1) Soupe primitive.
«Bouillon» de matière organique, riche en sels et en sucres dissous. À la base, notre atmosphère
primitive contenait de l’H2, du méthane CH4, de l’ammoniac NH3 et de la vapeur d’eau. Ce
mélange, bombardé par le rayonnement énergétique provenant du soleil, des volcans et des
éclairs a donné naissance à une grande quantité de matière organique qui ne se décompose pas
car il n’y a pas d’oxygène. Ces composés, formés spontanément, tombent dans les océans dans
lesquels ils vont s’accumulés formant ainsi la « soupe primitive » .
2) Expérience S. Miller.
Schéma voir p.15 (Évolution)
S.Miller tente , par son expérience, de rifier l’hypothèse selon laquelle les composés organiques
ont pu se former de manière spontanée. Pour ce faire, il met les composés présumés de
l’atmosphère d’antan et y apporte de l’énergie par l’intermédiaire d’étincelles électriques, durant
une semaine. Une fois le temps écoulé, il analyse le liquide contenu dans l'appareil et découvre
toutes sortes de composés organiques dont des acides aminés. Ceci constitue la preuve que des
composés organiques de première importance peuvent se former dans des conditions
prébiologiques. Il confirme donc ainsi la thèse d’Oparin.
3) Les premières molécules organiques : subsistent et se complexifient.
a) Les molécules organiques simples à la base vont s’agglutiner dans des crevasses, à l’abri des
UV du soleil.
b) Étant-donné qu’il n’y a pas d’O2, dans l’atmosphère, les composés ne pourrissent pas. Il s’agit
là d’une atmosphère réductrice.
c) Il n’y a pas d’être vivant capable de détruire les matières organiques. Si les molécules se sont
complexifiées, c’est dans l’ordre naturel des choses. Il y avait aussi certaines molécules qui
pouvaient jouer le rôle de catalyseur de formation. Certains acides aminés ont pu, lorsqu’il étaient
dans des conditions favorables, s’associer pour former des protéinoïdes et plus tard des protéines
(idem pour les acides nucléiques et pour les acides gras).
4) Premier mécanisme des microgouttes pour produire de l’énergie.
La fermentation : C6H12O6 → 2 CO2 + 2 C2H5OH + 50 Kcal
Car celle-ci s’effectue en dehors de tout organisme vivant dans une simple solution contenant tous
les enzymes qui catalysent les étapes successives de la gradation de la molécule de glucose.
Cette réaction a donc bien pu se produire avant la vie, dans les microgouttes hétérotrophes des
anciens océans. De plus, elle peut avoir lieu en l’absence d’oxygène.
5) Importance de la photosynthèse.
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6O2
lumière
Étant donnée la diminution des réserves énergétiques et la lenteur de la synthèse spontanée pour
équilibrer l’épuisement rapide de celles-ci, des organismes capables, pour survivre, de fabriquer
leurs propres aliments à partir d’éléments simples du milieu et de l’énergie solaire sont apparus.
Il y a création de la photosynthèse (qui utilise le CO2, déchet de la fermentation) et donc
apparition d’oxygène. Cette apparition d’O2 fait elle-me apparaître une couche d’ozone (O3). On
assiste à un passage d’une atmosphère réductrice ( bcp d’H) à une atmosphère oxydante. Les UV
ne passent plus, l’apport en énergie est rompu, ce qui marque la fin de la synthèse non-biologique
de la matière organique.
Le processus de fermentation « rajeunit » grâce à la respiration qui va permettre de tirer 10x plus
d’énergie du glucose en brûlant plus. L’oxydation est donc une évolution de la fermentation avec
une nouvelle succession d’enzymes dégradant l’oxygène. Progressivement, la présence de
catalyseurs précis à accéléré la réaction. Cette notion de vitesse introduite dans le milieu des
microgouttes permet d’ajouter l’évolution au modèle de l’apparition de la vie sur terre. Les
microgouttes alisant (par une série fortuite d’enzymes) leurs réactions plus vites seront
conservés par les mécanismes de la sélection naturelle.
Respiration : C6H12O6 + O2 → 6 CO2 + 6 H20 + 680 Kcal.
6) Méthode de datation au carbone 14.
