Notre journal scientifique - Lycée Marie Curie Versailles
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Mai 2012 La théorie de l’évolution selon Darwin Les antibiotiques, ce n’est pas automatique La biodiversité menacée Classe de 2nde 1 Du lycée Marie-Curie de Versailles Lycée Marie Curie, Versailles 1 Sommaire Santé Les antibiotiques sont-ils automatiques ? Par Emilie Delporte et Mana Vandroux ................................... 3 L'obésité, une progression inquiétante ! Par Marion Gillet, Julie Taieb et Anne Charlotte Huré ................. 4 Alimentation et obésité. Par Angela Nkoud et Najet Mahi ....................................................................... 5 Homme et Biodiversité La biodiversité menacée. Par Grégoire Brunet et Pierre Freund ................................................................ 6 La surexploitation de la forêt tropicale et ses solutions. Par Chiara Colacino et Inès Khaldi .................. 7 Evolution La théorie de l’évolution selon Darwin. Par Coralie Adam, Laura Babouin, Marie-Liane Thomas .............. 8 Darwin et la théorie de l’évolution Par Anthony Marson et Etienne Gendron ........................................... 9 L'Évolution de la Biodiversité au cours du temps. Par Aude Meyer et Antonin Chevenier ................... 10 Origine L’origine de la vie sur Terre. Par Inès Chouteau et Caroline Rey ........................................................... 11 Apparition de la vie sur Terre. Par Clara Nussbaumer et Emma Goisnard. .............................................. 12 La vie ailleurs ? Mars, une planète qui a peut être abrité la vie ? Par Jamila Diab et Sebastian Maciolek ........................ 13 Des extraterrestres sur MARS ? Par Guislain Faugère et Pierre Dehnin ................................................. 14 Les conditions d’habitabilité d’une planète. Par Gayraud Marc et Bousquet Manuel ............................. 15 Observation de la terre Les images satellitales. Par Romain Usmer et Victor Morien .................................................................. 16 Sciences et crimes Les empreintes digitales au service de la police scientifique. Par Nathan Prosperin et David Mazzocoli Lycée Marie Curie, Versailles 17 2 Santé Les antibiotiques sont-ils automatiques ? Pendant longtemps, nous les prenions dès que nous étions malades… mais avions-nous raison ? Ces petites molécules, appelées antibiotiques, sont très efficaces contre les maladies bactériennes, mais elles ne doivent pas devenir nos meilleures amies. En effet, les antibiotiques possèdent la propriété de tuer et de limiter la propagation et la multiplication des bactéries, mais en cas d’abus, ils ne sont plus efficaces, d’autant plus qu’ils n’ont aucun effet sur les maladies virales (bronchites, rhumes, majorité des angines)… Le premier antibiotique, la pénicilline, a été découvert par le docteur Alexander Fleming en 1928. Ainsi, depuis des années nous disposons d’antibiotiques qui nous permettent de lutter contre des infections. Mais leur efficacité commence à diminuer ; cela est dû à la consommation exagérée ou inappropriée des antibiotiques. Les français sont les plus grands consommateurs d’antibiotiques en Europe. http://delitdimages.ndf.fr Quand les antibiotiques sont utilisés à bon escient, lors d’une contamination bactérienne, ils bloquent la synthèse de la paroi, ce qui empêche la formation de nouvelles bactéries et peut entraîner la destruction de celles déjà existantes. Dans d’autres cas, les antibiotiques se glissent à l’intérieur de la bactérie et s’attaquent à la « machine à fabriquer des protéines » : la bactérie ne pouvant plus produire les éléments dont elle a besoin pour se multiplier, l’infection est alors stoppée. Enfin, dernière possibilité, les antibiotiques s’attaquent à l’ADN de la bactérie. Etant privée de son matériel génétique, la bactérie ne peut plus se reproduire et va donc mourir. Le problème que l’on constate depuis quelques années est qu’il y a de plus en plus de bactéries qui leur résistent… Et c’est normal ! Pour échapper à l’action létale des antibiotiques, les bactéries ont développé de très nombreux mécanismes biochimiques de résistance, associés à une grande ingéniosité génétique pour les acquérir et les diffuser. Certaines bactéries « immunisées » peuvent créer, par exemple, des enzymes qui vont les protéger de ces « bactéricides ». Par conséquent les bactéries non résistantes sont tuées, et celles qui le sont se multiplient. Ainsi plus on ingère d’antibiotiques, plus les bactéries non résistantes meurent. Il ne reste plus que des bactéries résistantes et les antibiotiques n’ont donc plus aucun effet. Alors dès à présent, respectez les doses et les durées prescrites par votre médecin et ne prenez pas de médicament à tort ! S’il vous reste des médicaments à la fin de votre traitement, vous pouvez les rendre à votre pharmacien. Ne dépassez ni les doses, ni les durées de votre traitement ! Ne prenez plus d’antibiotiques lors de petites angines virales qui guérissent toutes seules et qui aident le système immunitaire à se renforcer. Google images Emilie DELPORTE et Mana VANDROUX Sources : C’est pas sorcier. Les antibiotiques. http://www.eurekasante.fr/ http://culturesciences.chimie.ens.fr/content/la-penicilline-i-decouverte-dun-antibiotique-960 http://www.gralon.net/articles/materiel-et-consommables/materiel-medical/article-les-antibiotiques---histoire-d-une-decouverte-2192.htm#qu-est-ce-quun-antibiotique- Lycée Marie Curie, Versailles 3 Santé L'obésité, une progression inquiétante ! Le monde grossit ! Et la France n'est pas en reste : 40 % de sa population est concerné. Aujourd'hui, elle compte plus de 20 millions d'adultes en surpoids ou obèses. Mais comment l’obésité se déclare-t-elle ? Et comment remédier à ce problème ? Aujourd'hui, en France, près de 20 millions de personnes sont en surpoids dont 6 millions sont obèses. En 1997, l'obésité concernait 8,2% de la population, maintenant elle en concerne environ 14,5%. Actuellement, 1 Américain sur 5 est en surcharge pondérale et l'Europe est en train de prendre le même chemin. Le taux d'obésité est en croissance dans le monde. En 2005, au moins 400 millions d'adultes étaient obèses et 20 millions d'enfants étaient en surpoids. En 2015 on prévoit environ 700 millions de personnes obèses. Le taux a doublé dans le monde depuis 1980. Certes, cette maladie n'épargne aucune catégorie sociale mais elle est répartie inégalement. En France, la région Nord est la plus touchée, avec 1 adulte sur 5 souffrant d’excès de poids. On peut aussi s'apercevoir que les plus touchés sont les seniors âgés de 65 ans et plus avec un taux de 20% en 2009. Le surpoids et l'obésité sont en général la conséquence d’un déséquilibre entre l’apport calorique au quotidien et les dépenses énergétiques. On parle d'obésité gynoïde quand l'excès de graisse se situe principalement au niveau des cuisses comme c'est habituellement le cas chez la femme ("culottes de cheval"). On parle d'obésité androïde quand les dépôts de graisses sont principalement placés au niveau du ventre, nommée obésité abdominale). Il s'agit d'un problème de plus en plus fréquent à travers le monde entier, car les gens sont de plus en plus sédentaires, ils font trop peu d’exercice et s’alimentent de moins en moins sainement : ils ont une alimentation trop riche en calories. Deux indices permettent de connaître le degré de surpoids d’une personne : l’indice de masse corporelle (IMC), qui est le poids (en kg) divisé par la taille (en mètre) au carré. l'indice de distribution de graisse corporelle, qui est la mesure du tour de taille : l’obésité commence à 88 cm chez la femme et 102 cm chez l’homme. Les signes de cette maladie sont la prise de poids, l'essoufflement, les douleurs rhumatologiques ou des troubles de la circulation sanguine dans les jambes. Cette maladie peut provoquer des perturbations de l'image du corps, une culpabilisation et un dégoût de soi-même ou encore des états dépressifs dus à des régimes trop restrictifs ou à des échecs thérapeutiques répétés. Pour limiter le risque de l'obésité il faut pratiquer des activités physiques, manger au moins 5 fruits et légumes par jour et limiter les matières grasses en privilégiant celles d'origines végétales. Il faut savoir adapter une alimentation variée mais équilibrée ; c'est-à-dire que l’on peut manger de tout mais dans des quantités raisonnables et éviter les produits trop gras, trop salés ou trop sucrés. Il existe aussi des méthodes pour limiter la prise de poids, les régimes alimentaires, la «cure d'amaigrissement» qui prend en charge l'obèse pendant plusieurs semaines et lui impose de réapprendre à manger et à bouger, mais on peut aussi avoir recours à des opérations chirurgicales, comme la pose d’un anneau gastrique. Marion GILLET, Julie TAIEB et Anne-Charlotte HURE Sources : Le Figaro. Fr < Santé , Site doctissimo < santé Lycée Marie Curie, Versailles 4 Santé Alimentation et obésité Dans le monde, en 2010, selon l'OMS, le surpoids concernait 43 millions d'enfants de moins de cinq ans. L'OMS estime que d'ici 2015, environ 2,3 milliards d'adultes seront en surpoids et plus de 700 millions seront obèses. Auparavant le surpoids et l'obésité étaient considérés comme des problèmes spécifiques aux pays à hauts revenus, mais ils augmentent spectaculairement dans les pays disposant de faibles ou moyens revenus, essentiellement en milieu urbain. Comment lutter contre l’obésité et le surpoids ? L'obésité est une maladie car elle altère la santé. Les atteintes peuvent être nombreuses et sont d'ordre physique (diabète, hypertension, apnée du sommeil ...), psychologique (dépression, mésestime de soi...) ou social (discrimination, isolement...). L'obésité correspond à un stockage excessif de graisse dans le corps. La masse grasse s'évalue à partir du calcul de l’Indice de Masse Corporelle (ou IMC) qui tient compte du poids et de la taille. Il est évident qu'une personne pesant 100 kilogrammes n'a pas la même corpulence si elle mesure 1,60m ou bien 1,80m. L'IMC met en relation 2 variables simples à mesurer, son poids et sa taille, selon la formule suivante : IMC = Poids / (Taille)² La valeur de l'IMC permet de déterminer un état, reflet de la " corpulence " : normalité, surpoids ou obésité. Attention, ces valeurs ne sont valables ni chez l'enfant, ni chez le sujet âgé de plus de 70 ans. Relation entre l’IMC et « corpulence » D’après http://www.obesite-sante.com/calcul-imc-poids-ideal.php L’obésité résulte généralement d’un déséquilibre entre une activité physique insuffisante et une alimentation trop riche en calories. La sédentarité et les mauvaises habitudes alimentaires (grignotage, consommation d’aliments trop gras ou trop sucrés, prise des repas à heures variables...) sont les causes principales de l’obésité. D’autres facteurs peuvent également influencer la prise de poids. Les facteurs hormonaux, le stress, l’environnement familial et les facteurs héréditaires peuvent jouer un rôle dans le développement de certaines obésités. En effet, un enfant ayant deux parents en surpoids a dans l’ensemble plus de risques d’être en surpoids, qu’un enfant dont les parents ont un IMC normal. D’autre part, des chercheurs ont mis récemment en évidence des gènes de prédisposition à l’obésité. Ces gènes augmenteraient la probabilité d’être obèse pour les personnes qui les posséderaient dans leur ADN. Pour lutter contre l’obésité et le surpoids, le rôle de l'alimentation est primordial. Il est important d’adapter sa ration alimentaire à sa dépense énergétique et de manger équilibré. Quelques conseils peuvent être suivis : il faut éviter de sauter les repas ou de manger entre les repas, varier les menus en limitant la consommation d’aliments trop sucrés ou trop gras, consommer quotidiennement des fruits et des légumes, manger au moins un produit laitier à chaque repas pour couvrir les besoins en calcium de l’organisme, prendre son temps pour manger et apprécier la convivialité d'un repas, pratiquer régulièrement une activité physique, ou à défaut, pratiquer la marche à pied au minimum une demi-heure par jour. Angela NKOUD et Najet MAHI. Sources: http://www.obesite.com/comprendre/pourquoi/alimentation.htm http://www.obesite.org/nutrition/dossier-obesite#obesite-alimentation http://www.passeportsante.net/fr/Maux/Problemes/Fiche.aspx?doc=obesite_pm#P22_953 http://www.medisculpture.com/cellulite.html Lycée Marie Curie, Versailles 5 Homme et Biodiversité La biodiversité menacée D’après le créateur du terme biodiversité, celle-ci est la totalité de toutes les variations de tout le vivant. Très exactement la biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle se définit à 3 échelles : la diversité des milieux, la diversité de l'espèce, la diversité génétique. La biodiversité aujourd'hui est-elle menacée ? Par qui ? Est-elle utile pour l'homme et comment peut-on la sauver ? Les espèces apparaissent et disparaissent depuis le début de l’histoire de la vie sur notre planète. Mais le nombre d’espèces qui disparaît aujourd’hui semble en très forte augmentation. On estime qu’au moins 21 espèces ont disparu au 17e siècle. Ce chiffre a été multiplié par 6.5 fois en deux siècles et a atteint au moins 200 espèces disparues au 20 e siècle ! Chaque jour, environ 15000 espèces de plantes et d’animaux sont menacées sur la Terre. Les changements de la diversité biologique ont été plus rapides au cours des 50 dernières années qu’à n’importe quelle autre période de l’histoire humaine. N'y aura-t-il un jour qu’une seule espèce d’oiseaux, une seule espèce d’arbres ou de fleurs sur notre planète ? L’Homme depuis toujours modifie l’environnement à son profit, considérant celui-ci comme une ressource inépuisable, mais ces différentes actions entraînent une réduction de la biodiversité. Il prélève de façon excessive et surexploite les ressources marines comme terrestres afin de subvenir à ses besoins alimentaires, industriels ou énergétiques. Il modifie et détruit les habitats naturels, lieu de vie de nombreuses espèces. En France, la surface couverte par les aménagements routiers est supérieure à celle des espaces protégés pour la faune et la flore. Sur Terre, environ 13 millions d'hectares de forêts disparaissent chaque année, soit l'équivalent de la surface de l'Angleterre par an ou d’un terrain de football chaque seconde. Par ailleurs, l’Homme voyage. Il transfère avec lui volontairement ou non des espèces. Si certains transferts d’une région à l’autre du monde sont positifs, d’autres en revanche sont de vraies catastrophes écologiques. C’est le cas notamment de la Colerpe, une algue qui a été introduite accidentellement en Méditerranée, où elle est devenue une espèce envahissante. Elle est connue sous le nom d'« algue tueuse », en raison de sa toxicité pour la faune, de son impact négatif sur la biodiversité et de sa vitesse de développement inquiétante. Elle serait aujourd'hui en Méditerranée en phase de régression, phénomène qui reste à confirmer à moyen et long terme. Enfin, les modifications climatiques engendrées par le réchauffement climatique d’origine anthropique, risque de modifier les aires de répartitions des différentes espèces et engendrer la disparition de celles qui ne pourront s’adapter. Les actions