I. LES CARACTÈRES SPÉCIFIQUES ET LEURS VARIATIONS INDIVIDUELLES.
Une espèce est un groupe d’individus qui se ressemblent et qui peuvent avoir une descendance féconde.
Tous les individus d’une même espèce ont des caractères physiques communs qu’on ne retrouve pas chez les autres espèces. Ce sont des caractères spécifiques. Un caractère spécifique est un caractère physique qui n’appartient qu’à une espèce.
Les caractères spécifiques humains sont, entre autres : la bipédie exclusive, un cerveau très développé, un langage à double articulation et des empreintes digitales.
Au sein d’une espèce, les individus sont différents en raison des variations individuelles des caractères spécifiques. Tous les êtres humains ont des empreintes digitales, mais elles sont différentes chez chaque être humain.
Max : « Avez-vous des questions ? »
Samuel : « Oui monsieur Max. Pourriez-vous préciser ce que vous entendez par un langage à double articulation ? »
Max : « Oui Samuel. Vous avez remarqué que les langues humaines comportent des mots formés de syllabes. C’est le premier niveau d’articulation. Et ces mots sont organisés en phrases grâce à des règles de grammaire. C’est le second niveau d’articulation. »
Samuel : « Merci monsieur Max. »
Léo : « Il n’y a que chez l’humain qu’on retrouve ce langage ? »
Max : « Les recherches montrent que beaucoup d’animaux ont eux aussi des langages. Ainsi, chez les marmottes, des cris peuvent avertir qu’un prédateur arrive par les airs du côté de la montagne ou que le danger vient du sol du côté de la vallée. Ce langage a donc un vocabulaire assez précis. Chez certains oiseaux, un cri équivalent à un mot change de sens en fonction de sa place dans le chant. Pour être juste, il faudrait dire que le langage humain est plus complexe que celui des autres animaux. »
Léo : « Merci monsieur Max. »
Max : « Avant de terminer, puisqu’il nous reste un peu de temps, je voudrais vous faire lire un texte qui vous permettra de mieux comprendre l’infinie diversité des individus au sein d’une espèce. »
« Dire que les êtres humains sont tous différents ! […] comment est-ce possible ? Imagine que dix personnes se réunissent pour bricoler un masque. Chaque participant arrive avec une partie du visage. Ainsi Claude et Alain ont apporté chacun un nez, Jeanne et Mélanie chacune une bouche, Christian et Pascal chacun deux couleurs d’yeux… […] Avec ce matériel, il est possible de faire toutes sortes de masques différents. Avec seulement deux yeux et deux bouches, le masque peut avoir 4 visages différents. S’ils utilisent en plus les deux mentons, ils disposeront de 8 visages […] Fais le calcul : pour 10 traits, tu trouveras 1024 visages, et pour 30 traits, plus de 1 milliards de visages. »
A. Jacquard et M.-J. Auderset, Moi, je viens d’où ?, Le Seuil, 2002, p. 15
Vous savez tous qu’une espèce est un groupe d’individus qui se ressemblent et qui peuvent avoir une descendance féconde. Cela signifie que les petits pourront se reproduire à leur tour quand ils seront en âge de le faire. Vous avez remarqué que la définition d’espèce comprend deux parties : le critère de ressemblance et le critère de fécondité. Le critère de ressemblance fait appel aux caractères physiques des individus appartenant à l’espèce étudiée. Certains des caractères des individus sont communs à tous les individus de l’espèce. Mais d’autres sont des traits particuliers à un individus alors que d’autres encore se retrouvent dans des familles, des groupes… Nous allons apprendre à distinguer ces différents caractères et apprendre un peu de vocabulaire. C’est très utile le vocabulaire pour construire une réflexion.
Au passage nous allons commencer à réfléchir à la position de l’espèce humaine dans le règne animal. La première chose à faire est d’essayer de définir l’espèce humaine. Vous allez voir que ce n’est pas si facile qu’on le pense 🙂
Voilà pour la courte introduction au premier chapitre. Il est maintenant temps de nous mettre au travail.
