Transcription textuelle
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« Un air de famille » Simulation interactive / Production: CNDP (2011) http://www.evolution-of-life.com/fr/explorer/simulation/fiche/a-family-resemblance.html Crédits Scénario, animation & réalisation : Design & programmation : Développement de "L'arbre du vivant" : Illustrations : Text : Expert scientifique : Yannick Mahé Thomas Cussonneau Emmanuel Grandadam Gilles Macagno Adeline André Guillaume Lecointre Production : CNDP (2011) Soutenu par : VolkswagenStiftung Introduction Notre planète a hébergé et héberge un nombre incroyable de formes de vie ! Un peu plus et l’on s’y perdrait… Et pourtant… Pourtant les scientifiques n’ont eu de cesse de les trier, de les ranger, de les classer. Et depuis Charles Darwin, la théorie de l’évolution a donné encore plus de sens à ce travail de titan puisque la classification actuelle résume les liens de parenté entre les êtres vivants et nous parle ainsi de leur histoire évolutive. Certains individus semblent avoir un air de famille : ainsi une limace ressemble plus à un escargot qu’à une souris. La théorie de l’évolution postule donc que l’ancêtre commun à la limace et à l’escargot est plus récent que l’ancêtre commun à ces trois êtres vivants. Etudiant ainsi les caractères partagés car hérités d’ancêtres communs, une histoire évolutive peut se dessiner sous la forme d’un arbre. Venez ici faire de l’acrobatie sur un arbre bien singulier : celui du vivant !. Remarque : Cette transcription de texte ne peut pas remplacer la simulation interactive, son objectif est uniquement de rendre le contenu plus accessible et d’aider les enseignants utilisant la simulation dans des pays d’autres langues que celles proposées sur le site web www.evolution-of-life.com Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP La classification Cette séquence animée raconte comment les scientifiques ont tenté de mettre de l’ordre dans la biodiversité en donnant des noms aux espèces et en les classant. Elle vous permet ainsi de comprendre de manière ludique la différence entre une clé de détermination et une classification. Pour mettre un peu d’ordre dans la multitude des formes vivantes, l’Homme moderne a créé la notion d’espèce. Mais qu’est-ce qu’une espèce ? Comment connaitre le nom d’une espèce ? Quelles sont les relations évolutives entre les espèces ? Comment peut-on les classer ? Utilisez la simulation suivante pour trouver des éléments de réponse à ces questions ! Qu’est-ce que la classification ? Entre 1,5 et 2 millions d’espèces ont déjà été décrites mais certains scientifiques estiment qu’il en existerait plus de 12 millions. Jusqu’au XIXe siècle, il était admis que les êtres vivants étaient le produit d’une création divine … Pour mettre un peu d’ordre dans la multitude des formes vivantes connues, des scientifiques ont commencé à les trier en utilisant des critères liés à leurs caractères. Ce tri est basé sur le fait qu’un individu « a » ou « n’a pas » un certain caractère. (a des vertèbres / n’a pas des vertèbres) A l’issue d’un chemin décisionnel dans une clé de détermination... a le caractère 2 / n’a pas le caractère 2 est brun / est vert a le caractère 4 / n’a pas la caractère 4 a le caractère 5 / n’a pas le caractère 5 on identifie le nom de l'espèce à laquelle appartient l’individu étudié ! Zilla diodia Formica rufa Aquorea victoria Asterias rubens Cancer ranina Homarus americanus Canis lupus Felis catus Rana Esculenta Genus species Une espèce regroupe, sous le même nom, tous les êtres vivants qui peuvent se reproduire entre eux et dont la descendance est fertile. Ce critère biologique de l'espèce n’est pas toujours utilisable. Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP En effet, cette définition ne peut pas être appliquée aux organismes qui ont disparu. Chaque espèce est désignée par une nomenclature binomiale, c’est-à-dire par deux noms : - un nom de genre qui commence toujours par une majuscule - un nom d’espèce qui commence toujours par une minuscule Genre Espèce Homo sapiens Le nom de l’espèce est toujours en combinaison avec le nom du genre (jamais seul). Je pense, donc je suis Attention à ne pas confondre clé de détermination et classification ! La clé de détermination est une succession de choix dichotomiques portant sur les caractéristiques que les êtres vivants ont ou n’ont pas. A l’issue de ce chemin décisionnel, on identifie le nom du groupe auquel appartient l’être vivant étudié. La classification regroupe au contraire les êtres vivants qui partagent des caractères communs (les groupes ne se font jamais sur les caractères qu’ils n’ont pas). Les emboitements traduisent alors les liens de parenté. Poursuivez votre voyage pour mieux comprendre la classification… La classification du vivant est un système hiérarchisé : Espèce Genre plusieurs genres semblables forment une : Famille plusieurs familles semblables forment un : Ordre plusieurs ordres semblables forment une : Classe plusieurs classes semblables forment une : Embranchement plusieurs embranchements semblables forment un : Règne plusieurs règnes semblables forment un : Domaine sapiens Homo Hominidés Primates Mammifères Chordés Animaux Eucaryotes Au XIXe siècle, Charles Darwin s'intéressait tout particulièrement au monde du vivant, à son origine et à son organisation... Il était souvent interpellé par les différences entre les espèces … mais également par leurs ressemblances … ...même les ressemblances avec des espèces disparues actuellement Ces deux individus appartiennent à des espèces différentes car ils ne peuvent pas se reproduire entre eux. Quelle est donc l’origine de leurs ressemblances ? Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP La question fut alors posée de savoir si ces individus ne partageraient pas un ancêtre commun dont ils auraient hérité leurs caractères communs … Ce concept a révolutionné la classification! ancêtre commun En effet la classification moderne utilise l’hypothèse selon laquelle les ressemblances entre espèces sont dues aux caractères hérités des ancêtres communs et met en évidence les liens de parenté. aujourd'hui - 150 Ma(millions d’années) temps Cette illustration représente un arbre phylogénétique. Comment le lire ? ancêtre commun de: - ara - chardonneret élégant - archaeoptéryx ancêtre commun de: - ara - chardonneret élégant Espèces vivantes Espèce disparue Chez un individu, certains caractères sont hérités des générations antérieures. D’autres sont des caractères nouveaux apparus suite à des mutations. Innovation évolutive Bec La construction de l'arbre phylogénétique nécessite l’étude et la comparaison de nombreux caractères. On peut par exemple comparer des caractères anatomiques : ailes Oiseau Chauve-souris Libellule Homme Ces ailes ont le même plan de construction basé sur des os du bras. C’est un indice en faveur d’une origine commune. > dans ce cas on parle d'homologie Ces ailes n'ont pas le même plan de construction même si elles remplissent la même fonction à savoir de permettre le vol. Les structures très différentes attestent que ces deux types d’ailes n’ont pas une origine commune mais sont apparus de manière indépendante. > dans ce cas on parle d’adaptation convergente et d'analogie ( même fonction) Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP Ce qui est homologue peut aussi être analogue. Les comparaisons de plan d'organisation révèlent parfois des faits inattendus: Humérus Cubitus et radius (avant-bras) Main Dans la classification actuelle, les êtres vivants sont regroupés uniquement en fonction des caractères qu’ils ont en communs et non plus sur l’absence de ces caractères. Innovation évolutive: vertèbres Innovation évolutive: placenta La classification profite des nouvelles découvertes scientifiques dans des domaines aussi variés que la paléontologie, la physiologie, la biologie moléculaire...et ne cesse de se préciser! L’histoire est donc à suivre... L’arbre du vivant L’arbre du vivant ? Le voici ici dessiné et rendu interactif pour vous. Partez donc à la découverte des êtres vivants que vous connaissez et de ceux que vous ne connaissez pas ; cherchez leurs caractères et mettez en évidence les caractères communs hérités des ancêtres communs. Découvrez ainsi une machine à voyager dans le temps pas comme les autres ! LUCA - Last Universal Common Ancestor - traduction française: dernier ancêtre commun universel Eubactéries - paroi cellulaire contient des peptidoglycanes incertain - cet embranchement est très ancien; les données récentes de la recherche n’ont pas encore permis de valider sa configuration Archées - paroi cellulaire contient des lipides spécifiques (lipides à liaison éther) Eucaryotes - matériel génétique dans un noyau - possèdent des mitochondries Plantes - organismes autotrophes (qui produisent leur propre matière organique) - assimilent le dioxyde de carbone grâce à l'énergie solaire (photosynthèse) - parois cellulaires constituées de cellulose Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP Ulvophytes - flagelle spéciale - séquences d’ADN communs Embryophytes - présence d'un embryon végétal Bryophytes - petites feuilles pointues (ex. mousses) Euphyllophytes - formation de feuilles ou mégaphylles Filicophytes - feuilles en fronde qui se déploient en crosse (ex. fougères) - les frondes fertiles portent des sporanges libérant les spores qui assurent la reproduction de ces plantes Spermatophytes - plantes qui produisent des graines - gamétophyte mâle immature sous forme de grain de pollen - gamétophyte femelle portant un embryon après la fécondation Pinophytes - présence d’un cône qui protège les graines - en font partie les pins, les cyprès et les sapins Angiospermes - condensation des organes reproducteurs en une fleur - double fécondation de l'ovule, qui donnera l'embryon et son tissu nourricier, l'albumen Opistochontes - les séquences d'ADN se ressemblent - le flagelle pousse le spermatozoïde au lieu de le tirer Champignons - la paroi contient de la callose, de l'hémicellulose et de la chitine - en font partie les cèpes et les girolles Métazoaires - existence d’un véritable système nerveux - digestion externe, c’est-à-dire à l'extérieur des cellules - lors de l’embryogénèse, un endoderme et un ectoderme se forment par gastrulation Spongiaires - phylogénie moléculaire (séquences ADN communes) - en font partie les éponges Eumétazoaires - existence de muscles Cnidaires - tentacules urticantes (cellules à « harpons ») Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP - un seul orifice - en font partie les méduses, les anémones de mer et les coraux Bilatériens - symétrie bilatérale - présence de trois feuillets cellulaires fondamentaux: ectoderme, mésoderme et endoderme - un tube digestif à deux orifices (la bouche et l'anus) et des organes différenciés Protostomiens - lors de l'embryogénèse, après la phase de gastrulation, le blastopore deviendra la bouche, l'anus nécessitant le percement d'un pore secondairement à la mise en place des tissus (le nom signifie en grec « bouche en premier ») Eutrochozoaires - se développent en formant une larve trochophore qui porte de rangées de cils autour de son axe Annélides - corps allongé formé de nombreux anneaux - en font partie les vers de terre et les sangsues Mollusques - masse viscérale recouverte en tout ou partie par un manteau, qui sécrète une coquille calcaire Bivalves - coquille en deux parties articulées (distinctes et attachées) - coquille pouvant s'ouvrir/se refermer - en font partie les moules, les huîtres et les palourdes Viscéroconques - les viscères subissent une torsion Gastéropodes - 1 ou 2 paires de tentacules sur la tête - un pied porteur - coquille (univalve et généralement spiralés chez les escargots, résiduelle chez les limaces) Céphalopodes - nombreuses tentacules autour de la bouche - poche d'encre - de bons yeux, et un cerveau performant - en font partie les poulpes, calmars, seiches Ecdysozoaires - développement s'effectue par une ou plusieurs mues cuticulaires Némathelminthes - ver recouvert d'une épaisse cuticule Arthropodes - squelette extérieur - pattes articulées Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP Arachnides - possèdent quatre paires de pattes (8 pattes) et des filières sous l'abdomen - ont des chélicères et pédipalpes - yeux sont simples (ocelles) donc non composés - en font partie les araignées, les scorpions et les acariens Mandibulates - la tête porte des appendices caractéristiques, les