches. Il arrive parfois qu'une autre souche de grippe
de 100 types de rhinovirus, ainsi que les coronavirus, les
apparaisse et que de nombreuses personnes contractent la
entérovirus, les virus de la grippe et de la parainfluenza, les
maladie malgré tout. Le plus souvent, le vaccin permet
adénovirus et plusieurs autres sont connus pour causer des
d'éviter la grippe ou d'en atténuer les symptômes.
rhumes. Même si votre corps développe une réponse
immunitaire contre un virus, il en existe beaucoup d'autres qui
De nouvelles souches de grippe apparaissent souvent dans les régions
où les humains et les animaux domestiques vivent en étroite proximité.
Ce fut le cas en 2005 lorsqu'une souche provoquant une maladie très
grave chez les poulets est apparue en Asie. Cette souche,
communément appelée grippe aviaire, a infecté des personnes ayant
été en contact étroit avec des oiseaux.
Vous avez peut-être entendu dire que les antibiotiques sont inefficaces
contre les infections virales, et c'est exact. Les antibiotiques ne sont
efficaces que contre les bactéries. Il existe cependant quelques
médicaments antiviraux qui peuvent être utilisés pour traiter la grippe
s'ils sont administrés très tôt après le début de l'infection. Parmi nos
autres moyens de défense, citons l'exposition au soleil, la
consommation de lait et la prise de suppléments pour augmenter notre
taux de vitamine D. Tout ce qui est important pour une bonne santé –
un repos suffisant, de l'exercice physique et une alimentation équilibrée
riche en fruits et légumes – aide notre organisme à résister aux
infections virales. [Les livres pour enfants n'expliquent généralement
pas pourquoi le virus mute si rapidement, ni que des antiviraux existent
pour traiter les infections. De nouvelles études suggèrent que la baisse
du taux de vitamine D en hiver pourrait expliquer la saisonnalité des
épidémies et qu'un bon taux de vitamine D nous aide à mieux résister à
l'infection. En hiver, seules les régions les plus méridionales des ÉtatsUnis reçoivent un ensoleillement suffisamment intense pour favoriser la
synthèse de la vitamine D.]
ne seront pas stoppés. Votre corps met en place des
mécanismes de défense généraux qui réduisent la probabilité
d'attraper un autre rhume pendant quelques semaines. C'est
ce qu'on appelle l'immunité non spécifique, car elle vous
protège contre n'importe quel virus. Par ailleurs, votre
immunité s'accroît avec l'âge.
Virus de l'immunodéficience humaine, cause
du SIDA (syndrome d'immunodéficience
acquise)
Le VIH, virus de l'immunodéficience humaine, est un
pathogène particulièrement virulent. Il s'attaque à des cellules
clés du système immunitaire et empêche son hôte de lutter
contre les infections. Cependant, son action est lente, si bien
que la plupart des personnes infectées ignorent leur infection
jusqu'à ce que le virus se soit multiplié dans leur organisme
pendant des mois. À ce stade, elles peuvent déjà l'avoir
transmis à d'autres personnes. À mesure que l'infection
progresse, les personnes atteintes contractent de nombreuses
autres infections bactériennes, fongiques et protozoaires, car
leur système immunitaire est affaibli. Heureusement, ce virus
est difficile à contracter. La transmission se fait par contact
sexuel ou par contact avec du sang infecté. Les câlins, les
poignées de main et les éternuements ne le transmettent pas,
contrairement à d'autres virus.
183
Enquête sur les maladies virales
Les maladies virales intéressent de nombreux élèves. Aidez vos enfants à se renseigner, mais veillez aussi à ce qu'ils évitent les
contenus anxiogènes ou sensationnalistes. Les maladies virales peuvent être effrayantes, mais la connaissance est notre
meilleure arme contre elles. Déterminer la cause d'une maladie est la première étape pour la maîtriser. Vous pouvez consulter les
postulats de Koch et l'histoire de la découverte des maladies virales.
La première étape de cette étude consiste à déterminer quelles maladies sont causées par des virus, des bactéries ou des protozoaires. Le lien
suivant propose une liste utile, mais celle-ci date de 2007 ; il est donc conseillé de vérifier les informations auprès d’autres sources. Les
encyclopédies constituent également une source précieuse de listes de maladies virales.
http://www.virology.net/Big_Virology/BVDiseaseList.html
Voici une liste d'informations que les enfants pourront peut-être trouver. L'objectif n'est pas de trouver tous ces faits, mais
de s'en servir comme point de départ pour des recherches ultérieures. Adaptez la liste au niveau de vos enfants.
Nom du virus et sa signification
Maladie qu'il provoque
Espèce hôte et tissu infecté. Famille virale
à laquelle il appartient. Son acide
nucléique est-il de l'ARN ou de l'ADN ?
Acide nucléique simple brin ou double brin ?
Symétrie ou structure de la capside (est-elle icosaédrique, hélicoïdale ou complexe ?) Est-elle
enveloppée ?
Taille du virion
Mode de transmission (aérien, hydrique, par contact avec des objets contaminés, sexuellement transmissible, etc.) ?
Existe-t-il un vaccin ? S’agit-il d’un vaccin inactivé, d’un vaccin vivant atténué ou d’un vaccin moléculaire ? Image du
virion : voir les sites Internet cités en référence.
Le SIDA (syndrome d'immunodéficience acquise) est une maladie virale mortelle. Elle est causée par le virus de l'immunodéficience
humaine (VIH). Cette maladie illustre ce qui peut se produire lorsqu'un virus passe d'une espèce hôte où il est bien adapté et peu létal à
une nouvelle espèce hôte. Le VIH est apparenté à plusieurs maladies des primates qui, généralement, ne sont pas mortelles. Il est
important que les enfants connaissent les informations essentielles sur le SIDA, mais il n'est pas nécessaire de leur expliquer en détail sa
transmission sexuelle. Consultez la section Ressources pour trouver des livres sur le SIDA destinés aux enfants.
Parmi les maladies virales qui ont marqué l'histoire et les activités humaines, on peut citer la rage, la fièvre jaune, la variole et la
poliomyélite. Les enfants pourraient s'intéresser à l'influence d'une maladie virale sur les événements historiques. On craint que
les changements climatiques ne permettent aux maladies virales tropicales de se propager plus au nord ou au sud. Les enfants
pourraient souhaiter en savoir plus sur ces virus et les maladies qu'ils provoquent. La dengue en est un exemple. L'invasion du
virus du Nil occidental en Amérique du Nord est un autre sujet d'intérêt. Voici quelques livres pour enfants abordant le thème des
virus et de l'histoire :
Bankston, John. 2002.Jonas Salk et le vaccin contre la polioSérie « Dévoiler les secrets de la science ». Mitchell
Éditions Lane. Ce livre, destiné aux élèves du primaire et du début du secondaire, relate les épidémies de poliomyélite et
la mise au point des vaccins.