humaines qui réduisent la biodiversité sont nombreuses et pourtant celle-ci est utile à l'Homme ! Elle est essentielle à la production alimentaire, à la production de médicaments, à l'industrie, à la recherche scientifique et au tourisme. La biodiversité représente en tant que telle une ressource naturelle essentielle au devenir de notre espèce. Pour la préserver, différentes solutions ont été mises en œuvre. Des listes d’espèces menacées ont été établies, des interdictions de pêches ou de chasse ont été mises en place pour les protéger. Mais ces règles ne sont pas toujours respectées. Des parcs naturels ont été bâtis pour créer un environnement protégé pour les différentes espèces menacées. Des efforts sont entrepris pour lutter contre le réchauffement climatique. Récemment à Copenhague, les dirigeants du monde se sont rencontrés pour tenter de trouver un accord visant à réduire les émissions de gaz à effets de serre, responsables du réchauffement climatique. Les activités humaines sont donc en train de modifier fondamentalement et, dans une large mesure de façon irréversible, la diversité de la vie sur Terre. La plupart de ces changements sont synonymes de perte de biodiversité. La prise de conscience politique s'est concrétisée par des chartes, lois et conventions depuis plusieurs années. Des associations essaient de sensibiliser le public, car tout cela n'a de sens que si chacun change de comportement. Grégoire BRUNET et Pierre FREUND Sources : Muséum d’histoire naturelle – grande galerie de l’évolution http://www.noeconservation.org/index2.php?rub=1&srub=73&ssrub=73&goto=contenu http://tecfa.unige.ch/perso/lombardf/calvin/TM/03/chilier/biodiversite-utile-homo.html http://www.roc.asso.fr/biodiversite/index.html http://news.massolia.com/a-la-une/mediterranee-la-caulerpa-taxifolia-en-recul/ Lycée Marie Curie, Versailles 6 Homme et biodiversité La surexploitation de la forêt tropicale et ses solutions Contrairement aux forêts d’Europe, les forêts tropicales subissent un recul extrêmement rapide. Au rythme actuel, ces forêts disparaîtront d’ici à deux générations, en Indonésie, Afrique puis Amérique. Au brésil, des territoires grands comme la France autrefois recouverts de forêts tropicales, sont maintenant devenus stériles et sont en voie de désertification. Qu’est-ce que la surexploitation et quelles sont les solutions pour y remédier ? La surexploitation est une exploitation excessive de la forêt pour en tirer profit. Elle conduit à la déforestation massive des forêts, c'est-à-dire au déboisement de celles-ci, ce qui a des conséquences non négligeables sur les dérèglements climatiques actuels et la biodiversité. La déforestation et la dégradation des forêts dans le monde sont principalement liées à des activités humaines considérées aujourd’hui plus rentables à court terme que la préservation ou la gestion durable de la forêt. Les causes de la déforestation sont multiples. L’urbanisation ou l’aménagement du territoire se font dans certains cas au détriment de cet écosystème, l’Homme remplace les forêts par des bâtiments ou y développe des infrastructures. Certaines essences de bois sont exploitées à outrance, et parfois de manière illégale, afin de produire du bois de chauffage ou du bois utilisé pour construire des terrasses ou du mobilier de jardin... Dans d’autres cas les forêts sont converties en surfaces agricoles. Ces surfaces peuvent être modestes lorsqu’elles servent à alimenter les populations locales, comme très importantes lorsqu’il s’agit de mettre en place une agriculture intensive. Les forêts tropicales abritent une biodiversité importante. La déforestation entraîne la destruction d’un milieu de vie de nombreuses espèces et ainsi le risque de voir disparaître à jamais des espèces animales et végétales, dont certaines sont encore probablement inconnues. Ces extinctions sont une catastrophe écologique absolument irréversible ! La majorité des substances de la pharmacopée actuelle provient des forêts tropicales. À cause de la surexploitation des forêts, nous sommes entrain de tuer la poule aux œufs d’or : nous nous privons de la découverte éventuelle de futurs médicaments. Les forêts tropicales humides jouent un rôle majeur dans la régulation du système climatique local et global, du régime des pluies et du cycle de l’eau en général. Elles constituent une protection contre l’érosion et limitent les phénomènes de désertification. Grâce à leur capacité de stockage du carbone, elles jouent également un rôle prépondérant dans la prévention contre l’effet de serre. La disproportion est immense entre les avantages tirés de la surexploitation des forêts tropicales et les répercutions graves que celle-ci fait peser sur l’humanité. Diverses solutions ont été entreprises pour lutter contre la déforestation et ses conséquences. Par exemple en 2008, à été lancée une initiative, nommé REED, pour lutter contre le réchauffement climatique et réduire les émissions de CO 2 provenant de la déforestation de la dégradation des forêts. Ce programme prend en compte la capacité de stockage de carbone des forêts, la bonne gouvernance et l’aménagement des forêts, en respectant les droits des populations autochtones, et la protection de la diversité biologique. Ce dispositif vise à valoriser économiquement la forêt, pour faire en sorte qu’il soit plus « rentable » de conserver la forêt que de la détruire, alors qu’aujourd’hui « un arbre vivant a souvent moins de valeur marchande qu’un arbre mort ». Il s’agit donc de « rémunérer les pays pour non-déforestation », en les aidant financièrement pour leurs actions de lutte contre le déboisement et la dégradation des forêts, et leurs actions de conservation et d’augmentation des stocks de carbone forestiers ou de mise en place d’une gestion durable des forêts. Inès KHALDI et Chiara COLACINO Sources : http://www.notre-planete.info/actualites/actu_891_causes_solutions_deforestation.php http://www.developpement-durable.gouv.fr/Lutte-contre-la-deforestation-le.html http://fr.wikipedia.org/wiki/Reducing_Emissions_from_Deforestation_and_Forest_Degradation Lycée Marie Curie, Versailles 7 Evolution La théorie de l’évolution selon Darwin Aujourd’hui la plupart des personnes connaissent la théorie de l’évolution de Darwin. Mais peu de gens savent par quelles expériences et influences Darwin en est arrivé à sa conclusion sur l’évolution. Quelle est la théorie de Darwin et comment en est-il arrivé à la proposer ? Charles Robert Darwin, est un naturaliste anglais, né le 12 février 1809 à Shrewsbury et mort le 19 avril 1882 à Downe. En 1825, il commence des études de médecine à l'université d'Edimbourg qu’il arrête au bout de deux ans, pour se consacrer à la biologie. Ses travaux sur l'évolution des espèces vivantes ont révolutionné la biologie : il est considéré comme le fondateur de la théorie moderne de l’évolution. Il a formulé l'hypothèse selon laquelle toutes les espèces vivantes ont évolué au cours du temps à partir d'un seul ou de quelques ancêtres communs grâce au processus connu sous le nom de « sélection naturelle ». Sa théorie désigne la transformation des espèces vivantes, qui se manifeste par des changements de leurs caractères génétiques au cours des générations grâce à la sélection des gènes favorables à la survie de l’espèce par le milieu. Les changements successifs peuvent aboutir à la formation de nouvelles espèces. La théorie de l'évolution est une explication scientifique de la diversification des formes de vie qui apparaissent dans la nature. Cette diversification depuis les premières formes de vie est à l'origine de la biodiversité actuelle. L’histoire