Bonjour à tous ! Lors de la séance précédente je vous ai parlé des microbes. Vous savez maintenant que le groupe des microbes est artificiel. Il ne correspond pas à un groupe biologique puisqu’il est fondé uniquement sur un seul critère : la taille ! Pour être un microbe, il faut être invisible à l’œil nu. Maintenant que vous savez ça je peux vous montrer quelques uns de ces microbes. Commençons par les bactéries…
LES BACTÉRIES…
A quoi ressemble une bactérie ? Un schéma devrait vous aider à comprendre…
Schéma d’une bactérie observée au microscope (source : lesbacteries-canalblog.com)
Une bactérie possède une membrane et un cytoplasme. C’est donc bien une cellule. Mais elle n’a pas de noyau ! Le chromosome, où le filament d’A.D.N., se trouve directement dans le cytoplasme. Les bactéries ont une paroi et certaines ont des filaments qui leur permettent de se déplacer. Mais quelle est la taille d’une bactérie me demanderez-vous ? Ça dépend de la bactérie mais, bien évidemment, les bactéries sont invisibles à l’œil nu. Les photographies suivantes vous donneront une idée de la taille de bactéries moyennes…
Photographies de bactéries Escherichia coli sur une tête d’épingle observée au microscope électronique à balayage.
Bon, d’accord, il n’y a pas d’échelle. Mais ce n’est pas moi qui ai fait le document ! La bactérie est Escherichia coli. En voici un autre portrait…
Photographie de bactéries Escherichia coli observées au microscope électronique à balayage (Source : wikipédia)
Là, il y a une échelle. La graduation en bas à droite représente 2 micromètres soit 2 millionièmes de mètre… Escherichia coli mesure donc quelques microns…
Escherichia coli est une bactérie très abondante dans l’intestin grêle humain. Elle représente 80% de la masse du microbiote intestinal. Elle est donc indispensable à notre bon fonctionnement. Malheureusement il existe des souches pathogènes qui provoque des gastro-entérites, des infections urinaires, des méningites…
Voici une autre espèce bactérienne…
Photographie de Staphylocoques dorés observés au microscope électronique à balayage.
Il s’agit de staphylocoques dorés. Entre 15 et 30 % de la population en a sur la peau sans aucun effet. On la trouve également dans les fosses nasales, sur les muqueuses ou un peu dans le tube digestif. Parfois, elle devient pathogène et peut provoquer des infections graves.
Vous avez remarqué que les bactéries n’ont pas toutes la même forme. Les E. coli sont en bâtonnets. Les Staphylocoques sont sphériques… Voici une classification des bactéries selon leur forme…
Classification des bactéries selon leurs formes (source : www.astrosurf.com)
On pense souvent que les bactéries sont nos ennemies mais souvenez-vous que c’est grâce à elle que nous faisons des yaourts (Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Streptococcus thermophilus), des fromages (Brevibacterium linens est responsable de la coloration orangée des fromages à ‘odeur de pied’ comme le munster, le livarot…)…
LES VIRUS…
En ce moment, les coronavirus occupent le devant de la scène en particulier le SRAS-CoV-2 qui provoque la maladie CoViD-19. Il s’agit du Syndrome Respiratoire Aigu et Sévère provoqué par le CoronaVirus apparu en 2019. Les coronavirus forment une famille de virus qui se ressemblent beaucoup. Voici une photographie du coronavirus à l’origine du Syndrome Respiratoire Aigu et Sévère (SRAS).
Photographie du coronavirus à l’origine du SRAS observé au microscope électronique à transmission.
Des molécules de surface forment comme une couronne autour du virus d’où l’appellation coronavirus. Les coronavirus provoquent presque tous des infections respiratoires.
Il existe des tas de virus qui sont pathogènes pour une ou plusieurs espèces. La plupart du temps, un virus qui touche une espèce est inoffensif pour les autres. Mais parfois, non…
Voici des virus étranges…
Photographie de bactériophages T4 au microscope électronique (source : Wikipédia).
Ces étranges virus semblent avoir des pattes. Ils s’attaquent à des bactéries dans lesquelles ils injectent leur petite information génétique. Celle-ci s’insère dans le filament d’A.D.N. de la bactérie qui se met à fabriquer des virus. Parfois, la bactérie produit tellement de virus qu’elle finit par éclater et meurt.
Si vous vous souvenez de ce que vous avez lu il y a quelques minutes, vous savez que certaines bactéries nous rendent malades. Certains médecins ont eu l’idée géniale d’utiliser des bactériophages pour détruire les bactéries qui nous rendent malades ! Malheureusement, ces recherches ne sont pas encore vraiment autorisées en France… Je vous mets un lien vers un excellent documentaire…
Les virus ne seraient donc pas tous mauvais pour nous. Certes certains sont pathogènes. D’autres n’ont aucun effet. Et les bactériophages pourraient sauver des vies…
LES PROTOZOAIRES…
Les protozoaires sont des animaux unicellulaires. Ils sont bien sûr très petits. Voici un exemple.