Peters, Stephanie True. 2005.La lutte contre la polio.Série Épidémie ! Éditions Benchmark. Pour le secondaire
et pour les niveaux élémentaires avancés, il s'agit d'un ouvrage bien fait sur l'histoire de la polio. Un autre volume de la série,La
pandémie de grippe de 1918, relate bien l'histoire, mais omet la raison pour laquelle le virus de la grippe change si rapidement.
Nos animaux de compagnie contractent eux aussi des maladies virales et sont vaccinés contre celles-ci. Les enfants peuvent consulter un vétérinaire pour se
renseigner sur les maladies virales des chiens et des chats. N'oublions pas les plantes ! Elles sont sujettes à de nombreuses maladies virales, mais leurs parois
cellulaires rendent la pénétration des virus difficile. Les virus végétaux sont généralement transmis par des insectes qui percent les parois cellulaires ou
rongent les plantes.
184
Virus et biologie moléculaire
Depuis les débuts de la biologie moléculaire, les virus jouent un rôle important. Leur structure beaucoup plus simple que celle des cellules en fait
des modèles précieux pour l'étude des molécules du vivant. Les enfants souhaiteront peut-être en apprendre davantage sur l'histoire des études
virales en biologie moléculaire. Les expériences de Hershey et Chase, menées en 1952, constituent un bon point de départ. Vous trouverez une
explication de ces expériences à l'adresse suivante :
https://en.wikipedia.org/wiki/Hershey%E2%80%93Chase_experiment
Qu'est-ce qui est plus petit qu'un virus ? Les viroïdes et les prions
Il existe des agents infectieux plus petits et plus simples que les virus. L'un d'eux est appelé viroïde. Il s'agit d'un fragment d'ARN dépourvu de
capside protéique. Les viroïdes provoquent plusieurs maladies chez les plantes, mais aucune chez les animaux. L'ARN des viroïdes possède une
structure particulière qui lui permet de survivre hors des cellules, où la plupart des acides nucléiques sont dégradés. Il se réplique à l'intérieur d'une
cellule hôte, comme un virus.
Le mot « prion » a été construit à partir des mots,proteinacés,jeinfectieux et-surComme dans virion. Les prions font encore l'objet
de recherches, mais on pense qu'il s'agit de protéines mal repliées capables de pénétrer dans une cellule et d'y perturber le
fonctionnement de certaines protéines cellulaires. Les prions seraient à l'origine de l'encéphalopathie spongiforme bovine, plus
communément appelée maladie de la vache folle. Si les enfants souhaitent en savoir plus sur cette maladie, ils peuvent consulter
l'article de Wikipédia en anglais simplifié.https://simple.wikipedia.org/wiki/Prion.Les Centres pour le contrôle et la prévention
des maladies (CDC) fournissent des informations à l'adresse suivante :http://www.cdc.gov/prions/.
Glossaire des virus
L'attachement est le processus par lequel un virion entre en contact avec une cellule hôte et s'y lie.
La capside est l'enveloppe protéique qui renferme le génome viral. Sa forme peut être icosaédrique, spiralée ou complexe.
ADNdb - ADN double brin (acide désoxyribonucléique), la forme normale dans les cellules ; il constitue certains virus
génomes
ARNdb - ARN double brin, qui constitue certains génomes viraux.
ADN simple brin (ssADN) - ADN monocaténaire, qui constitue certains génomes viraux et est brièvement présent dans les cellules sous forme d'ADN.
est copié.
ARNss - ARN simple brin, forme habituelle dans les cellules, qui constitue également le génome de certains virus. Phase
d'éclipse - phase du cycle de réplication virale durant laquelle aucun virion n'est détectable.
enveloppe – membrane externe du virion ; elle dérive de la membrane de la cellule hôte, mais possède des propriétés virales.
des protéines qui y sont incorporées.
génome - l'ensemble complet de tous les gènes d'un virus ou d'un organisme ; il est constitué d'acide nucléique.
Cycle lysogénique - un cycle de réplication virale au cours duquel le virus est inactif ou dormant pendant une période donnée.
L'acide nucléique est présent dans la cellule hôte mais n'est pas utilisé.
cycle lytique - un cycle de réplication virale au cours duquel la progéniture virale se forme sans interruption ; elle quitte la cellule par
provoquant son ouverture ou par bourgeonnement à travers la membrane.
obligatoire - décrit un processus ou une condition de croissance qu'un virus ou un organisme doit suivre.
pénétration - l'étape du cycle de réplication virale au cours de laquelle l'acide nucléique viral pénètre dans la cellule hôte ; certains virus
injectent leur acide nucléique. Sinon, c'est le virion entier ou le complexe acide nucléique-protéine qui pénètre dans la cellule.
Réplication - le processus par lequel des copies d'un virus sont formées dans une cellule hôte ; reproduction virale.
Transcription inverse - production d'ADN à partir d'ARN comme matrice (motif) ; les cellules produisent de l'ARN à partir d'un ADN
modèle.
Virion - particule unique de virus, constituée d'un génome et d'une enveloppe protectrice. Le virion transporte le virus.
infection d'une cellule hôte à une nouvelle cellule hôte.
185
Ressources pour l'étude des virus
LE = premier cycle du primaire (6-9 ans) ; UE = deuxième cycle du primaire (9-12 ans) ; MS = collège
Ackerman, Jane. 2004.Louis Pasteur et la fondation de la microbiologie.Éditions Morgan Reynolds. Ceci
Cette biographie retrace le développement du vaccin antirabique. Destiné aux élèves du primaire supérieur et du secondaire.
Biddle, Wayne. 2002.Guide pratique des microbes.2e édition. Anchor Books. Destiné au grand public adulte.
Ce livre, destiné aux jeunes lecteurs, contient des informations utiles sur diverses maladies, y compris virales. Le langage
est accessible aux élèves du primaire, mais l'enseignant pourrait réserver certaines informations sur les maladies
sexuellement transmissibles pour le secondaire. Les éléments historiques devraient susciter des discussions intéressantes.
Biskup, Agnieszka. 2009.Comprendre les virus avec Max Axiom, super scientifique.Capstone Press. Ceci
Ce livre illustré présente les notions de base sur les virus et pourrait particulièrement intéresser les lecteurs en difficulté. LE-UE
Brown, Don. 2021.Un coup de pouce dans le brasCollection « Les grandes idées qui ont changé le monde ». Amulet Books. Ce livre captivant
Ce récit graphique retrace l'histoire de la vaccination antivirale, y compris les controverses liées au processus. UEMS
Endersby, Jim. 2007.L'histoire de la biologie d'un cobaye.Harvard University Press. Chapitre 8, « Bactériophage :
« Le virus qui a révélé l'ADN » est un livre intéressant pour les élèves du secondaire.
Farrell, Jeanette. 2016.Ennemis invisibles : Histoires de maladies infectieuses.3e édition. Farrar Straus Giroux.