mandibules adaptées à différents régimes Myriapodes - composés d'une tête suivie de nombreux anneaux semblables, portant chacun une ou deux paires de pattes - en font partie les mille-pattes Pancrustacés - ont des antennes Crustacés - 4 antennes - Céphalothorax - corps est revêtu d’un squelette externe chitinoprotéique - en font partie les homards et les crabes Hexapodes - ont trois paires de pattes (6 pattes) - corps composé de trois parties : tête, thorax et abdomen - tarse segmenté - en font partie les insectes tels que les abeilles et les fourmis Deutérostomiens - lors de l'embryogénèse, après la phase de gastrulation, le blastopore deviendra l'anus, la bouche nécessitant le percement d'un pore secondairement à la mise en place des tissus (le nom signifie « bouche en second ») Échinodermes - peau rugueuse armée de plaques - symétrie pentaradiée - en font partie les oursins et les étoiles de mer Chordés - système nerveux, en forme de tube, est situé au-dessus du tube digestif - présence d'une chorde au moins au stade larvaire Urochordés - corps adulte enveloppé dans une tunique (tuniciers) - en font partie les ascidies Vertébrés - possèdent un squelette osseux ou cartilagineux interne - colonne vertébrale composée de vertèbres protégeant la partie troncale du système nerveux central Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP Petromyzontoïdes - bouche circulaire dotée de plaques cornées à mouvements latéraux - en font partie les lamproies Gnathostomes - présence de mâchoires - certaines fibres nerveuses sont entourées de gaines de myéline Chondrichthyens - squelette cartilagineux calcifié en surface - en font partie les requins et les raies Ostéichthyens - poissons qui possèdent un squelette osseux Actinoptérygiens - poissons à nageoires à rayons osseux - en font partie les thons, les truites et les hippocampes Tétrapodes - le squelette comporte deux paires de membres - apparition d'un cou Amphibiens - dents articulées sur leur socle - en font partie les grenouilles et les salamandres Amniotes - l'embryon, protégé par un œuf à coquille dure ou par l'utérus maternel, se développe en milieu aqueux à l'intérieur de l'amnios Sauropsides - ont une quille ventrale sous les vertèbres cervicales - excrétion d’acide ornithurique - compriment le cristallin pour faire le focus grâce à des muscles dans l'iris de l'œil Chéloniens - le corps est protégé par une carapace - bec corné - en font partie les tortues Diapsides - le crâne possède deux fosses temporales, c'est-à-dire deux ouvertures - ces ouvertures permettent aux mâchoires de s'ouvrir plus et d'avoir plus de force lors d'une morsure Squamates - mue entièrement (change régulièrement de peau) - os mobile qui permet une ouverture accrue de la bouche - en font partie les serpents et les lézards Archosaures - ouverture d’une fenêtre dans la mandibule osseuse Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP - présence d'une membrane nictitante, protégeant l'œil - crocodiles, oiseaux, ainsi qu'un grand nombre de groupes disparus tels que les dinosaures font partie des archosaures Crocodiliens - fenêtre temporale basse triangulaire - cheville tordue - museau allongé - en font partie les crocodiles Oiseaux - ont des plumes - furcula (clavicules fusionnées en un seul os) - en font partie les pinsons, les mouettes et les corbeaux Mammifères - ont des poils et des mamelles Monotrèmes - les mâles ont des éperons venimeux aux pattes arrière - en font partie les échidnés et l’ornithorynque Thériens - portent leurs petits durant leur développement - ont des tétons Métathériens - os marsupial (= épi pubis) - poche marsupiale - en font partie les kangourous et les koalas Placentaires - les embryons se développent entièrement dans le corps de leur mère, et sont alimentés pendant la grossesse grâce au placenta Xénarthres - articulations intervertébrales inhabituelles chez les autres mammifères euthériens (xénarthres signifie étrange articulations) - en font partie les fourmiliers, les paresseux et les tatous Epithériens - le péroné de leurs membres est plus court que le tibia Proboscidiens - grands animaux dotés d'une trompe - en font partie les