Photographie d’une goutte de sang d’un individu infecté par le trypanosome observée au microscope. On voit des globules rouges et quatre trypanosomes. Un globule rouge mesure environ 7 micromètres de diamètre. (source : Wikipédia)
Une espèce de trypanosome,Trypanosoma gambiense, peut infecter l’Homme. La transmission, ou contamination, se fait par une mouche bien connue : la mouche Tsé-Tsé. L’infection va donner une maladie appelée maladie du sommeil. L’individu malade est de plus en plus fatigué, s’endort puis tombe dans le coma avant de trouver la mort…
Un autre protozoaire peut infecter l’Homme. Il s’agit du plasmodium. Il est véhiculé par un moustique, le moustique anophèle. Les femelles anophèles piquent pour se nourrir de sang. Je rappelle qu’un tel animal est qualifié d’hématophage. Si l’individu piqué est infecté par le plasmodium, il passe dans la moustique avec le sang prélevé. Une partie des plasmodiums vont aller se placer dans les glandes salivaires de la moustique. Lorsqu’elle pique, elle injecte un peu de salive qui contient un anticoagulant (produit qui évite au sang de former des croûtes). En injectant l’anticoagulant, la moustique infecte une autre personne…
Le plasmodium (Plasmodium falciparum) provoque le paludisme autrefois appelé fièvre jaune, fièvre des marais ou malaria. Cette maladie touche surtout les pays situés entre les tropiques où il provoque la mort d’environ 1 000 000 de personnes par an. Le plasmodium est l’animal qui fait le plus de morts sur terre…
Notons que les personnes touchées par la drépanocytose, ou anémie falciforme, ne développent pas le paludisme. Dans les pays où le paludisme sévit, jusqu’à 60 % de la population est touchée par la drépanocytose. Ceci s’explique aisément. Les enfant non atteints par la drépanocytose meurent jeunes. Les autres, porteurs d’au moins un allèle de la maladie, transmettront donc probablement l’allèle à leur descendance. Une maladie gênante au delà des tropiques est donc un avantage notable pour la survie sous les tropiques… A méditer…
LES MICRO-ACARIENS…
Commençons par une photographie…
Photographie au microscope électronique d’un micro-acarien.
Observons cet animal. Bien que très petit, il possède un squelette externe appelé cuticule. Il possède quatre paires de pattes articulées et son corps comporte deux parties : un céphalothorax et un abdomen. Vous avez reconnu la description d’un Arachnide. C’est donc un cousin des Araignées. Les pièces buccales forment un rostre ce qui en fait un acarien. Comme il est invisible à l’œil nu on parle de micro-acarien.
Les micro-acariens sont connus pour provoquer des allergies. Soyons justes avec eux ! Ils n’y sont pas pour grand chose ! Ce ne sont pas les animaux qui provoquent les allergies ! Ce sont leurs excréments ! Si vous dressez bien vos micro-acariens ils cesseront de faire caca partout et vous n’aurez plus d’allergies 🙂
Les micro-acariens, comme les autres microbes, sont absolument partout. Il y en a dans les lits. Un lit en contient environ… beaucoup de millions. Les micro-acariens des lits appartiennent surtout à l’espèce Dermatophagoïdes pteronyssinius.
Photographie au microscope électronique à balayage de Dermatophagoïdes pteronyssius (Source : www.med.ch).
Les micro-acariens des lits se nourrissent des cellules mortes que nous perdons à tout moment… Ils vivent, se nourrissent, de reproduisent, font caca, meurent… dans nos lits… J’ai lu, il y a quelques temps, un article de journal qui disait qu’un oreiller moyen en France était composé d’environ 30 % d’acariens. A votre place je brûlerais immédiatement mon oreiller 🙂
Quelles mesures pour se débarrasser des micro-acariens ?
D’autres acariens vivent dans notre peau. Ils y creusent des tunnels. La plupart du temps on ne le sait pas. Mais le sarcopte de la gale peut provoquer le gale. C’est une maladie de la peau…
Photographie au microscope électronique à balayage du sarcopte de la gale.
Un dernier exemple. Il s’agit de Demodex folliculorum. Voici son portrait.
Photographie au microscope électronique à balayage du micro-acarien Demodex folliculorum.
