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
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– 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.
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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
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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
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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
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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
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