éléphants Boréoeuthériens - parenté établie par analyses génétiques Euarchontoglires - parenté établie par analyses génétiques Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP Primates - remplacement des griffes par des ongles plats - pouce opposable aux autres doigts de la main (capacité de préhension) - en font partie les lémuriens, les singes et l'homme Glires - perdent leur premières et secondes incisives, en revanche des grandes secondes incisives de lait sont pérennes Lagomorphes - deux paires d’incisives à croissance continue - en font partie les lièvres et les lapins Rongeurs - une paire d’incisives à croissance continue - en font partie les souris, les castors et les écureuils Laurasiathériens - parenté établie par analyses génétiques Eulipotyphles - parenté établie par analyses génétiques - en font partie les hérissons Scrotifères - parenté établie par analyses génétiques Chiroptères - la main forme une aile - en font partie les chauves-souris Fereongulés - parenté établie par analyses génétiques Périssodactyles - mammifères ongulés possédant un nombre impair de doigts aux membres postérieurs - le poids est supporté essentiellement par le troisième doigt - en font partie les chevaux, les tapirs et les rhinocéros Cétacés - nageoire caudale orientée horizontalement - en font partie les dauphins et les baleines Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP Curiosités Peut-on toujours se fier aux ressemblances morphologiques entre les êtres vivants ? Celles-ci sont-elles toujours héritées d’un ancêtre commun ? Et bien non ! En effet, l’arbre du vivant cache bien des surprises. Cette animation vous propose des exemples dans lesquels les ressemblances morphologiques ne sont pas liées à une histoire évolutive commune mais à une réponse évolutive identique à des contraintes identiques du milieu. 1 Qui est plus proche de la baleine : le requin ou l’homme ? C’est l’homme qui est le plus proche de la baleine et non pas le requin. En effet les embryons d’homme et de baleine se développent entièrement dans le corps de leur mère et sont alimentés pendant la grossesse grâce au placenta. Après la naissance les jeunes de ces deux espèces sont allaités. De plus, le requin possède un squelette cartilagineux alors que la baleine et l’homme possèdent un squelette osseux (homologie). Les formes longitudinales similaires du requin et de la baleine sont dues à leur milieu de vie aquatique et non à un ancêtre commun (analogie). 2 Qui est plus proche du hérisson : l’échidné ou le kangourou ? C’est le kangourou qui est le plus proche du hérisson. En effet, le hérisson et le kangourou sont des mammifères qui présentent le caractère commun de porter leurs petits durant leur développement embryonnaire alors que l’échidné est un mammifère qui pond des œufs (homologie). Vous pouvez néanmoins constaté que le hérisson et l’échidné sont ornés de piquants leur offrant à tous deux une protection contre les prédateurs (analogie). 3 Qui est plus proche de la grenouille : le crabe ou le thon ? C’est le thon qui est le plus proche de la grenouille et non pas le crabe. Le thon et la grenouille possèdent un squelette osseux interne, et une colonne vertébrale composée de vertèbres. Ce sont des vertébrés (homologie). Vous pouvez néanmoins constater que le crabe et la grenouille ont des pattes, mais elles ne sont pas construites de la même façon : la patte du crabe consiste en un exosquelette de chitine ; celle de la grenouille possède un squelette interne en os. Les formes similaires sont dues aux nécessités de la locomotion (analogie). 4 Qui est plus proche du chimpanzé : l’homme ou l’atèle? C’est l’homme qui est le plus proche du chimpanzé. En effet l’homme et le chimpanzé partagent de nombreux caractères que ne possèdent pas l’atèle. Ainsi le chimpanzé et l’homme présentent de nombreuses homologies moléculaires (c’est le cas en ce qui concerne l’alpha-globuline) ; ou encore ils possèdent tous deux un coccyx (os en forme triangulaire situé à l’extrémité de la colonne vertébrale qui résulte de la soudure des vertèbres caudales). Transcription texte de la simulation interactive “Un air de famille“ / Production CNDP