Cet auteur primé intègre le virus Ebola dans cette édition. Les chapitres consacrés à la variole et au sida sont
utiles pour l'étude de la virologie au cycle 3 et au début du secondaire.
Herbst, Judith. 2008.Théorie des germesCollection « Grandes idées scientifiques ». Livres du XXIe siècle. Ceci est un
Un excellent ouvrage sur l'histoire des théories des maladies. Il aborde la découverte des virus et fournit des informations sur les prions.
Lecture à voix haute pour les élèves de fin de primaire. UE
Krohn, Katherine. 2007.Jonas Salk et le vaccin contre la polioCollection Bibliothèque graphique. Capstone Press.
Ce livre illustré raconte l'histoire de la poliomyélite et du développement des vaccins. LE-EU
Murphy, Jim. 2003.Une peste américaine : l'histoire vraie et terrifiante de l'épidémie de fièvre jaune
1793.Éditions Clarion. L'accent est mis ici sur l'histoire et les personnalités. Le récit est trop long et détaillé
(par endroits même inquiétant) pour le primaire, mais vous pouvez en partager des extraits. Quelle histoire
différente cela aurait été si l'on avait connu le virus de la fièvre jaune et les moustiques qui le transmettent !
Peters, Stephanie True. 2005.Épidémie ! La lutte contre la polioetÉpidémie ! La grippe de 1918
PandémieLes ouvrages de référence. Bien que ces livres puissent effrayer les plus jeunes, ils contiennent des informations utiles
et racontent des événements historiques importants pour les élèves de fin de primaire et du secondaire.
Reed, Jennifer. 2005.L'épidémie de sida : catastrophe et survieSérie « Catastrophes mortelles ». Éditions Enslow.
Ce document met l'accent sur l'infection par le VIH en Afrique, en Asie et aux États-Unis. Il présente les informations essentielles de manière
accessible aux élèves du primaire.
Shea, John. 2014.Virus en gros planCollection « Sous le microscope ». Éditions Gareth Stevens. C'est un bon livre.
Introduction aux virus, à jour et précise. La mise en page pourrait être améliorée, le texte
manquant de contraste avec le fond coloré. LE-UE avancé
Silverstein, Alvin, Virginia Silverstein et Laura Silverstein Nunn. 2008.Le point sur le sida.Mise à jour sur les maladies
Collection Enslow Publishers. Cet ouvrage est précieux pour les élèves du secondaire. Comme tous les ouvrages de ces auteurs, il est d'une
grande qualité. Avec une sélection judicieuse, certaines parties pourront également être utiles aux élèves du primaire supérieur.
Walker, Richard. 2006.Épidémies et fléauxSérie de connaissances sur le martin-pêcheur. Martin-pêcheur. Ceci fournit un
Cet ouvrage présente de nombreux aspects des maladies et offre des perspectives mondiales et historiques. Il est
attrayant et bien illustré. LE-UE.
186
Wild, Ailsa, Briony Barr, Gregory Crocetti et Ben Hutchings. 2016.La guerre invisible : un récit à deux voix
BalanceFree Scale Network, Art-Science Collaborative. www.SmallFriendsBooks.com. Cet ouvrage australien est une ressource
captivante pour les lycéens. Il raconte l'histoire d'une infirmière pendant la Première Guerre mondiale et son combat contre les
bactériophages et la dysenterie. L'annexe apporte des éclaircissements sur les aspects scientifiques et historiques du récit.
Zimmer, Carl. 2015.Une planète de virusDeuxième édition. Presses de l'Université de Chicago. Il s'agit d'un recueil.
Ce recueil d'essais sur les virus, abordant notamment leur impact sociétal et l'histoire de leur découverte, s'adresse à un large
public adulte. Certaines histoires sont néanmoins accessibles aux enfants du primaire (CM1-CM2). Les photomicrographies
électroniques sont de bonne qualité.
Ressources Internet pour l'étude des virus((consulté en août 2022)
Wikipedia propose un article de base sur les virus. Un lien permet d'accéder à un article plus
approfondi. http://en.wikipedia.org/wiki/Introduction_to_virus
Cette page des Centres pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC) propose d'excellentes illustrations de plusieurs virus.
Les images de virus se trouvent sous l'onglet « Organismes courants et récents ». Elles peuvent être téléchargées et imprimées
pour une utilisation en classe.https://www.cdc.gov/media/subtopic/images.htm
Le site web Molecular Expressions propose des illustrations et des informations sur les cellules et les virus. http://
micro.magnet.fsu.edu/cells/index.htmlouhttps://micro.magnet.fsu.edu/cells/virus.html
Le site web Learn Genetics de l'Université de l'Utah propose une bonne démonstration visuelle de la taille des virus par rapport
aux cellules et aux macromolécules.http://learn.genetics.utah.edu/content/cells/scale/
Cells Alive propose une démonstration de la taille relative des virus et des bactéries, comparée à celle des cellules et d'objets plus
grands. Cliquez sur le nom de l'élément pour afficher sa description.http://www.cellsalive.com/howbig_js.htm
L'ouvrage « The Big Picture Book of Viruses » répertorie les virus par hôte, par maladie et par type d'acide nucléique. Il contient des
photomicrographies et des informations complémentaires.http://www.virology.net/Big_Virology/BVHomePage.html
Le site web Viral Zone répertorie les virus par type d'acide nucléique. Un point coloré à côté du nom du virus indique son spectre d'hôtes.
Chaque fiche comprend une image et d'autres informations. On y trouve notamment une bonne illustration des virus humains.http://
viralzone.expasy.org/
Un organigramme simplifié des familles virales, tiré de la revue American Scientist, présente les principaux groupes viraux. Il constitue
une ressource pour les élèves du secondaire.https://www.americanscientist.org/article/viruses-and-vaccines-a-basicflowchart-ofviral-families
Virus de la mosaïque jaune du navet, image
courtoisie de la NASA/Dr Alexander McPherson
187
Idées pour la fabrication d'un modèle du virus SARS-CoV-2((ajouté en mars 2020)
Voici quelques idées pour fabriquer une maquette du coronavirus responsable de la COVID-19. Je vais
vous décrire certains matériaux pour vos expériences. Il est plus difficile de modéliser ce virus enveloppé
qu'un adénovirus, comme décrit à la page 177. L'ARN du coronavirus est enroulé en spirale, à l'instar du
virus de la grippe présenté à la page 167. La forme générale du virion est sphérique, mais ses particules
ne sont pas rigides et peuvent être plus ovoïdes. L'extérieur du virion est recouvert de particules qui
ressemblent à une couronne et qui donnent son nom au virus. Lors de vos expériences, n'oubliez pas que
l'intérêt pédagogique réside dans l'aide apportée aux enfants pour comprendre la structure du virion.
Pensez à l'impact environnemental et utilisez, dans la mesure du possible, des matériaux que vous avez
sous la main.
Échelle des tailles :Le virion mesure environ 120 nm de diamètre. Si votre modèle mesure environ 120 mm de
diamètre, cela représente 1 000 000 de fois plus grand. Un millimètre (mm) = 1 000 micromètres (µm).m) =1 000 000
nanomètres (nm).