Ce micro-acarien vit sur le visage 🙂 Plus un humain est âgés, plus il y a de probabilités qu’il soit porteur de ce charmant animal. Le demodex se nourrit de sébum et de cellules mortes et se reproduit dans les follicules pileux. Je m’arrête là pour ne pas heurter le sensibilité des plus sensibles 🙂
LES CHAMPIGNONS MICROSCOPIQUES…
Commençons par les méchants, ceux qui provoquent des maladies appelées mycoses. Beaucoup d’organes peuvent être touchés mais les mycoses les plus fréquentes touchent la bouche, les pieds, le vagin…
Pour la bouche, il peut s’agir du muguet buccal. Il se repère au tâches blanches qui apparaissent sur la langue, le palais et les gencives. On observe des filaments ou des plaques provoqués par l’accumulation de levure de l’espèce Candida albicans présente naturellement chez les humains. Cette mycose est fréquente chez les bébés de moins de deux mois dont le système immunitaire est encore peu fonctionnel. Cette maladie apparaît également chez les personnes immunodéprimées…
Plusieurs mycoses apparaissent au niveau des pieds : sous les ongles, entre les orteils… Elles sont également causées par des champignons unicellulaires qui se régalent de l’humidité et de la chaleur qui règnent sous les chaussettes 🙂
Je n’en dirai pas plus sur les mycoses.
Passons aux gentils champignons. Il y en a beaucoup. Je ne sais pas par lequel commencer… Mmmm… Si ! Saccharomyces cerevisae ! Vous en mangez tous ! Et vous seriez très malheureux sans cette levure ! C’est la levure qui sert à faire gonfler le pain ! Sans elle, pas de pain ! Ni grec ! Ni pâte à pizza ! Ni hamburger ! Merci Sacchoromyces cerevisae ! Tiens, je mets ta photo !
Photographie au microscope électronique à balayage de Sacchoromyces cerevisae (Source : Wikipedia)
On lui doit aussi le vin et la bière. Oui, je sais, ce n’est pas bien de boire de l’alcool. Mais il y a une raison à la consommation d’alcool autrefois ! Essayez de garder de l’eau sans qu’elle deviennent un bouillon de culture ! Allez-y ! Essayez ! C’est facile d’avoir l’eau au robinet et de râler parce qu’elle a un goût qui vous déplaît ! Ou d’acheter de l’eau en bouteilles qui polluent tout ! Nos ancêtres n’avaient pas tout ça ! Alors ils ont inventé les boissons alcoolisées. Tout le monde sait que l’alcool désinfecte ! Bon, d’accord, après ils ont pris l’habitude de trop en boire. Mais c’est un fait : boire de l’alcool donne soif ! Voilà voilà… Inutile de dire qu’il ne faut pas boire d’alcool. Ce n’est ni utile ni malin. Et Saccharomyces cerevisae peut se contenter de faire du pain…
Vous prendrez bien un peu de fromage avec votre pain ? Du roquefort ? Du camembert ? Eux aussi sont faits grâce à des champignons unicellulaires. Plus particulièrement des moisissures. Penicillium roqueforti pour le roquefort et Penicillium camemberti pour le camembert 🙂 Le lait aussi est difficile à conserver. Alors les humains ont inventé les fromages pour le conserver. Pour conserver le lait ils le font moisir 🙂 Il y a des tas de fromages fait à base de champignons. Je ne les connais pas tous. Nous avons donc, le pain, le vin, le fromage qui sont fait à partir de champignons microscopiques. Ajoutons le yaourt et d’autres fromages faits grâce à des bactéries et nous avons la base de l’alimentation européenne. Surtout que pour la charcuterie, il faut aussi des fermentations avec des levures…
Voilà, nous arrivons au terme de cet article pas très appétissant. Quoi que… C’est grâce aux microbes que nous mangeons, que nous digérons (voir l’article sur le microbiote intestinal qui je vais bientôt écrire), que nous allons bien… Mais c’est vrai aussi que c’est à cause des microbes que nous sommes malades… Que retenir de cela ? Simplement que l’équation microbes = maladie est fausse… Et que nous avons tous une responsabilité en matière de contamination. Mais ça, c’est une autre histoire…
En complément du complément, avant que je ne rédige un autre article :
Espèce : Une espèce est un groupe d’individus qui se ressemblent et qui peuvent avoir une descendance féconde.
Caractère spécifique : Un caractère spécifique est un caractère propre à une espèce.