Cette méthode permet de préciser l’age des fossiles formés durant les 70 000 dernières années. On
sait que dans les organismes vivants, il se trouve un atome de carbone-14 pour 1012 atomes de
carbone-12. Tout isotope radioactif émet spontanément et à un rythme constant des radiations
lorsque ses atomes se transforment en atomes plus stables. On appelle riode de demi-vie d’un
élément radioactif, le temps nécessaire à la transformation de la moitié de sa masse en une forme
stable. La demi-vie du carbone-14 est de 5768 ans.
Tout organisme assimile au cours de sa vie des composés contenant du carbone. À sa mort
toutefois, cette incorporation s’arrête. Dès lors, un fragment d’os contenant par exemple une
quantité de carbone-14 égale à la moitié de la quantité observée dans un os d’un organisme vivant
actuellement est donc âge de 5768 ans.
Méthode de calcul de l’age d’un échantillon par le C-14 :
Au cours de sa vie, tout organisme renouvelle son taux de carbone-12 et par conséquent son taux
de carbone-14. Le rapport C-14/C-12 de l’échantillon est donc égal au rapport C-14/C-12 de
l’atmosphère. A la mort de l’organisme, le taux interne de C-14/C-12 n’est plus renouvelé et,
comme le C-14 se désintègre, ce rapport chute de manière constante. On estime que la
concentration de C-14 dans l’atmosphère n’a pas varié depuis environ 100 000 ans. Ce taux est
égal, comme précisé plus haut à 1 atome de C-14/ 1012 atomes de C-12.
Calcul de l’âge d’un échantillon : mode opératoire
1. Calculer le nombre d’atomes de carbone (C-14 et C-12 confondu) dans l’échantillon. Le
nombre d’atomes de C-14 est donné par le compteur Geiger.
2. En fonction du taux C-14/C-12, duire le nombre d’atomes de C-12 à partir du calcul du
nombre total d’atomes de carbone.
3. Effectuer le rapport C-14/C-12 et le traduire en %.
4. Ce pourcentage est un pourcentage de la demi-vie T/2 du C-14 qui est de 5768 ans. A
partir du graphique du % de C-14 en fonction du temps, repérer l’âge approximatif de
l’échantillon.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
0 T/2 2xT/2 3xT/2 4xT/2 5xT/2
7) Fossiles stratigraphiques.
On appelle «fossiles stratigraphiques» les fossiles permettant de déterminer l’âge de certaines
couches et d’établir des corrélations entre des terrains parfois très éloignés les uns des autres.
Fossile : c’est un débris ou moulage d’animal ou de plante ayant vécu dans des temps très reculés
et conservé dans les couches sédimentaires de la terre.
Stratigraphie : étude des couches de terrain qui se sont déposées à la surface de la terre qui tente
d’en établir la chronologie.
Les fossiles stratigraphiques sont des fossiles dont on peut déterminer l’âge de part leur position
dans les couches stratigraphiques. En effet, on connaît la vitesse de formation de ces strates.
8) Fossile vivant.
Organisme vivant qui subsiste depuis très longtemps et qui n’a pas ou très peu évolué. Exemples :
cœlacanthe (poisson), dipneuste (poisson).
9) Arbre phylogénétique.
C’est une hypothèse des origines et des relations entre les différents groupes d’organismes. Il est
basé sur le fait que plus l’anatomie des deux groupes se ressemble, plus proche est leur relation,
plus récent est leur ancêtre commun. L’arbre phylogénétique relate l’histoire de la formation et de
l’évolution d’une espèce où d’un groupe d’êtres vivants possédant un ancêtre commun.
10) Espèce biologique.
Ensemble des êtres qui se ressemblent entre eux, qui peuvent se reproduire sexuellement en
produisant des descendants féconds, qui occupent des niches écologiques propres et qui ont une
structure génétique commune.
11) La nomination binaire :
La nomination binaire est un système mis en place par Linné et qui a le propre de donner un nom
scientifique à chaque organisme. Ce nom est composé de deux mots, le premier signe le genre
(généralement avec une majuscule), le second l’espèce (habituellement d’un adjectif descriptif
qualifiant l’être vivant). Dans les textes scientifiques on le retrouve en italique ou souligné.
Exemple :
Quercus alba : chêne blanc
Quercus rubra : chêne rouge
Parfois, on ajoute un troisième terme qui peut être le nom de la personne qui a découvert ou
nommé l’espèce.