Matériels
Leenveloppe viraleIl doit avoir un diamètre d'environ 100 mm (10 cm, 4 pouces). Options
disponibles :
• Des décorations en plastique transparent vendues pour les loisirs créatifs de Noël. Ces formes
sphériques s'ouvrent, ce qui permet d'y insérer le modèle d'ARN.
• Des œufs en plastique transparent qui s'ouvrent et mesurent environ 10 cm (4 pouces) de long.
• Une sphère en papier mâché découpée de manière à ce que les deux moitiés puissent être séparées.
• Une sphère que vous fabriquez en assemblant des morceaux d'un sac plastique épais à l'aide de ruban adhésif. De
nombreux modèles sont disponibles en ligne.
Le diamètre ou la longueur de 10 cm (4 pouces) de ce modèle correspond à l'échelle appropriée pour un fragment
d'ARN de 9 mètres de long. Vous pouvez utiliser un modèle plus petit en réduisant proportionnellement la longueur du
fragment d'ARN.
LeARNElle est symbolisée par un fil fin pour bébé, généralement à deux brins. Mesurez la longueur
nécessaire, puis séparez les deux brins. L'ARN étant monocaténaire, vous n'utiliserez qu'un seul brin par
modèle. Si vous souhaitez utiliser un autre fil, son diamètre doit être d'environ 1 mm. Si l'enveloppe virale
mesure 10 cm de diamètre, l'ARN modélisé mesure 9 mètres de long.
L'ARN est enroulé de manière compacte, et vous devrez trouver un moyen de le représenter.
Vous pouvez enrouler le fil autour d'un crayon, d'un stylo ou d'une autre tige. Veillez à enrouler
le fil sans serrer afin qu'il puisse glisser facilement du crayon. Une fois le crayon rempli de
spires, utilisez un fin morceau de ruban adhésif pour les maintenir ensemble. Continuez ainsi
jusqu'à obtenir les 9 mètres de spire enroulés. Placez ensuite ce modèle de génome dans le
boîtier en plastique symbolisant l'enveloppe virale.
Pour le«couronne de pointesSur la surface extérieure, chaque spicule doit mesurer environ un
centimètre de haut. Votre maquette aura ainsi un diamètre d'environ 12 cm (120 mm), soit un million de
fois le diamètre du virion réel (120 nm). La difficulté réside dans le choix d'un matériau adhérant à la
coque en plastique. Veuillez ne pas utiliser de colles contenant des composants toxiques ou des composés
organiques volatils. Vous pouvez modeler les spicules avec de l'argile, de la pâte à modeler ou même une
pâte à modeler maison. Vous pouvez également les découper dans du papier. Le virion réel comporte
tellement de spicules que vous pouvez n'en représenter qu'une petite partie sur votre maquette pour
illustrer le principe.
Pour plus d'illustrations sur le coronavirus, consultez https://en.wikipedia.org/wiki/Coronavirus ou d'autres sites web
mentionnés sur la page précédente.
188
Cartes pour le diagramme de l'Arbre de Vie
Créé par Priscilla Spears, Ph.D.
Cette annexe contient les cartes illustrées à placer sur les tableaux de l'Arbre de Vie lors
des leçons d'introduction. Le texte correspondant à chaque illustration est aligné au
verso. Les cartes peuvent être détachées du livre et plastifiées pour une utilisation en
classe. Découpez les images au ras du cadre. Ne laissez pas de marge blanche. Une fois
placées sur le tableau de l'Arbre de Vie, le nom de l'organisme sera visible en bas du
rectangle coloré.
Le texte au verso de chaque photo permet de la situer sur l'arbre phylogénétique.
Le règne ou le groupe principal, ainsi que les termes correspondant à l'étiquette
de l'encadré, sont en gras. Les branches principales sont également nommées.
Veuillez noter que de nombreuses images sont protégées par le droit d'auteur. Si aucune information n'est fournie
concernant une image, celle-ci est la propriété de Priscilla Spears ; c'est le cas, par exemple, de toutes les photos du
règne végétal.
Crédits photographiques pour les procaryotesMéthanogène - © Dr. Herbert Fang, utilisé avec
sa permission ; halophile - avec l'aimable autorisation du Maryland Astrobiology Consortium, de la
NASA et du STScI ;Acidianus brierleyi-© Dr Corale Brierley, utilisé avec sa permission ;E. coli
- avec l'aimable autorisation du Département de l'Agriculture des États-Unis ;LeptospiraetEntérocoques-avec l'aimable autorisation
des Centres de contrôle et de prévention des maladies ;Nostoc-©Dr. Peter Siver, Chrysophytes, LLC, autorisé pour une utilisation
dans cette publication.
Protistes :flagellé à collier (Codosiga botrytis) par DJ Hubberd, extrait du Journal of Cell
Science 1975 ; gymnamoeba, chrysophyte écailleux - ©Dr. Peter Siver, Chrysophytes, LLC,
autorisation d'utilisation pour cette publication ; amibe à thèque,Pédiastre, Euglena, et
Nitella-©Dr Jason K. Oyadomari, utilisé avec sa permission ;Diachea leucopode-©Alain
Michaud, utilisé avec permission;Chlamydomonas-avec l'aimable autorisation du centre de
microscopie électronique de Dartmouth ;Brémielle-Avec l'aimable autorisation du Service de
recherche agricole du département de l'Agriculture des États-Unis ; diatomée,Tétrahymène,
dinoflagellés, foraminifères etCryptosporidium-©Aaron Bell, utilisé avec sa permission ;
radiolaire - ©Dr Roger Heady de l'Université nationale australienne, utilisé avec sa
permission ;Giardia-Avec l'aimable autorisation des Centers for Disease Control/Janice Carr ;
trypanosome aviaire - domaine public, consulté via la Fondation Gutenberg.
Champignons :Dessin de chytride - ©Carolyn Jones, InPrint for Children, utilisé avec sa
permission ; glomeromycète - courtoisie de l'Agricultural Research Service, US Department
of Agriculture.
Animaux :éponge rose en vase,Porpida porpida,Bolinopsis,Pseudoceros ferrugineusétoile
de mer et tunicier – courtoisie de la National Oceanic and Atmospheric Administration ;
rotifère – ©Ron Neumeyer, microimaging.ca, utilisé avec sa permission ; escargot de jardin
- Licence Creative Commons de « macrophile sur Flickr » ;Strongyloïdes-Avec l'aimable autorisation des Centres de contrôle et de
prévention des maladies ; dessin du crapet arlequin et du pinson de Cassin - avec l'aimable autorisation du Service américain de la
pêche et de la faune.