Caractère acquis : Un caractère acquis est un caractère physique qui apparaît au cours de la vie. Il dépend de l’environnement et peut être réversible.
Caractère héréditaire : Un caractère héréditaire est un caractère physique présent dans (presque) toutes les générations d’une famille et qui est indépendant de l’environnement.
Fécondation : La fécondation est la rencontre suivie de la fusion d’un ovule et d’un spermatozoïde. Elle donne naissance à une cellule-œuf à l’origine d’un nouvel individu.
Information génétique : L’information génétique est l’information codée dans les cellules qui permet l’expression des caractères physiques non acquis d’un individu.
Caryotype : Un caryotype est une présentation ordonnée des chromosomes d’une cellule. (C’est un caractère spécifique).
Syndrome : Un syndrome est un ensemble de troubles physique et/ou mentaux.
Anomalie chromosomique : Une anomalie chromosomique est une anomalie dans le nombre ou la taille des chromosomes.
Trisomie : Une trisomie est une anomalie chromosomique caractérisée par la présence de trois chromosome à la place d’une paire.
Monosomie : Une monosomie est une anomalie chromosomique caractérisée par la présence d’un chromosome à la place d’une paire.
Délétion : Une délétion est une anomalie chromosomique caractérisée par la perte d’un morceau de chromosome.
Gène : Un gène est un morceau de chromosome qui code pour un caractère héréditaire.
Allèle : Un allèle est une version d’un gène.
Génotype : Le génotype d’un individu correspond à la combinaison d’allèles qu’il porte.
Phénotype : Le phénotype correspond à l’ensemble des caractères physiques d’un individu.
Microbe : Un microbe est un organisme vivant invisible à l’œil nu (observable uniquement au microscope). On utilise parfois le synonyme micro-organisme.
Protozoaire : Un protozoaire est un animal unicellulaire.
Contamination : La contamination la transmission d’un microbe pathogène à un environnement ou un individu. (Pour les microbes du microbiote, on parle de transmission).
Muqueuse : Une muqueuse est une surface qui recouvre les cavités externes de l’organisme.
Infection : Une infection est la prolifération de microbe dans l’organisme.
Phagocytose : La phagocytose est un mécanisme qui permet de lutter contre l’infection en digérant les éléments étrangers.
Fièvre : La fièvre est une élévation contrôlée de la température corporelle. Pour parler de fièvre, il faut que la température dépasse 37,8°C.
Système immunitaire : Le système immunitaire est un ensemble d’organe qui permet de lutter contre les microbes.
Antigène : Un antigène est une molécule reconnue étrangère par le corps et qui provoque une réaction immunitaire spécifique.
Anticorps : Un anticorps est une molécule produite par les lymphocytes B pour inactiver un antigène et provoquer sa destruction par phagocytose.
Séropositif : Une personne séropositive est une personne dont le sérum contient des anticorps spécifiques d’un antigène donné.
Immunodéficience : Une immunodéficience est un affaiblissement du système immunitaire.
Asepsie : L’asepsie consiste à éviter la contamination d’un objet ou d’une personne.
Antisepsie : L’antisepsie consiste à éviter l’infection.
Sérothérapie : La sérothérapie consiste en l’injection du sérum d’un animal ou d’un humain immunisé contre une maladie pour aider une personne à neutraliser un agent infectieux.
Vaccination : La vaccination consiste en l’injection d’un antigène pour provoquer une réaction de mémoire immunitaire chez la personne vaccinée. La vaccination est une méthode préventive.
Antibiotique : Les antibiotiques sont des molécules généralement d’origine naturelle qui détruisent les bactéries.
Immunité : On appelle immunité la capacité du corps à se défendre contre des éléments étrangers et notamment les microbes.
I. LES CARACTÈRES SPÉCIFIQUES ET LEURS VARIATIONS INDIVIDUELLES.
Une espèce est un groupe d’individus qui se ressemblent et qui peuvent avoir une descendance féconde.
Tous les individus d’une même espèce ont des caractères physiques communs qu’on ne retrouve pas chez les autres espèces. Ce sont des caractères spécifiques. Un caractère spécifique est un caractère physique propre à une espèce.
Les caractères spécifiques humains sont, entre autres : la bipédie exclusive, un cerveau très développé, un langage à double articulation et des empreintes digitales.
Au sein d’une espèce, les individus sont différents en raison des variations individuelles des caractères spécifiques. Tous les êtres humains ont des empreintes digitales, mais elles sont différentes chez chaque être humain.