des espèces peut ainsi être écrite et représentée sous la forme d'un arbre phylogénétique, c’est-à-dire un arbre schématique qui montre les relations de parentés entre des groupes d’êtres vivants. En 1831 il embarque à bord du Beagle, un bateau qui ferra le tour du monde, en tant que naturaliste pour étudier la faune et la flore. Ce voyage qui durera 5 ans sera d’une importance capitale dans la structuration de sa pensée. Il s’arrête aux Galápagos, un archipel de l’océan pacifique, où il découvre différentes espèces de pinsons. Ces espèces se différencient essentiellement entre elles par la forme de leurs becs, plus ou moins longs ou durs. De retour en Angleterre, Darwin propose la thèse qu’il existe un lien entre la végétation de l’île sur laquelle vit l’espèce, c'est-à-dire le régime alimentaire de cette espèce et la morphologie de son bec. Le gros bec du Geospiza magnirostris est adapté à la casse de solides graines, tandis que celui du Certhidea olivacea, qui est pointu et étroit est adapté à un régime insectivore. Ainsi les espèces les mieux adaptées à leur milieu se sont davantage reproduites et ont transmis leurs caractéristiques à leurs descendants. Darwin s’appuiera sur de nombreux autres exemples pour étayer sa théorie. Il se servira entre autre du travail des éleveurs. 4 espèces de Pinsons découvertes par Darwin sur les îles Galápagos 1. Geospiza magnirostris ; 3.Geospiza parvula ; 2.Geospiza fortis ; 4. Certidea olivacea Ce n’est qu’en 1859, que Darwin publiera ses recherches dans un livre L’origine des espèces. Il y met en valeur sa pensée qui est que toutes les espèces ont une origine commune. Elles descendraient toutes d'un ancêtre commun, puis cet ancêtre se serait diversifié et aurait donné plusieurs espèces plus résistantes et combattantes. L'immense diversité de la nature fait apparaître un caractère favorable à la survie, le caractère sera ainsi sélectionné par la nature. La théorie de Darwin est toujours remise en cause de nos jours, mais celle-ci est l’une des propositions les plus logiques pour l’évolution des espèces. La rareté des ressources environnementales entraîne donc une lutte sans relâche pour la survie de chaque espèce. Coralie ADAM, Laura BABOUIN, Marie-Liane THOMAS Sources : http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/biologie/d/darwin-theorie-de-levolution_322/c3/221/p2/ http://www.hominides.com/html/theories/theories-evolutionnisme.php Sur l’origine des espèces, de Charles Darwin. Lycée Marie Curie, Versailles 8 Évolution Darwin et la sélection naturelle. Charles Darwin est l’homme qui proposa la théorie de l’évolution, telle que nous la connaissons aujourd’hui, selon laquelle les espèces sont le résultat d’une très lente évolution biologique. Il explique l’évolution des espèces par la sélection naturelle. Qui est Charles Darwin ? Et qu’est- ce que la sélection naturelle dont il parle pour expliquer l’évolution des espèces ? C.R. Darwin est né en 1809 à Shrewsbury en Angleterre. En 1831, il s’engage à bord du Beagle pour effectuer des recherches et des prélèvements sur des espèces d’Amérique du sud. Après cinq années de recherches passées à bord du bateau, le savant revient avec des centaines d’échantillons et de notes sur lesquels il s’appuiera pour sa théorie. En 1839 il devient membre de la Royal Society de Londres qui réunit des savants reconnus. Ce n’est qu’en 1859 qu’il publiera un livre « L’origine des espèces » qui expliquera sa théorie. Darwin s’éteint à Downe en 1882. Selon Darwin, les organismes vivants seraient en perpétuelle évolution. Les différentes espèces actuelles auraient une origine commune et auraient évolué à partir d’un même ancêtre commun. Darwin explique les changements des espèces au cours du temps grâce à un mécanisme qu’il appelle la sélection naturelle. Au sein d'une même espèce, les individus présentent des caractéristiques qui leur sont propres. Les individus les plus adaptés à leur milieu se reproduisent davantage que les autres et transmettent ainsi leur caractéristiques aux Charles Darwin en 1872 générations suivantes, tandis que les moins adaptés se reproduisent moins, leurs caractéristiques disparaissent. Pour Darwin, la sélection naturelle est le résultat de la "lutte pour l'existence", mais il emploie ces termes au sens large, en incluant l'ensemble des rapports écologiques qui participent à l'équilibre naturel. De tels processus, enchevêtrés entre les différentes espèces biologiques, aboutissent à une sélection qui explique la diversité des formes naturelles. Exemple de mimétisme batésien : le syrphidé, diptère (à gauche) adopte les mêmes colorations que l’abeille (à droite). Il profite ainsi de la crainte suscitée par le dard des abeilles sans en avoir un lui-même. D’après http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/zoologie-2/d/mimetismebatesien_7269/ La sélection naturelle permet encore aujourd’hui d’expliquer de nombreux cas observés dans la nature. Le mimétisme batésien en est un exemple. C’est une forme de mimétisme qui consiste, pour un organisme inoffensif, à imiter un autre organisme nocif (toxicité, goût désagréable, etc.). Ce mode de mimétisme protège ainsi l’organisme inoffensif des prédateurs qui ont appris, à leurs dépens, à associer l’organisme imité à une mauvaise expérience. Le mimétisme batésien n’est donc efficace que si les imitateurs sont moins nombreux que les organismes nocifs imités. Cette forme de mimétisme entre deux espèces différentes s’explique par une lente évolution. Les individus inoffensifs ressemblant aux individus de l’espèce nocive ont été sélectionnés, contrairement à ceux qui ne ressemblaient pas à l’espèce nocive. Anthony MARSON et Etienne GENDRON Sources : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/decouv/articles/chap7/olivieri.html http://www.mysterieux.org/darwin-theorie-evolution.html http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/zoologie-2/d/mimetisme-batesien_7269/ Lycée Marie Curie, Versailles 9 Évolution L'Évolution de la Biodiversité au Cours du Temps La biodiversité est la diversité biologique qui s’apprécie par la richesse en espèces dans un milieu incluant microorganismes, végétaux et animaux. Elle se décline en diversité écologique (les milieux), diversité spécifique (les espèces), et diversité génétique. *De nos jours l’évolution des êtres vivants continue toujours mais nous ne la remarquons pas forcément. Quels sont les indices en faveur de l’évolution de la biodiversité au cours du temps ? Les êtres vivants que nous connaissons aujourd’hui n’ont pas toujours existé : les roches sédimentaires, les archives géologiques nous renseignent car elles contiennent parfois des fossiles, c’est-à-dire, des restes ou des traces d’organismes ayant vécu à la surface du Globe. Ceci est la preuve de l’existence de groupes et d’espèces aujourd’hui disparus. ** La disparition des espèces actuelles fait beaucoup parler d’elle et le rôle de l'Homme dans cette crise est au cœur du débat. Les fossiles offrent une opportunité unique : celle d'étudier les variations de la biodiversité avant l'apparition de l'Homme au cours de plusieurs centaines de millions d'années. Ainsi l’étude des fossiles et des espèces actuelles ont permis de dégager plusieurs arguments en faveur de leur évolution à partir d’un seul et même ancêtre commun. Un échantillon de la biodiversité actuelle Malgré l’extrême diversité des formes de vie, des ressemblances morphologiques et anatomiques peuvent être observées entres elles. Ces ressemblances auraient été héritées d’un ancêtre commun dont elles seraient issues et constituent des indices de parenté entre les espèces