©2016, 2022 Vision globale de la science
Algues rouges - Rhodophytes
tes
es
alg
u
es
vert
es
Archéplas
tid
Chlorophytes
op
ile
s
m
én
St
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SAR
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l
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bikonts
és
Diplomonades - Métamonades
foraminifères
Apicomplexes
Amibes à thèque
s
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Amorphea • unik
Trypanosomes - Kinétoplastides
Euglenas - Euglenazoa
Radiolaires
Dinoflagellés - Dinophytes
oko
isth
Op
Amibes nues - Gymnamoebae
anciennement « Royaume Protista »
s
nte
flagellés à collier
Myxomycètes - Mycétozoaires
pign
cham
ons
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au
im
an
Éponges - Porifera
Cténophores
Règne Animal
Le règne animal
Rotifères - Rotifères
Vers plats - Plathelminthes
Mollusques - Mollusques
Vers segmentés - Annélides
Radiata
Cnidaires - Cnidaires
so
dy
Ec
air
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Deutérostom
zo
iens
Reptiles
Amphibiens
Tuniciers - Urochordés
Oiseaux
Mammifères
Poissons à nageoires rayonnées
Chordés vertébrés
Échinodermes - Échinodermes
Vers ronds - Nématodes
Chordés invertébrés
Arthropodes - Arthropoda
Cette illustration représente l'arbre de vie complet et montre comment les cinq diagrammes distincts s'articulent. Les
fichiers pour imprimer ce diagramme complet et les cinq diagrammes séparés sont disponibles sur Big Picture.
Site web scientifique : www.bigpicturescience.biz ou www.priscillaspears.com
plan
Charophytes
Moisissures aquatiques - Oomycètes
Algues brunes - Phéophytes
ar
ia
Rh
iz
Ciliés - Ciliophora
es
Algues dorées - Chrysophytes
ill
Fo
u
Diatomées - Bacillariophytes
Eucaryotes
Les protistes
Une phylogénie qui montre les lignées principales
Un schéma de l'Arbre de Vie
es
es
ien
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iens
tom
Amoebozoair
os
Prot
at
ér
ch
tro
ho
lia
Bil
p
Lo
ira
Sp
Bactéries
Protéobactéries–Escherichia coli
Archées–Méthanogènes
Méthanosarcine
Ce sont des cellules en forme de bâtonnet, une
Les méthanogènes vivent dans de
forme courante chez les procaryotes. Ces cellules
nombreux habitats, notamment le sol,
mesurent 2 à 3 µm (micromètres) de long. Cet
l'eau, les intestins des animaux, et
organisme est souvent désigné par son nom
Les installations de traitement des déchets
abrégé :E. coliElle vit dans notre tube digestif.
produisent et rejettent du méthane. Certaines
Certaines de ces cellules étaient en division.
archées vivent sous forme de cellules isolées ;
d’autres forment des amas ou de longs
filaments.
Bactéries
Spirochètes–Leptospira
Ces organismes en forme de spirale
mesurent environ 0,1 µm de diamètre, mais
peuvent atteindre 20 µm de long. Les
cellules vivantes sont très flexibles.
Leptospira« » signifie « spirale élancée ».
Cette espèce peut être pathogène.
Archées–Halophiles
Ces organismes vivent dans des
milieux très salés. Leurs parois
cellulaires se désagrègent lorsque
la salinité diminue. Ils vivent dans
l'océan, notamment dans les zones
d'évaporation. Ils colorent l'eau
salée concentrée en rouge ou en
rose.
Bactéries
Bactéries Gram-positives
Entérocoques
Cette forme est appelée cocci, du grec
« coccus » (baie). Les cellules, séparées
par un sillon, se divisent en deux. Les
cocci mesurent environ 1 µm de
diamètre.Entérocoquesvit dans notre
tube digestif.
Archées–Hyperthermophiles
Acidianus brierleyiCette bactérie se
développe sur des flocons de sulfate de
molybdène. Ses cellules sont sphériques
et mesurent environ 1 µm de diamètre.
Elle pousse dans les eaux très acides et
chaudes des sources thermales du parc
national de Yellowstone.
Bactéries
Cyanobactéries–Nostoc
Cette image, prise au microscope optique, montre des
filaments composés de nombreuses cellules
agglomérées. Les cellules les plus grandes fixent
l'azote. Les plus petites sont bleu-vert. Les cellules
mesurent environ 5 µm de diamètre et les filaments
peuvent s'étendre sur plusieurs centaines de cellules.
Protiste–Amorphea – Opisthokontes
flagellés à collier
Cette cellule présente le flagelle unique et postérieur
des opisthocontes. Son collet est un anneau de
« Unikont » signifie «
flagelle unique ».
flagellé à collier, choanoflagellé
fibrilles minuscules. Le flagelle assure la propulsion
de la cellule ou amène des particules alimentaires
dans le collet chez les espèces sessiles. Dimensions
du corps cellulaire : 3-5 µm × 5-15 µm.
Protiste–Amorphea – Amoebozoa
amibe nue(gymnamoeba)
Cette cellule unique déploie des lobes émoussés de
« Bikont » signifie « deux »
Ils possèdent généralement
son cytoplasme lorsqu'elle se déplace. Ces lobes
sont appelés pseudopodes, ce qui signifie « faux
pieds ». Les amibes utilisent leurs pseudopodes pour
deux flagelles ou plus.
ingérer des particules alimentaires. Il s'agit d'une
flagelles situés à l'avant ou au
amibe nue ; elle est dépourvue de test (coque).
milieu de leurs cellules.
Taille : environ 400 µm de long.
Chlamydomonas, une algue
verte du clade des
chlorophytes.
Protiste–Amorphée
Amoebozoa –Amibe testate
Protiste–Bikontes
Archaeplastida –algues rouges
Cette amibe du genreDiffugiaElle a construit
un test à partir de grains de sable et d'autres
débris qu'elle a agglomérés. Ces tests
Cette algue rouge s'est échouée sur une plage du
survivent souvent à la mort de l'amibe. Des
sud de la Californie. Elle mesure environ 15
tests fossiles datant du Protérozoïque sont
centimètres de long, de son point d'ancrage à
connus. Taille : le test mesure environ 100
l'extrémité de ses frondes. Ces dernières sont
micromètres (µm) de long.
épaisses et gélatineuses. Elles sont d'un rouge
foncé, mais certaines algues rouges sont vertes.
Protiste–Amorphea – Amoebozoa
Mycetozoa –Moisissures visqueuses
Protiste–Bikontes – Archaeplastida
Algues vertes –Chlorophytes
Les myxomycètes ou amibes sociales
commencent leur cycle de vie sous forme de
cellules isolées, qui s'agrègent ensuite. Les
La branche des chlorophytes, qui regroupe les algues
cellules se regroupent et forment un sporange.
vertes, comprendPédiastreCette algue forme des colonies
une structure dans laquelle se forment les spores.
en forme d'étoile et vit en eau douce. Chaque cellule
Ces sporanges appartiennent àDiachea leucopode
mesure de 10 à 15 µm de diamètre. Les colonies
et mesurent environ 2 mm de haut.
comptent de 4 à 64 cellules. Les chloroplastes présents
dans chacune de ses cellules lui confèrent une couleur
vert vif.