II. CARACTÈRES HÉRÉDITAIRES ET CARACTÈRES ACQUIS.
Un caractère héréditaire est un caractère physique qui est présent dans presque toutes les générations d’une famille et qui est indépendant de l’environnement.
Exemples : Couleur de la peau, des cheveux…
Un caractère acquis est un caractère physique qui apparaît au cours de la vie. Il dépend de l’environnement et peut-être réversible.
Exemples : Bronzage, masse corporelle, cicatrice…
Exemples de rédaction :
La capacité à rouler la langue en U est un caractère physique. On voit qu’il est présent dans toutes les générations de la famille d’Arthur et c’est indépendant de l’environnement. On peut supposer que c’est un caractère héréditaire.
Le bronzage est un caractère physique qui dépend de l’environnement et qui est réversible. C’est donc un caractère acquis.
Rappel : Un individu est conçu lors de la fécondation. La fécondation est la rencontre suivie de la fusion d’un ovule et d’un spermatozoïde. Elle donne naissance à une cellule-œuf à l’origine d’un nouvel individu.
LES CHROMOSOMES, SUPPORT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE
I. L’INFORMATION GÉNÉTIQUE.
Les caractères héréditaires et leurs variations sont présents dès la naissance. Ils se mettent en place lors de la grossesse. On peut supposer qu’ils existent sous forme codée dans la cellule-œuf. On appelle information génétique l’information qui permet à un individu de se construire. C’est le plan de l’individu.
II. LA LOCALISATION DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE.
Des expériences de transfert de noyaux entre cellules-œufs ont permis de montrer que l’information génétique est localisée dans le noyau de la cellule-œuf. Des expériences complémentaires ont montré que toutes les cellules de l’organisme possèdent l’intégralité de l’information génétique de l’organisme mais elle n’en exprime qu’une partie.
III. LE SUPPORT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE.
L’information génétique est localisée dans le noyau des cellules. L’observation au microscope de cellules colorées artificiellement montre que le noyau contient des éléments qui ont été appelés chromosomes. Les chromosomes sont le support de l’information génétique.
Les chromosomes sont constitués d’un filament d’A.D.N. Ce filament peut se condenser ou se décondenser, ce qui fait que l’aspect des chromosomes n’est pas toujours le même.
Schéma d’un chromosome observé au microscope électronique
Comment résumer tout cela en quelques phrases ?
Le physique d’un individu est un mélange de caractères. Il possède les caractères de son espèce et des variations qui lui sont propres. Ces caractères dépendent de son information génétique portée par les chromosomes dans le noyau de chacune de ses cellules. Certains caractères dépendent eux de l’environnement. Ce sont les caractères acquis.
Pour faire encore plus simple, le physique d’un individu dépend de son information génétique et de son environnement.
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez-vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour mes petits. Qui veut faire le petit rappel ? »
Samuel et Léo : « Moi monsieur ! Moi ! »
Max : « Choix ô combien cruel ! Léo… »
Léo : « Nous avons vu que tous les êtres humains sont pareils grâce à la classification de l’Homme sous forme de groupes emboîtés parmi les Vertébrés. »
Max : « C’est un bon résumé 🙂 Samuel, peux-tu en dire plus ? »
Samuel : « Ce n’est pas facile… L’Homme a un squelette en os. Ses nageoires charnues sont transformées en membres. Il a des poils et une paire de mamelles thoraciques. Il a des ongles aussi. Mais là, j’ai parlé des Primates. Parmi les Primates il se distingue par le fait qu’il se tient debout et qu’il a un cerveau très développé. J’espère n’avoir rien oublié. »
Max : « Tu n’as rien oublié Samuel 🙂 C’est très bien. »
Léo : « Monsieur Max, j’ai bien étudié ma leçon et je crois que j’ai d’autres caractères physiques qui distinguent l’Homme des autres primates. »
Max : « Je t’écoute Léo. »
Léo : « Il est pas très poilu. Même que parfois on lit que c’est ‘un singe nu‘. Et puis ses pouces des pieds ne sont pas opposables aux autres doigts. »
Max : « Très bien Léo. »
Samuel : « Et puis il a la face plate ! L’orang-outan ou le babouin ont comme un museau ! »
Max : « C’est vrai aussi ! Vous venez de compléter la liste des caractères spécifiques humains. »
Léo : « Les caractères spécifiques ? C’est comme cela qu’il faut appeler les caractères qu’on ne trouve que dans une seule espèce ? »
Max : « Oui Léo. Nous le noterons dans la leçon. Maintenant parlons des différences… »
Léo : « Pfff… Ce n’est pas facile à expliquer… »
Max : « Prenez des exemples si cela vous parait plus facile. »