qui présentent ces similitudes. Une nouvelle espèce qui naît présente une organisation commune mais aussi des caractères nouveaux par rapport à l'espèce antérieure dont elle serait issue. Par exemple, l’Homme et le Chimpanzé sont tous les deux des mammifères car ils possèdent des poils et allaitent leurs enfants. Ces caractéristiques suggèrent donc qu’ils partagent un ancêtre commun. Cependant, des différences génétiques, physiques, ainsi que le fort développement cérébral et l'usage de la parole permettent de différencier l’Homme des Chimpanzés. Durant les processus d'évolution, des transformations progressives, ont permis d'aboutir, au sein même des Hommes et des singes, à des espèces variées. L'homme actuel est l'unique représentant d'une lignée, la lignée humaine, qui s'est diversifiée à partir d'ancêtres communs aux autres espèces vivantes. Cette évolution, au cours des temps géologiques, n'est pas perceptible à l'échelle humaine. L’étude des cellules, dont sont constitués tous les êtres vivants, a montré qu’elles étaient toutes structurées de façon comparable. Elles sont toutes séparées du milieu extérieur par une enveloppe, appelée membrane plasmique et renferment toutes une ou plusieurs molécules d’ADN, support de l’information génétique. L’étude de cet ADN a montré que sa structure, ainsi que le langage dans lequel est codée l’information génétique sont les mêmes pour tous les êtres vivants. C'est pourquoi les ressemblances aux échelles cellulaires et génétiques des êtres vivants argumentent aussi en faveur d'une origine commune des êtres vivants. En effet, tous les êtres vivants, actuels ou passés, seraient issus de l’évolution d’un seul et même ancêtre commun, une cellule. Les espèces apparaissent et disparaissent et leur comparaison conduit à imaginer entre elles une ressemblance, qui s'explique par l'évolution. L'apparition de caractères nouveaux, produits par des modifications du programme génétique dues au hasard, est un mécanisme à la base de l'évolution des espèces ; ainsi ce caractère nouveau leur permettra de survivre et de s'adapter à leur nouveau milieu de vie. Donc, les modifications de l'héritage génétique favorisent la propagation de certains caractères héréditaires plutôt que d'autres. La comparaison des analyses ADN des différentes espèces est aujourd’hui très utilisée pour confirmer ou infirmer leur lien de parenté. *** Aude MEYER et Antonin CHEVENIER Sources : *Petit Robert 2011 ; **http://lewebpedagogique.com/arnaud/category/cours-de-troisieme/c-evolution-des-etres-vivants-et-histoire-de-la-terre/c1-labiodiversite-au-cours-des-temps-geologiques/ ;***http://www.monanneeaucollege.com/3.svt-evolution2.htm Lycée Marie Curie, Versailles 10 Origine Origine de la vie sur Terre La terre diffère de toutes les autres planètes que nous connaissons, car elle abrite la vie sous des formes extrêmement diversifiées. Mais les conditions qui ont permis de la créer restent encore énigmatiques et très discutées parmi les scientifiques. Les premières traces de vie remonteraient à environ 3,5 à 3,8 milliards d'années. Quelles sont ces premières formes de vie et quelles sont les différentes hypothèses expliquant leur apparition sur Terre ? C’est dans l’ouest de l’Australie et au Zimbabwe qu’ont été découvertes les plus anciennes traces de vie. Dans des roches datées de 3.4 milliards d’années, ont été trouvées des structures biosédimentaires appelées stromatolithes que l’on interprète comme étant le résultat de l’activité d’organismes unicellulaires, par analogie aux stromatolithes actuels. Les stromatolithes que l’on peut observer aujourd’hui sont des roches formées par l’empilement de feuillets calcaires résultant de l’activité de cyanobactéries et de bactéries filamenteuses. Les premiers vestiges ne sont donc pas des fossiles à proprement dit mais les témoignages d’une activité biologique. Les premiers fossiles de micro-organismes ont été trouvés sur les rives du Lac Supérieur dans la formation de Gunflint dans l’Ontario et dateraient d’environ 2.5 milliards d’années. La manière dont ces premières cellules seraient apparues est encore très incertaine. Il en est de même pour les molécules du vivant qui constituent les cellules. Plusieurs scénarios tendent à expliquer comment se sont formées les premières molécules du vivant. Stromatolithes actuels La première a été présentée au même moment et de manière indépendante par le biochimiste Alexandre Oparine et le biologiste John Haldane dans les années 1920. Ces deux scientifiques ont suggéré que les premières molécules organiques se sont formées à partir de gaz atmosphériques sous l'action d'un rayonnement solaire intense dans les conditions de la Terre initiale. Ces molécules auraient ensuite été dissoutes dans les océans pour former une « soupe primitive ». En 1953, Stanley Miller met en place une expérience en laboratoire visant à tester l’hypothèse d’Oparine et Haldane. À l'aide d'un simple montage en verre scellé, il parvient à synthétiser des molécules organiques à partir d'un mélange gazeux à base d'hydrogène, de méthane, d'ammoniaque et de vapeur d'eau soumise en circuit fermé à des décharges électriques de 60 000 volts. Aujourd’hui la notion de soupe primitive est abandonnée car elle ne permet pas de synthétiser la totalité des molécules caractéristiques du vivant. Expérience de Stanley Miller en 1953 Image extraite de http://www.ldi5.com/bio/vie.php D’autres hypothèses ont été émises comme la panspermie. Cette théorie affirme que la Terre aurait été fécondée de l'extérieur. Des molécules présentes dans les êtres vivants ont été retrouvées sur des météorites et des comètes. Les sources hydrothermales, situées au niveau des dorsales océaniques, à des profondeurs variant entre 500 et 4000 m pourraient avoir constitué un milieu favorable à la synthèse des premières molécules du vivant, et donc à l'émergence des toutes premières formes de vie. Des traces d'acides aminés, molécules constitutives des êtres vivants, ont effectivement été obtenues en laboratoire en soumettant un mélange de méthane et d'azote aux conditions physico-chimiques régnant dans ces fumeurs noirs. Les années 80 – 90 laissent la place à de nouvelles théories. Mais même si ces dernières constituent de nouvelles pistes, nous sommes encore loin du but, loin d’expliquer la formation de la structure cellulaire. Inès CHOUTEAU et Caroline REY Sources : http://paleopedia.free.fr/origine%20de%20la%20vie.html http://fr.wikipedia.org/wiki/Origine_de_la_vie http://www.science.gouv.fr/fr/actualites/bdd/res/3650/des-formes-de-vie-plus-anciennes-que-prevu http://www.geopedia.fr/origine-vie.htm http://www.culturediff.org/conferences4.htm http://www.astrosurf.com/luxorion/bioastro-prebiotique4.htm Lycée Marie Curie, Versailles 11 Origine Apparition de la vie sur Terre La terre s’est formée il y a environ 4,5 milliards d’années mais la vie n’a débuté que 700 millions d’années plus tard c'est-à-dire depuis environ 3,9 milliards d’années. Selon les scientifiques, une longue suite « d’accidents chimiques » dans les océans ont entraîné la naissance de la vie sur Terre. Quelles sont les premières formes de vie sur terre et quelles sont les différentes théories expliquant leur apparition ? Il y a près de 3,5 milliards d’années, des micro-organismes de type cyanobactéries seraient apparus dans les océans. Ces êtres vivants formés d'une seule cellule, auraient été capables de faire de la photosynthèse, c'està-dire de fabriquer leur propre matière à partir de l'énergie solaire. Ces micro-organismes se seraient multipliés rapidement et auraient formé des structures solides en dôme, appelées