Traduit de Anglais vers Français - www.onlinedoctranslator.com
Protiste–Bikontes –
Straménopiles SAR
Protiste–Bikontes – Archaeplastida
Algues vertes –Charophytes
CediatoméeLa diatomée, une algue
La branche des charophytes des algues vertes
unicellulaire, possède une coque externe
triangulaire en silice, appelée frustule. Cette
coque est composée de deux moitiés qui
s'emboîtent et se chevauchent latéralement.
D'autres diatomées ont des formes
circulaires, ovales ou allongées. Taille : 20 à
comprendNitella, une algue d'eau douce à
nombreuses ramifications verticillées. Son nom
commun est chara. Chaque ramification mesure
environ 2 mm de diamètre et environ 15 cm de
long. Tapis deNitella offrir un abri aux petites
espèces aquatiques.
200 µm.
Protiste–Bikontes –
Straménopiles SAR
Protiste–Bikontes –
Straménopiles SAR
L'échellechrysophytessont unicellulaires
Ceci est unmoisissure d'eau(oomycète), du genre
algues doréesqui se recouvrent d'écailles de
silice complexes. Ce sont d'importants
producteurs en eau douce. Il s'agit de
l'espèce : Mallomonas lychenensisElle mesure
15 à 20 µm de long. Ses écailles mesurent
BrémielleIl provoque le mildiou, une maladie qui
affecte des plantes comme la vigne et le tournesol.
Les spores se forment à l'extrémité des branches et
sont disséminées par le vent vers d'autres plantes.
Taille : environ 300 µm de longueur.
Protiste–Bikontes – Excavata
Euglenozoa – Kinetoplastidés
TrypanosomesCe sont des parasites d'insectes
et de vertébrés. Chez l'une de leurs formes,
leurs cellules possèdent un flagelle auquel est
attachée une membrane ondulée. Leur
mouvement est en forme de tire-bouchon.
Taille : environ 30 µm de long.
long.
Longueur : 50 µm
long. La fronde entière mesure plus d'un mètre de
également absorber des aliments dissous.
de fibres. Les flotteurs mesurent environ 3 cm de
bactéries et autres particules solides. Elle peut
d'air. Les frondes sont dépourvues de vaisseaux et
de son sillon oral, par lequel elle absorbe les
Protiste–Bikontes –
Straménopiles SAR
plus épaisse en haut à droite marque l'ouverture
Cette structure sphérique est un flotteur rempli
Cette cellule unique est recouverte de cils. La zone
fronde s'est échoué sur une plage californienne.
Protiste–Bikontes –
Alvéolés SAR
Cilié, genreTétrahymène
Cette algue est unealgues brunesUn fragment de
environ 5 µm de long.
Protiste–Bikonts – SAR Rhizaria –
foraminifères(foramin)
Cette coquille en spirale, percée de nombreux petits
trous, a été fabriquée par un foraminifère..Sa cellule
unique se nourrit en étendant de fins filaments de
cytoplasme. Les foraminifères se nourrissent d'autres
planctons. Des algues vivent à l'intérieur de certains
foraminifères et leur fournissent de la nourriture. Le
diamètre des foraminifères varie de 10 µm à 20 cm.
Protiste–Bikontes –
Alvéolés SAR
CedinoflagelléIl possède un sillon
périphérique au milieu de son test. L'un de
ses flagelles se loge dans ce sillon, l'autre
dans un sillon perpendiculaire. Certains
dinoflagellés ont des tests munis de
longues « cornes », d'autres en sont
dépourvus. Son nom signifie « flagellé
tournoyant ». Taille : 20 à 200 µm.
Protiste–Bikonts – SAR
Aveolates
Protiste–Bikonts – Excavata
Euglenozoaires–Euglena
Cryptosporidiumest un
EuglenasElles possèdent des chloroplastes verts
intestinal. Voici son kyste, très résistant au
provenant d'une algue verte, mais elles peuvent
chlore ; les traitements d'eau classiques
également absorber ou ingérer des aliments.
peuvent donc s'avérer inefficaces. Il infecte
Leur long flagelle est ancré dans une poche
les bovins et les humains et peut
située à l'avant de la cellule. Les euglènes
contaminer les réseaux d'eau potable.
peuvent être longues et fines ou courtes et
Taille : 4 à 6 µm
apicomplexeIl s'agit d'un parasite
larges, et leur longueur varie de 20 à 300 µm.
Protiste–Bikonts – Excavata
Métamonades–Diplomonades
Il s'agit de la forme active et nourrissante
deGiardiaCe parasite affecte l'homme et
d'autres animaux. Il se fixe à la paroi
intestinale, se nourrit et se multiplie. Les
cellules se transforment en kystes, qui
sont ensuite excrétés. Ces kystes,
présents dans l'eau, transmettent la
maladie. Taille : 10 à 15 µm de long.
Protiste–Bikonts – SAR
Rhizaria – Radiolaire
Il s'agit du test d'unradiolaireCes organismes
font partie du plancton marin. Une seule
cellule utilise la silice pour construire ce test
complexe. Les radiolaires se nourrissent grâce
à de fines projections de cytoplasme appelées
axopodes, qui capturent les bactéries. Leur
diamètre moyen est de 100 à 200 µm.
Règne des champignons
Règne des champignons
Champignons de club–Basidiomycètes
chytrides–Chytridiomycota
Il s'agit d'un champignon à lamelles. Son mycélium
Ce dessin représente un chytride unicellulaire
se développe dans le fumier en décomposition. Les
doté de nombreux rhizoïdes nourriciers fins..Les
spores de ce champignon se forment sur les lamelles
zoospores se forment dans le sporange, la
et se détachent du chapeau à maturité. Le vent
structure arrondie. Celui-ci s'ouvrira et les
transporte les spores vers de nouvelles sources de
zoospores se disperseront vers une nouvelle
nourriture. De nombreux champignons forment des
source de nourriture. Le corps cellulaire principal
mycorhizes avec les arbres.
mesure environ 60 µm de diamètre.
Règne des champignons
Règne des champignons
Champignons à sac–Ascomycètes
Moules à broches–Mucoromycotina
Il s'agit d'un champignon en forme de coupe. C'est
Moisissure noire du pain,RhizopusElle possède de
l'organe sporifère d'un ascomycète. Les
grandes hyphes et de grands sporanges, si grands
champignons en forme de coupe vivent dans le sol,
qu'on peut les voir à l'œil nu. Ses filaments ne
le fumier ou le bois en décomposition. Celui-ci est
présentent pas de cloisons transversales entre les
brun, mais d'autres espèces sont rouges, oranges,
cellules. Elle pousse généralement sur des aliments
violettes ou noires. Les spores sont libérées par la
sucrés ou riches en amidon, comme ce pain.
paroi interne de la coupe.