Samuel : « Il y a des tas de caractères physiques qui varient légèrement ou beaucoup selon les individus : la taille, la musculature, la couleur des yeux, des cheveux, de la peau… »
Léo : « Et en combinant toutes ces variations on arrive à des individus uniques. »
Max : « Je prendrais un dernier exemple. A ma connaissance, les humains sont les seuls Primates qui ont des empreintes digitales. »
Léo : « C’est un caractère spécifique alors ! »
Samuel : « Mais chaque être humain a ses propres empreintes digitales ! Nous avons expliqué le paradoxe du début ! Nous sommes bien tous pareils et tous différents ! »
Max : « Et oui 🙂 Bien, prenez vos cahiers et notons la leçon. »
Note de Max : Pour des raisons pratiques je préfère que cette leçon se trouve dans un autre article. Cliquez sur le lien 🙂
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour mes petits 🙂 Nous allons corriger l’étude de documents que vous avez faite lors de la dernière séance puis je vous rendrai vos copies. »
Léo : « On a des bonnes notes monsieur Max ? »
Max : « Je ne dirais rien d’autres que la moyenne de la classe est de 20/20… Je vais faire la correction. Prenez vos cahiers et notez ! »
Correction de l’activité
Le premier caractère est la capacité à rouler la langue en U. Elle dépend de la présence de petits muscles contrôlant les mouvement de la langue. Ce caractère n’est pas réversible. En étudiant l’arbre généalogique de la famille d’Arthur je vois que dans toutes les générations de la famille il y a au moins un individu pouvant rouler la langue en U. J’en conclus qu’il est probable que ce caractère soit héréditaire.
Les trois autres caractères sont : le développement musculaire, le saturnisme et le bronzage. Ils dépendent tous les trois de l’environnement. En effet, le saturnisme dépend de l’exposition au plomb, le développement musculaire dépend de la pratique du sport et le bronzage dépend de l’exposition au soleil. Ces caractères ne sont pas transmis à la descendance. Et on sait qu’ils sont réversibles. Il existe un traitement pour soigner le saturnisme. La masse musculaire diminue si on arrête de pratiquer le sport et le bronzage s’estompe quand on ne s’expose plus au soleil.
Max : « Avez-vous des questions ? »
Samuel et Léo : « Non monsieur Max ! »
Max : « Vous venez de découvrir deux types de caractères : les caractères héréditaires et les caractères acquis. »
Samuel : « Monsieur Max, pourriez-vous définir ces caractères ? »
Max : « Je vais le faire dans la leçon. J’ajouterais des exemples de rédactions. Cela pourra vous aider pour la prochaine évaluation 🙂 »
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Bonjour 🙂 Alors… Le petit rappel, qui veut le faire ? »
Samuel et Léo : « Moi monsieur Max ! »
Max : « Quel enthousiasme ! Et quel choix douloureux… Samuel, nous t’écoutons. »
Samuel : « Nous avons vu qu’il existe une information génétique dans la cellule-œuf. Elle permet à l’individu de se construire puisqu’elle code pour ses caractères héréditaires et leurs variations individuelles. »
Max : « Oui Samuel. Léo, tu prends la suite s’il te plaît. »
Léo : « Des expériences de transfert de noyau ont montré que cette information génétique est localisée dans le noyau des cellules. »
Max : « Très bien. Comme d’habitude. »
Léo : « Monsieur Max, j’ai une question ! »
Max : « Je t’écoute Léo. »
Léo : « Monsieur Max, une information ça se touche pas. C’est pas matériel. Il faut un support pour la mettre dessus. Comme… Comme une histoire qu’on imprime sur les feuilles d’un livre. Quelle est le support de l’information génétique ? »
Max : « Excellente question Léo ! C’est exactement ce que j’avais prévu de vous faire. Je la répète : quel est le support de l’information génétique ? Sachant que cette information se trouve dans le noyau des cellules, comment pourrions-nous répondre à notre question ? «
Samuel : « On pourrait observer les noyaux de cellules au microscope ! »
Max : « Très bonne idée Samuel ! »
Léo : « Nous allons utiliser le microscope monsieur Max ? »
Max : « Oui. Je vais vous laisser observer différents types cellulaires puis je vous donnerai un document. »
Un peu plus tard…
Samuel (à Léo) : « C’était bien le microscope 🙂 »
Max : « Un peu de calme ! Chuuuut ! Bien, voici le document que je vous avais annoncé… »
Photographie de cellules de racine d’ail observées au microscope
Samuel : « Ça ressemble à ce qu’on a observé avec le microscope ! »
Max : « Oui Samuel. Alors ? Que voyez-vous ? »
Léo : « Il y a des machins qui ont été colorés. D’après la légende, ce sont les chromosomes. »
Max : « Tu éviteras de dire des ‘machins‘ Léo s’il te plaît. Disons que des éléments situés dans le noyau ont pris la couleur. Nous n’allons pas le démontrer mais ce sont les chromosomes qui sont le support de l’information génétique. Nous allons noter la leçon. Prenez vos cahiers. »