stromatolithes, par dépôt de couches concentriques de carbonate de calcium. Ils auraient bâti alors de gigantesques formations de récifs qui donnent naissance aux premières roches calcaires. Ces fossiles trouvés au sud de Marble Bar dans l'ouestAustralien constituent les plus anciennes roches fossiles d’origine biologique connues. Si la découverte des stromatolithes fossiles nous renseigne sur la période à laquelle aurait débuté la Vie, ils ne nous expliquent pas comment ces premières cellules sont apparues sur Terre. L’origine même des molécules organiques ayant participé à élaborer les premières cellules est encore très discutée. Trois théories scientifiques majeures expliquent l’apparition de la vie. Stromatolithes actuels Image extraite de http://www.crikey-adventuretours.com/stromatolites.html La première, héritée des travaux d'Oparine et d'Haldane dans les années vingt, propose de comprendre l'origine de la vie au moment de la formation de la Terre. La « réaction chimique » entre l'atmosphère primitive, les rayonnements solaires, les gaz et composés chimiques sur Terre auraient abouti à la naissance des premières molécules de la Vie. C'est la théorie de la « soupe primitive ». Des molécules simples présentes dans l’atmosphère auraient été brisées par les rayons ultraviolets, ce qui aurait permis de former par la suite des molécules plus complexes et plus lourdes formées à base de carbone, d'hydrogène, d'oxygène ou d'azote. Ces nouvelles molécules organiques formées seraient retombées dans les océans, formant ainsi une sorte de bouillon primitif, où elles auraient progressivement évolué vers des molécules organiques constitutives du monde vivant actuel. Une seconde théorie, la Panspermie, affirme que les formes de vie sur Terre sont apparues par le biais de moyens extraterrestres. Des molécules interstellaires issues de météorites ou de comètes auraient apporté à la Terre les briques essentielles à la vie. Les sources hydrothermales au fond des océans ont aussi pu être le berceau de la vie. En témoignent les bactéries qui vivent près des fumeurs noirs, dans des conditions proches de celles existant lors de la formation de la Terre. La vie sur Terre venue de l'espace ? Image extraite de http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,519164,00. html Si aujourd’hui plusieurs modèles résolvent le problème de l’apparition des premières molécules organiques, nul ne connaît avec certitude tous les mécanismes transitoires entre les briques élémentaires qui précèdent la vie organisée et l’apparition des premières cellules vivantes et de l’ADN. Clara NUSSBAUMER et Emma GOISNARD Sources : http://titereine.centerblog.net/2-Le-commencement-de-la-vie http://www.lifestudies.org/fr/apparition.PDF http://fr.wikipedia.org/wiki/Apparition_de_la_vie http://fr.wikipedia.org/wiki/Stromatolithe http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/univers-1/d/panspermie_4300/ Lycée Marie Curie, Versailles 12 La vie ailleurs Mars une planète qui a peut être abrité la vie ? Aujourd’hui, les scientifiques n’ont pas trouvé de preuves directes de l’existence de la vie sur Mars. Mais certaines observations permettent de laisser penser que la vie a pu apparaître sur cette planète. Mars est la quatrième planète du système solaire. C’est une planète tellurique comme Mercure, Vénus, et la Terre. Elle présente des caractéristiques semblables à celles de notre planète, par exemple avoir eu à sa surface de l’eau liquide, élément indispensable à l’apparition de la vie. En effet, on peut observer les traces d’un écoulement passé à la surface de Mars. Ces structures présentent de fortes similitudes avec les systèmes fluviaux Terrestres, et correspondraient à des chenaux et des lacs creusés par de l’eau liquide qui se serait jadis écoulée à la surface de la planète rouge. Plusieurs hypothèses proposent l’apparition de cette eau liquide à la surface de Mars. La première est qu’un changement climatique à la surface de la planète ait fait fondre les glaciers. La seconde propose que des bombardements de météorites et de comètes, dont le noyau est riche en eau aient provoqué des déluges il y a 3 milliards d’années. Enfin une troisième hypothèse, qui est peut-être la plus probable, est celle du professeur Philip Christens, professeur de géologie planétaire à Les traces d’un écoulement passé à la surface de Mars l'université de l'Etat d'Arizona. Selon lui, lorsque le globe martien bascule jusqu'à 60° sur son axe au cours de sa révolution autour du soleil, les pôles sont alors exposés au soleil qui les réchauffe et l'eau qui les compose s'évapore. Puis, cette vapeur d'eau arrivant dans les régions froides, c'est à dire aux latitudes moyennes de la planète, se condense et retombe sous forme de neige. Quelques milliers d'années après, le globe martien bascule de nouveau mais cette fois-ci les latitudes moyennes sont ensoleillées et le manteau neigeux qui s'était formé fond, c'est à ce moment-là que se forme les ravines aux bords des cratères. Le phénomène est un processus cyclique. L’eau est un des éléments indispensables à l’apparition de la vie sur une planète, mais ce n’est pas parce qu’une planète possède de l’eau liquide à sa surface qu’elle a obligatoirement abrité la vie. C’est pour cela que les scientifiques se sont mis en quête de trouver des preuves plus solides sur l’existence d’une vie martienne en cherchant directement des traces de vie. En 1975, deux sondes, Viking 1 et Viking 2 ont été envoyées par la NASA sur Mars. La mission avait pour objectif de réaliser plusieurs expériences pouvant révéler la présence de formes de vie simples sur la planète. Les modules d'atterrissage utilisèrent un godet pour creuser une tranchée peu profonde dans laquelle des échantillons de sol furent collectés. Ensuite, les échantillons durent subir trois expériences différentes pour déterminer si le sol contenait des organismes vivants. Dans l'une des expériences, des nutriments et de l'eau furent apportés à l'échantillon pour voir si des formes de vie simples pourraient consommer le nutriment et être ensuite détectées par leurs produits dérivés. Les expériences ne furent pas concluantes. Bien que certains chercheurs soutiennent encore que certains tests pouvaient indiquer la présence d'une vie, les scientifiques n'ont aucune certitude quant à l'origine des résultats. Le 27 décembre 1984, une météorite d’origine martienne, nommée météorite ALH84001 a été découverte, en Antarctique. le 27 février 2001, une équipe du Ames Center de la NASA a annoncé avoir trouvé sur la météorite des preuves de l’existence de formes primitives de vie sur Mars, peu après la formation de la planète rouge. Néanmoins, d’autres spécialistes s’interrogent sur la véracité de cette annonce. En juin 2003, la sonde spatiale Mars Express, de l’Agence Spatiale Européenne est lancée. Le 23 janvier 2004, la sonde confirme l'existence d'eau sous forme de glace au pôle sud. En mars de la même année, de petites quantités de méthane sont détectées dans l'atmosphère. La présence de ce gaz, qui a une durée de vie sur Mars de 440 ans s'il n'est pas renouvelé, est intrigante à plus d'un titre, car il ne peut avoir que deux origines : l'une volcanique et l'autre bactérienne. La mission d'une durée initiale de 23 mois a été prolongée à plusieurs reprises et doit désormais s'achever fin 2014. La question sur la présence d’une vie sur Mars est toujours posée aujourd’hui. Le débat risque certainement de se poursuivre encore longtemps. Peut-être que le retour d’échantillons probants du sol martien en 2015 et leurs analyses y mettront fin ! Sebastian MACIOLEK et Jamila DHIAB ________________________________________________________________________________________________ Sources : Le système solaire de Gianluca Ranzini, Astronomie de Nathalie Audard, http://orbitmars.futura-sciences.com/ http://lycees.ac-rouen.fr/malraux/mars/marhabite.html http://www.universcience.fr/fr/science-actualites/actualite-as/wl/1248100247023/y-a-t-il-eu-une-vie-sur-mars/ Lycée Marie Curie, Versailles 13 La vie ailleurs Des extraterrestres sur MARS ? Pourquoi pas ! Mars remplit plusieurs facteurs favorables à la Vie. Pour que la Vie soit possible sur une planète, celle-ci doit réunir plusieurs conditions comparables à celles existantes sur la Terre. Pour que la Vie superficielle existe, il faut de l'eau liquide, donc une température modérée et une pression atmosphérique pas trop faible pour permettre l'existence de l'eau à l'état liquide en surface. Pour retenir les gaz et garder son atmosphère, elle doit avoir une masse assez importante. La température d’une planète dépend quant à elle, de sa distance au soleil et de la présence d’une atmosphère contenant des gaz à effet de serre. La présence d’un noyau métallique composé majoritairement de métal et situé au centre de la planète semblerait également nécessaire. En effet, ce noyau produirait un champ magnétique autour de la planète, protégeant ainsi les différentes formes de vie des rayons cosmiques provenant du plus profond de l'espace et pouvant détériorer leur ADN. Ces rayons seraient néfastes au développement de la Vie, car il semblerait qu’ils puissent avoir des répercutions sur notre ADN. Mars est la quatrième planète de notre système solaire. Elle est plus petite que la Terre. Néanmoins, sa masse lui a permis de retenir des gaz, constituants ainsi une atmosphère un peu moins épaisse que celle de la Terre. Son atmosphère est riche en dioxyde de carbone (CO 2) et dépourvue de dioxygène (O2), comme l’atmosphère de la Terre primitive, avant que la Vie n’y apparaisse. En effet, le dioxygène de notre atmosphère est apparu grâce à l’apparition des organismes photosynthétiques sur notre planète. Mars contient à sa surface de l’eau, mais sous forme de glace car sa température est très basse, environ -63°C. Néanmoins on sait depuis la mission Mariner 9 en 1972 que de l'eau liquide a coulé sur Mars dans un passé ancien. Toutes les missions ultérieures ont confirmé ce fait, ont montré qu'il ne s'agissait pas que d'eau liquide transitoire mais d'eau liquide pérenne pendant des millions d'années. Puis Mars a perdu progressivement la majorité de son atmosphère, s'est refroidie par diminution de son effet de serre et s'est asséchée. La température Mars, la planète rouge. D’après http://planets.oma.be/MARS/home_mars.php moyenne de –65°C et la pression de 6 hPa (1013 hPa sur Terre) ne permet plus la vie superficielle. Mais, c'est pendant la période où l'eau liquide existait sur Mars que la vie apparaissait sur Terre. Il est donc raisonnable de proposer que, puisque les conditions terrestres et martiennes étaient voisines vers - 4 Ga, la vie « superficielle » soit apparue simultanément sur ces deux planètes, avant de disparaître de Mars et d'exploser sur Terre. Les scientifiques tentent aujourd’hui de le prouver en cherchant des traces de vie. Une météorite martienne, écrasée sur notre planète et retrouvée en Antarctique en 1984 contiendrait des bactéries fossiles anciennes, datant du début de la formation de la planète. C’est ce qu’affirment certains scientifiques de la NASA. D’autres en revanche, infirment ces faits. À ce jour, nous pouvons dire que Mars a réuni des conditions favorables à la vie et que si Vie il y a eu, il s’agit de formes de Vie extraterrestres microscopiques et non pas de petits bonhommes verts ou monstres, comme le montrent certains livres ou films de science fiction. Ghislain FAUGERE et Pierre DHENNIN Sources : Dictionnaire Robert 2007. http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-habitabilite-vie-systeme-solaire.xml http://www.Vie-sur-Mars.com http://www.Orbitamars.futura-sciences.com/Vie http://www.Astronome.com/les-planètes-et-la-Vie/conditions-Vie Lycée Marie Curie, Versailles 14 La vie ailleurs Les conditions d'habitabilité d'une planète. Certains scientifiques s'accordent pour dire qu'il existe sans doute d'autres planètes, qui comme la Terre, seraient capables d'abriter la vie. Ces planètes sont qualifiées de planètes habitables car elles réunissent un certain nombre de critères, dit critères d’habitabilité, ayant pu conduire à l’apparition de la vie, sans pour autant que la présence de vie y soit certaine. Quelles sont les conditions qui rendent une planète habitable ? La Vie implique la présence d’eau liquide. Or, la présence d’eau liquide à la surface d’une planète dépend des conditions de pression et de température qui y règnent. La température moyenne d’une planète dépend directement de la masse de l’étoile et de la distance planète-étoile. Plus une planète est proche de son étoile et plus il y fait chaud. Cependant ce n’est pas le seul critère qui intervient, la température d’une planète dépend également de la présence d’une atmosphère. En effet, une atmosphère riche en gaz à effet de serre, comme le CO2, la vapeur d’eau ou le méthane permet de retenir une partie du rayonnement solaire et ainsi augmenter la température de la planète grâce à l’effet de serre. Ainsi, la Terre qui a une température moyenne de + 15°C, aurait une température moyenne de seulement – 17°C sans son atmosphère. Représentation « classique » (et très incomplète) de la notion de zone habitable (ou fenêtre d'habitabilité) D’après http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-habitabilite-vie-systeme-solaire.xml La pression atmosphérique qui ne doit pas être trop faible, est elle-même reliée à la gravité, donc à la masse de la planète ou du satellite qui ne doit pas être trop petite pour pouvoir garder son atmosphère. Ainsi, autour de chaque étoile, on définit une zone où une planète possédant une atmosphère est à une distance de son étoile telle, que la présence d’eau liquide à sa surface soit possible : c’est la zone d’habitabilité. Pour Vénus et en-deçà, il fait bien trop chaud. Pour Mars et au-delà, il fait bien trop froid. Pour des corps situés entre Vénus et Mars, là où la température est a priori correcte, il faut en plus que la masse de la planète ou du satellite soit suffisante pour qu'une atmosphère dense existe, maintienne une certaine pression à la surface, et permette ainsi l'existence d'eau liquide en surface. C'est pour cela que la Lune, idéalement placée, mais trop petite, n'a pas de vie car pas d'eau liquide. D’autres critères doivent être réunis. Il est préférable que le système ne comporte qu'une seule étoile afin d’éviter des perturbations et des instabilités. D’autre part l'orbite de la planète ou du satellite doit être la plus circulaire possible, sans quoi, sa distance par rapport à l’étoile ne cesse de varier, de même que sa température passe ainsi d’une température polaire à une température caniculaire. Le noyau de la planète peut également jouer un rôle. Lorsqu’il est composé en grande partie de fer, comme celui de la Terre, il crée un champs magnétique autour de la planète, qui protège celle-ci et la Vie qu’elle abrite, des agressions extérieures comme celles des explosion solaires. Marc GAYRAUD et Manuel BOUSQUET Sources : Futura-science;http://www.astronomes.com/les-planetes-et-la-vie/condition-vie/ SVT seconde, Belin édition 2010. http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-habitabilite-vie-systeme-solaire.xml Lycée Marie Curie, Versailles 15 Observation de la Terre Les images satellitales