12) Niveaux taxonomiques :
Règne embranchement classe ordre famille genre espèce (Moyen mnémotechnique :
RECOFGE)
13) Les cinq règnes :
1. Les monères : Ensemble de procaryotes qui sont des organismes unicellulaires très primitifs
et dépourvus d’un grand nombre d’organites y compris d’un noyau limité à un simple filament
d’ADN.
2. Les protistes : Eucaryotes unicellulaires qui ne forment jamais de tissus. Ils seraient peut
être le résultat de la symbiose de plusieurs procaryotes.
3. Les fungi : Champignons qui diffèrent du règne végétal de part leur nutrition térotrophe et
leur organisation en mycélium syncitial. Le syncytium résulte de la fusion des cytoplasmes de
différentes cellules. Il s’agit donc d’un territoire cytoplasmique plurinucléique.
4. Les végétaux : Pluricellulaires photosynthétiques et autotrophes fixes. Différents niveaux
d’évolution existent dans ce règne en partant des mousses (sans racines ni fleurs ) aux plantes à
fleurs en passant par les fougères (dépourvues de fleurs ).
5. Les animaux : Pluricellulaires hétérotrophes et mobiles.
14) Les premiers animaux :
Les amphibiens : - 360 MA ère primaire.
CARACTERISTIQUES :
1. Les jeunes sont liés à l’eau et ressemblent à des poissons.
2. Le corps est recouvert d’une peau mince, souple et humide.
3. La respiration est branchiale chez les larves, elle est pulmonaire, cutanée et
aérienne chez les adultes.
4. Il y a métamorphose de l’amphibien au cours de sa vie.
5. Le cœur a deux cavités chez les larves, il a trois cavités chez l’adulte.
6. Les larves sont végétariennes, les adultes sont carnivores
7. Fécondation externe qui se fait directement après la ponte dans l’eau.
Les reptiles : - 250 MA
CARACTERISTIQUES :
1. L’œuf amniotique : ils se sont affranchis du milieu aquatique car les les œufs peuvent se
développer en milieu terrestre. Au cours de l’accouplement (fécondation interne) les
spermatozoïdes sont directement introduit dans l’oviducte de la femelle.
2. Le corps est recouvert d’écailles dures.
3. La peau est sèche pour prévenir la perte d’eau
4. La respiration est exclusivement pulmonaire
5. Division presque complète du ventricule cardiaque, ce qui augmente le rendement de
l’organisme
6. Ils sont poïkilothermes (sang-froid)
Les oiseaux : -150 MA
CARACTERISTIQUES :
1. Bec corné, dépourvu de dents
2. corps recouvert de plumes
3. membres antérieurs transformés en ailes
4. os pneumatiques (très légers et résistants)
5. cœur à 4 cavités
6. Homéothermie (sang chaud)
7. écailles au niveaux des pattes
8. Ils nourrissent les petits
9. œuf amniotique (calcaire et incubé dans le nid)
15) Le plus ancien … :
o AMPHIBIEN : l’Ichtyostéga
o OISEAU : l’Archéoptéryx
16) L’orthogenèse :
Evolution progressive et continue d’une lignée de plantes ou d’animaux, qui progressent toujours
dans une même direction et atteignent un type final très caractéristique, aboutissement d’une
tendance invariable qui s’ est manifestée tout le long de cette lignée. Cette tendance à pour but
d’adapter l’être vivant à milieu dans lequel il vit. Prenons l’éléphant ; son ancêtre, le
moerithérium n’avait ni trompe ni défenses. Ses incisives étaient assez grandes mais ne
dépassaient pas de la bouche. Peu à peu les incisives se sont veloppées et avec elles la trompe
pour pouvoir se nourrir. Les défenses inférieures ont régressées tandis que les supérieures
devinrent énormes !
17) L’anatomie comparée :
L’anatomie comparée a pour but d’étudier, chez un ensemble d’animaux ou de plantes, un même
organe, ou un même système et à tracer ainsi les étapes successives d’une lignée plus ou moins
longue d’êtres vivants. Le but étant de repérer les homologies entre ceux-ci, c'est-à-dire le fait que
tel ou tel organes proviennent tous d’un même organe présent dans un ancêtre et qui à évolué.
Les vertébrés sont tous très différents mais, l’anatomie comparée des membres antérieurs de
tous ces animaux montre la même structure fondamentale du membre chiridien (et cela car leurs
squelettes respectifs sont construits sur un même plan) .