Règne des champignons
Règne des champignons
Champignons à sac–Ascomycètes
Champignons AM–Gloméromycotina
Il s'agit d'un lichen, une association entre un
Les Gloméromycètes forment des mycorhizes
champignon et une algue verte ou une
arbusculaires (MA), ainsi nommées en raison des
cyanobactérie. Les lichens sont classés parmi les
structures fongiques buissonnantes qui se
champignons car ce sont les champignons qui
développent à l'intérieur de la racine. Voici une vue
déterminent leur forme et leur couleur. C'est un
microscopique d'une racine de maïs colorée avec le
lichen fruticuleux, ainsi nommé en raison de son
champignon associé. Les corps ronds sont des spores
aspect buissonnant.
fongiques.
Basidiomycète
Ascomycète
des spores se forment sur
les spores se forment dans
Règne des champignons
Champignons de club–Basidiomycètes
petits piédestaux
longs sacs. Chaque
ou clubs. (micro-
Les taches au revers de cette feuille sont les structures
Le sac peut contenir huit
porteuses de spores d'un champignon de la rouille. Son
vue scopique d'une
spores. Ceci est
nom provient de la couleur rouge orangée de ces
lamelle de champignon)
un microscopique
structures. Les champignons de la rouille sont des
vue d'une tasse
parasites des plantes et s'attaquent à de nombreuses
revêtement fongique.
cultures. Les charbons, champignons apparentés, sont
également des parasites des plantes.
Règne animal
Règne animal
Rotifères–Embranchement des Rotifères
Éponges–Embranchement des Porifères
Les rotifères sont des animaux microscopiques qui vivent
Il s'agit d'une éponge vase rose de la mer des
en eau douce et dans les sols humides. Ils possèdent une
Caraïbes. Elle possède une très grande ouverture
couronne de cils sur la tête, semblable à de petites roues
(oscule) au sommet de son corps en forme
en mouvement. Ils peuvent se déplacer comme des
d'entonnoir. On peut apercevoir certains pores à
chenilles arpenteuses ou utiliser leurs cils pour nager
l'intérieur de son corps. Cette espèce,Niphates
rapidement. La taille moyenne des rotifères varie de 100
digitalis, appartient à la lignée des
à 500 µm.
Démosponges.
Règne animal
Mollusques–Embranchement des mollusques
L'escargot de jardin commun,Helix asperaLe
mollusque gastéropode est doté d'un long
pied musculeux et d'une coquille dure
contenant du calcium. Ses yeux sont situés à
l'extrémité de ses deux tentacules. Il se
nourrit de plantes qu'il râpe grâce à sa radula,
sa langue râpeuse.
Règne animal
Cnidaires–Embranchement des Cnidaires
Cette photo est une vue de dessus d'un petit
cnidaire, une colonie d'hydraires. Elle illustre
la symétrie radiale de ce phylum. Le cercle
foncé représente le flotteur de l'animal. Ses
bras venimeux sont déployés dans toutes
les directions. Son nom scientifique est
Porpida porpidaCe spécimen a été capturé
dans l'océan Atlantique Sud.
Règne animal
vers annélides–Embranchement des Annélides
Le ver de terre appartient au groupe des
Règne animal
annélides clitellés. Ces vers possèdent des soies
Cténophores–Embranchement des Cténophores
qui leur permettent de s'agripper aux surfaces
Cette cténophore se nourrit grâce à ses lobes. Bolinopsis
lorsqu'ils se déplacent. Les annélides, également
Il s'agit de son genre. Comme tous les membres de ce
appelés vers segmentés, doivent leur nom aux
phylum, il se déplace grâce à huit rangées de cils qui
anneaux présents sur leur surface.
parcourent son corps dans le sens de la longueur.
D'autres cténophores se nourrissent à l'aide de longs
tentacules munis de cellules adhésives. Ce phylum vit
exclusivement en milieu marin.
Règne animal
Règne animal
Nématodes–Embranchement des Nématodes
vers plats–Embranchement des Plathelminthes
Ce ver rond (nématode) du genreStrongyloïdes
Ce ver plat marin est vivement coloré, ce
qui indique sa toxicité. Les vers plats ont
un petit corps plat qui permet à l'oxygène
de se diffuser dans leurs tissus. Ils n'ont ni
cœur ni poumons. Cette espèce,
Pseudoceros ferrugineus, mesure 25 à 55
mm de long.
Ce parasite de l'homme vit dans les climats
chauds où l'assainissement est insuffisant.
Comme les autres nématodes, il possède une
cuticule, une enveloppe extérieure qu'il
renouvelle au cours de sa croissance. Il mesure
environ 2,5 mm de long.
Règne animal–Embranchement des
Chordés Vertébrés –Amphibiens
Règne animal
Ce jeune crapaud,Rana CatesbeianaElle se
La guêpe commune,Vespula vulgarisCet insecte
perche sur une feuille de lotus dans un étang
appartient à l'ordre des arthropodes, le plus grand
et y dépose des œufs gélatineux. Les têtards
embranchement du règne animal. Il possède des
mettent entre un et trois ans pour devenir
pattes articulées, un exosquelette et un corps
adultes et continuent de grandir. Les
segmenté. Il mue plusieurs fois au cours de son
grenouilles et les crapauds appartiennent à
développement, de l'œuf à la larve, puis à la
l'ordre des Anoures.
nymphe et enfin à l'adulte.
Règne animal–Embranchement des
Chordés Vertébrés –Reptiles
Règne animal
Ce lézard vit dans le désert de Chihuahua.
Il appartient au genre SceloporusLes
lézards épineux, ou lézards à écailles, se
nourrissent d'insectes et d'araignées. Les
lézards et les serpents appartiennent à
l'ordre des Squamates.
Voici la face ventrale d'une étoile de mer. On y voit
Règne animal–Embranchement des Chordés
Règne animal–Embranchement des
Chordés Urochordés–tuniciers
Vertébrés –Oiseaux
Arthropodes–Embranchement des Arthropodes
Échinodermes, Embranchement des échinodermes
les podia, qui lui servent à se déplacer et à capturer
sa nourriture. À l'état larvaire, elle présente une
symétrie bilatérale, tandis qu'à l'âge adulte, elle
possède une symétrie radiale. Les étoiles de mer
appartiennent à l'ordre des Asteroidea.
Le mâle, représenté ici, a la tête et la
poitrine d'un rouge rosé. La femelle est
brune avec la poitrine rayée. Les oiseaux
et les crocodiliens sont les deux lignées
actuelles d'archosaures.
Les tuniciers sont des chordés invertébrés.
Leurs larves possèdent une notochorde.
Celui-ci vit en colonies et se nourrit par
filtration. Bien qu'il ne ressemble pas
beaucoup aux vertébrés, il partage un
ancêtre commun avec eux. Il appartient à la
classe des Ascidiacées.