L’étude « au sol » ou à partir d’avions a permis de connaître, depuis longtemps, la plupart des environnements terrestres. Mais la conquête spatiale et le lancement de satellites dans l’espace depuis la fin des années 50, nous permet aujourd’hui d’avoir une vision plus globale de notre planète. Cette vision nous est fournie sous forme d’images satellitales, c'est-àdire d’images numériques élaborées à partir des signaux transmis par un satellite et susceptibles de subir des traitements. Comment réalise-t-on une image satellitale et à quoi sert-elle ? En cinquante ans d’histoire spatiale, plusieurs milliers de satellites artificiels ont été lancés et mis en orbite autour de la Terre. Environ trois cents d’entre eux sont actuellement fonctionnels à diverses altitudes. Les satellites sont de deux types. Les satellites à défilement permettent de balayer la totalité de la surface de notre planète en quelques jours seulement. Ils permettent d’étudier la Terre dans sa globalité et de pouvoir percevoir les changements qui s’opèrent dans le temps. C’est le cas du satellite SPOT. Les satellites géostationnaires eux ont une position fixe par rapport à la Terre. Ils permettent de surveiller une région de globe en continu. Ce sont des satellites de communication, très nombreux, et de météorologie, comme METEOSAT. Les satellites embarquent divers instruments. Certains peuvent mesurer la hauteur des reliefs, d’autres, la quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère ou encore la lumière réfléchie par la surface terrestre dans plusieurs domaines de longueurs d’ondes, c’est le cas des radiomètres. Dans ce dernier cas, les radiations réfléchies par des surfaces élémentaires constituent autant de tâches élémentaires appelées pixels. Les 2 types de satellites D’après SVT seconde, Nathan édition 2000 Une image satellitale est donc une image numérique constituée de milliers de pixels. Les données de cette image sont transmises au sol par un émetteur situé dans le satellite. La visualisation d’une image satellitale consiste à attribuer à chaque valeur numérique de pixels une couleur dont l’intensité varie en fonction de cette valeur. On utilise le terme de fausses couleurs pour désigner la gamme de coloration apparaissant sur une image satellitale. Les applications des images obtenues par satellites sont nombreuses et permettent d’étudier les différentes enveloppes externes de notre planète. Elles nous renseignent sur la structure, la composition et la dynamique de l’atmosphère, sur la température des eaux de surfaces et les trajets des grands courants marins de l’hydrosphère. Elles permettent également de suivre la biosphère, en cartographiant les grandes formations végétales de la Terre et d’en suivre leur évolution au cours du temps. Principe d’obtention d’une image satellitale D’après SVT seconde, Nathan édition 2000 Romain USMER et Victor MORIEN Sources : SVT seconde, Nathan édition 2000 www2.ac-lyon.fr › Ressources scientifiques › Géologie Lycée Marie Curie, Versailles 16 Sciences et crimes Les empreintes digitales au service de la police scientifique La reconnaissance des empreintes digitales est la plus ancienne méthode d’identification encore utilisée de nos jours. Elles sont uniques et leur enregistrement sur une scène de crime ne demande aucune technologie complexe. A l’IRCGN, Institut de Recherche Criminelle de la Gendarmerie Nationale, près de 600 expertises sont réalisées chaque année principalement dans le cadre d’affaires criminelles ? Comment les scientifiques résolvent-ils des enquêtes à l’aide des empreintes digitales ? L’extrémité de chaque doigt a un dessin unique, formé par des coussinets légèrement gonflés et entrecoupé de lignes en relief appelées les crêtes papillaires. Une empreinte digitale est une marque laissée par les crêtes des doigts lorsqu'elles touchent un objet. On estime que les empreintes digitales commencent à se former aux alentours de la 13 e semaine de grossesse. Les circonvolutions des crêtes leur donnant leur dessin caractéristique vont dépendre de nombreux facteurs, ce qui fait que chaque doigt, a son empreinte propre. Alors si deux vrais jumeaux ont des empreintes digitales ressemblantes, elles sont pourtant différentes. Les empreintes digitales peuvent se diviser en trois grands types de motifs, regroupant à eux trois, 95 % des doigts humains : les arcs, les boucles, et les verticilles. Les empreintes digitales se distinguent les unes des autres grâce à des dessins particuliers appelés minuties. Empreinte digitale en forme : d’arc La technique des empreintes digitales ou la méthode dactyloscopique a été inventée par le criminologue Yvan Vucetic, d’où l’utilisation du terme la méthode Vucetienne toujours employée par la police. La prem i è r e r é so lu t i o n d ’ u n c r i m e s u r la ba s e d e t r a c e papillaire aurait eu lieu en Argentine en 1892. En France, l’empreinte digitale a été utilisée pour la première fois par Alphonse Bertillon, chef du service de l’identité judiciaire, pour la résolution d’un crime survenu en 1902. De nos jours, l’identification se réalise en France sur la base de douze points de concordances. Lorsque l’on trouve douze minuties identiques entre deux traces, on peut être sûr qu’il s’agit de la même personne. De boucle Adoptée par les polices du monde entier, les empreintes digitales sont une des clés de l’investigation criminelle. En France, les fiches qui dataient d'un siècle ont été peu à peu informatisées grâce au FAED, Fichiers Automatiques des Empreintes Digitales, mis en place en 1982 par le ministère de l’intérieur. Ce fichier est opérationnel depuis 1990 et contient actuellement près de 2.78 millions d’empreintes enregistrées prêtes à être comparées à des empreintes retrouvées sur une scène de crime. En quelques minutes, l’ordinateur compare les traces retrouvées sur la scène de crime à celles qu’il a en mémoire : une prouesse qui ne pourrait être réalisée manuellement. De verticille Le procédé permettant de relever des empreintes consiste principalement à utiliser de la poudre et un pinceau. La gamme de poudre utilisée s’est diversifiée. Les dactylo-techniciens, spécialistes du relevé d’empreintes, utilisent des poudres blanches à base d’aluminium pour les surfaces lisses et sèches, des poudres noires pour les surfaces blanches et des poudres fluorescentes pour les fonds multicolores. Le produit se fixe aux micro-gouttelettes d’eau, de graisses caractéristiques de la sueur que laissent les pores de la peau. Presque tous les supports peuvent être analysés. D’autres outils permettent d'aller encore plus loin dans l'investigation, comme le crimescope, un laser lumineux qui émet des longueurs d'onde allant de l'infrarouge à l'ultraviolet. Il permet d'éclairer les traces digitales, les fibres, les poils, et les minuscules résidus biologiques. Même si les fichiers informatiques s'étoffent et que les pays communiquent entre eux, l'empreinte présente encore des failles. Son seul inconvénient c'est qu'elle utilise la méthode de comparaison, ce qui induit qu'il faut au préalable avoir en mémoire l'empreinte correspondante, et si l’individu n'est pas encore fiché par les services de police la méthode sera alors un échec. Seuls les récidivistes peuvent être confondus rapidement par l'ordinateur. David MAZZOCOLI et Nathan PROSPERIN Sources : http://www.scribd.com/doc/16686310/Actu080avr20082627 http://www.editionstournon.fr/images/30/extrait_22.pdf http://fr.wikipedia.org/wiki/Empreinte_digitale http://www.artezia.net/technologies/empreintes/empreintes_digitales.htm Lycée Marie Curie, Versailles 17 Lycée Marie Curie, Versailles 18