18) Le développement embryonnaire :
Au cours de son développement embryonnaire, tout animal passe par une série de phases qui
rappellent, dans l’ordre, les stades évolutifs par lesquels est passée, au cours du temps, l’espèce à
laquelle il appartient. En effet, les liens de parentés peu visibles chez l’adultes deviennent
évidents chez la forme de vie transitoire. Il suffit de regarder l’embryon humain qui a des fentes
viscérale pareilles à celles d’un poisson adulte. Autre exemple : durant son développement,
l’embryon humain passe par toutes les phases de l’évolution. Il débute par un être unicellulaire
(procaryote), puis il se divise et constitue des tissus. Ensuite l’embryon passe par des phases au
cours desquelles on peut le comparé avec les embryons d’autres espèces. La ressemblance entre
les embryons de divers espèces confirme l’existence de l’évolution et d’un ancêtre commun qui,
une foi adulte, ressemblerais aux embryons.
19) Loi de Haeckel :
Le développement embryonnaire de l’individu présente un résumé condensé de l’histoire évolutive
de l’espèce (cf question précédente). Quand la jeune grenouille sort de l’œuf, elle n’a pas de
membres mais, une vaste nageoire caudale, elle n’a pas de paupières et sa respiration est
branchiale, son cœur n’ a qu’une oreillettes, ses flancs portent des lignes latérales, c’est un
poisson. Puis, de manière accélérée elle se transforme en grenouille et nous donne un résumé
vivant de son évolution.
20) L’étude des chromosomes
Le primate a 48 chromosomes, l’homme, en a 46. Les chromosomes dissemblables n’ont qu'une
inversion de fragment qui est minime. Pour ce qui est des différences du nombre de chromosomes,
cela pourrait s’expliquer par une fusion de 2 chromosomes acrocentriques. Cette fusion se serait
effectuée par les bras courts avec une perte de centromères. Il y a d’ailleurs chez certains
hommes, une certaine fragilité à l’endroit le centromère aurait disparu. Ce qui prouve qu’il y a
bien une parenté entre les 2 espèces.
Plus généralement , l’étude des caryotypes de différentes espèces permet d’établir des liens entre
celles-ci. Et, par conséquent, de définir les frontières entre les constituants des arbres
phylogénétiques.
Le fait que certains êtres vivants possèdent (approximativement) les gènes d’une autre espèce et
en possèdent d’autres en plus peut signifier que ces êtres vivants-ci descendent de l’autre espèce.
L’ajout de nouveau gènes complexifie le caryotype des vivants, crée de nouvelles espèces et prouve
l’existence d’une évolution (même si elle est dirigée par le hasard).
21) L’étude des molécules :
L’agglutination des hématies, lors d’une réaction immunitaire est liée à la présence de protéines
particulières au niveau de ces hématies. Le lapin élabore un sérum anti-homme capable
d’agglutiner les hématies de l’homme mais aussi celles des singes anthropomorphes. En revanche
il ne provoque pas l’agglutination des hématies des singes inférieurs. C’est une nouvelle preuve de
la parenté de l’homme au singe anthropomorphe.
La similarité évidente entre ces types de molécules présentes chez des espèces différentes indique
que ces molécules ont une même histoire qui lie par conséquent les 2 espèces entre elles.
22) Définitions :
a) homologie :
Correspondance par identité d’origine qui peuvent exister entre structures apparemment très
différentes.
Ex : Par exemple, les différents mammifères ont une homologie des membres postérieur car ils
ont tous une structure fondamentale du membre chiridien qui est la même.
b) organes vestigiaux :
Organes qui sont des traces du passé mais qui n’ont plus d’utili
Ex : Le coccyx chez l’Homme
c) homochromie :
Ressemblance que présente la coloration d’un animal avec celle du milieu il vit. Parfois, cette
ressemblance peut aller jusqu'à une similitude des formes avec le milieu.
Ex : les papillons de nuit ont changé leur couleur pour être difficile à repéré sur des arbres qui ont
changer de couleur à cause de la pollution.
d) mimétisme :
C’est la ressemblance (forme + imitation) qu’un animal, dépourvu de défenses naturelles, a
acquise avec un autre animal puissamment armé et facilement reconnaissable
Ex : la Sésie ressemble à une guêpe.
e) convergence :
Il y a convergence quand plusieurs êtres parviennent, indépendamment et en partant d’origines
très diverses, à une ressemblance qui leur est dictée par leur condition de vie et leur milieu.
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