Règne animal–Embranchement des Chordés
Règne animal–Embranchement des Chordés
Vertébrés –Mammifères
Vertébrés –Poissons à nageoires rayonnées
Ce renard roux,Vulpes vulpesLe carnivore est un
Il s'agit d'un crapet arlequin, une espèce de poisson-
mammifère de l'ordre des Carnivores et de la
lune. Il vit dans les étangs et les lacs des régions
famille des Canidés. Cette espèce vit en Eurasie et
tempérées et se nourrit d'invertébrés et de petits
en Amérique du Nord. Les autres membres de cet
poissons. Il appartient à l'embranchement des
ordre comprennent les ours, les chats, les ratons
téléostéens (poissons à nageoires rayonnées) et à
laveurs et les phoques. Les Carnivores sont des
l'ordre des perciformes (perches). Son nom
mammifères placentaires.
scientifique estLepomis macrochirus.
Le pinson de Cassin,Carpodacus cassinii, vit
dans l'ouest de l'Amérique du Nord.
Traduit de Anglais vers Français - www.onlinedoctranslator.com
Euphyllophytes – Clade des fougères
Règne végétal–Bryophytes
Hépatiques–Marchantia
Fougères à écailles et fougères à grappes
Il s'agit d'une hépatique thalloïde. Elle est dépourvue de
La fougère à moustaches,Psilotum nudumElle ne possède
racines, de tiges, de feuilles et de stomates. Elle possède de
ni racines ni feuilles visibles. Les structures arrondies
minuscules structures en forme de coupe qui contiennent des
présentes sur ses branches sont ses sporanges. Cette
amas de cellules appelés propagules. Les gouttes de pluie
forme simplifiée de fougère est étroitement apparentée
projettent les propagules hors des coupes, donnant ainsi
aux fougères à langue de vipère et aux fougères à
naissance à de nouvelles plantes. Elle peut également se
grappes.
reproduire par spores.
Règne végétal–Plantes vasculaires
Euphyllophytes – Clade des fougères
Prêles
Règne végétal–Bryophytes
Anthocérotes
Les feuilles de la prêle sont disposées en
cornes » dressées vert clair, structures où se forment
couronne au niveau des nœuds. Les
les spores. Des cyanobactéries se développent à
structures verticillées sont les branches.
l'intérieur de la base et fixent l'azote pour la plante.
Leurs pousses fertiles (photo de droite)
Ces petites plantes poussent dans des endroits très
portent des strobiles coniques. Voici la
humides. Celle-ci poussait dans un parterre de fleurs.
Règne végétal–Plantes vasculaires
Les anthocérotes ont une base vert foncé et des «
prêle géante.Equisetum telmatiea.
Euphyllophytes – Clade des fougères
Règne végétal–Bryophytes
Mousses–Bryum
Fougères
Il s'agit d'une mousse « moelleuse », où de nombreuses
Les fougères sont connues pour leurs
petites plantes poussent serrées les unes contre les
magnifiques feuilles composées, bien que
autres, formant un tapis vert. Des capsules de spores
certaines aient des feuilles simples. Leurs spores
se développent au sommet de longs pédoncules qui
se forment sur la face inférieure des feuilles,
émergent de ce tapis dense. D'autres mousses ont une
dans des structures appelées sores. La forme du
apparence plus feuillue, mais les mousses ne
sore varie selon les espèces.
possèdent pas de véritables feuilles.
Règne végétal–Plantes vasculaires
Règne végétal–Plantes vasculaires
Euphyllophytes – Plantes à graines
Cycadées
Cycas revolutaIl s'agit d'un cycas utilisé comme
plante ornementale. Son pollen est produit dans de
grands cônes. Ses feuilles sont très rigides. Les
graines se forment sur le bord de structures foliaires
spécialisées. La graine et le pollen se développent sur
des plantes distinctes.
Règne végétal–Plantes vasculaires
Lycophytes–Lycopodes
Ce lycopode, genreLycopode, Elle atteint
environ 20 cm de hauteur. Ses spores se
forment en strobiles à l'extrémité de ses
tiges (photo de gauche). Ses feuilles,
petites et unilignes, sont appelées
microphylles. Les lycophytes sont un
groupe frère des euphyllophytes.
Règne végétal–Plantes vasculaires
euphyllophytes – Plantes à graines
angiospermes basales
Règne végétal–Plantes vasculaires
Euphyllophytes – Plantes à graines
Ginkgo
Le nénuphar possède des pièces florales disposées en
Il ne reste qu'une seule espèce survivante dans
spirale, et non en verticilles comme chez les
cette lignée de plantes à graines.Ginkgo bilobaSes
monocotylédones et les eudicotylédones. Certaines de
feuilles en forme d'éventail présentent parfois
ses étamines ressemblent davantage à des pétales. Le
deux lobes. Ses graines sont recouvertes d'une
pollen est monocentrique. Les nénuphars comptent
enveloppe épaisse et odorante. Les graines et le
parmi les premières espèces de plantes à fleurs.
pollen se forment sur des plantes distinctes.
Règne végétal–Plantes vasculaires
Euphyllophytes – Plantes à graines
Angiospermes –Monocotylédones
La tulipe est une monocotylédone. Ses pièces florales sont
composées de trois pièces au total. Comme la plupart des
monocotylédones, ses feuilles présentent des nervures
parallèles. Les graines de monocotylédones possèdent un
seul cotylédon (feuille séminale) et leur pollen est
monoperforé.
Règne végétal–Plantes vasculaires
Euphyllophytes – Plantes à graines
Gnétophytes
ÉphédraElle produit des graines (photo principale) et
du pollen (encart) dans des structures coniques sur
des plantes distinctes. La plante semble composée
uniquement de tiges, mais elle possède de
minuscules feuilles en forme d'écailles. Elle est
adaptée aux climats arides.
Règne végétal–Plantes vasculaires
Euphyllophytes – Plantes à graines
Angiospermes -Eudicots
Règne végétal–Plantes vasculaires
Euphyllophytes – Plantes à graines
conifères–Pinus contorta
Ce géranium sauvage est une eudicotylédone, c'est-
Le pin tordu porte des cônes à graines et à pollen
à-dire une « vraie dicotylédone ». Ses pièces florales
sont composées de cinq organes au total. Ses feuilles
présentent des nervures réticulées. Son pollen
possède trois ouvertures. À la germination, deux
cotylédons émergent.
sur le même arbre. Les cônes à graines mettent
deux saisons de croissance à mûrir. Ses feuilles,
en forme d'aiguilles, contiennent de la résine, ce
qui lui permet de survivre dans les climats froids
et secs.
Règne végétal–Plantes vasculaires
Euphyllophytes – Plantes à graines
Angiospermes–Zinniahybride
Le zinnia représente les angiospermes, les plantes à
fleurs. C'est le seul groupe de plantes qui porte à la
fois des fleurs et des fruits. Les zinnias appartiennent
à la famille des Astéracées (ou tournesols). Leurs
capitules contiennent de nombreuses petites fleurs.
Chaque « pétale » extérieur est en réalité une fleur.