III. LE SUPPORT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE.
L’information génétique est localisée dans le noyau des cellules. L’observation au microscope de cellules colorées artificiellement montre que le noyau contient des éléments qui ont été appelés chromosomes. Les chromosomes sont le support de l’information génétique.
Les chromosomes sont constitués d’un filament d’A.D.N. Ce filament peut se condenser ou se décondenser, ce qui fait que l’aspect des chromosomes n’est pas toujours le même.
Schéma d’un chromosome observé au microscope électronique
Max : « Voilà, c’est tout pour aujourd’hui. Mais avant de vous laisser partir, je vous distribue un autre document. Je vous conseille de bien l’étudier si vous voulez comprendre la suite des cours. C’est très important. Le voici… »Doc-Support-de-linformation-génétique
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. »
Samuel et Léo : « Bonjour monsieur Max ! »
Max : « Léo, c’est à ton tour de faire le petit rappel aujourd’hui. La dernière séance uniquement. »
Léo : « Lors de la dernière séance nous avons vu que les cellules-souches peuvent donner des gamètes génétiquement différents à cause de la répartition aléatoire des chromosomes lors de la première multiplication de méiose. »
Max : « Excellent résumé ! Bravo Léo ! Aujourd’hui nous allons parler de la fécondation. »
Samuel : « La fécondation est la rencontre suivie de la fusion d’un ovule et d’un spermatozoïde. La fécondation donne naissance à une cellule-œuf à l’origine d’un nouvel individu. »
Max : « Oui Samuel. »
Léo : « Et nous savons que les gamètes ont 23 chromosomes, un seul de chaque paire. »
Samuel : « Alors lors de la fécondation, chaque gamète apporte un chromosome et les paires sont reconstituées. »
Léo : « Si le spermatozoïde contient un chromosome sexuel X l’individu sera de sexe féminin. »
Samuel : « Si le spermatozoïde contient un chromosome sexuel Y l’individu sera de sexe masculin. »
Max : « Vous n’avez plus besoin de moi mes petits 🙂 Et si nous ajoutions les allèles à cette histoire ? »
Léo : « Oulala ! »
Samuel : « Ça peut être compliqué… »
Max : « Mais vous allez y arriver. Commençons par un exemple simple. Imaginons un papa de groupe sanguin A (avec les allèles A et O) et une maman de groupe B (avec les allèles B et O). Quels pourraient-être les groupes sanguins des enfants ? »
Léo : « Il faut d’abord trouver les allèles présents dans les gamètes. »
Samuel : « Puis faire un tableau pour la fécondation. »
Léo : « Dans lequel on reconstitue les paires de chromosomes. »
Samuel : « Puis à partir des allèles on retrouve le caractère exprimé chez l’enfant. »
Max : « Vous avez compris la méthode. Au travail ! »
Un peu plus tard…
Léo : « C’était facile 🙂 «
Samuel : « De la rigolade ! »
Max : « Alors au tableau Samuel ! »
Samuel : « Oui monsieur Max. Le papa peut faire des spermatozoïdes qui contiennent soit A soit O. Les ovules de la maman peuvent contenir soit B soit O. Ensuite on fait le tableau de fécondation.
Ovule
Spermatozoïde
B
O
A
A/B
[AB]
A/O
[A]
O
B/O
[B]
O/O
[O]
Grâce à ce tableau nous pouvons voir que les enfants pourraient être des groupes AB, A, B ou O. »
Max : « Bravo Samuel ! Faisons plus difficile. Ajoutons le groupe rhésus. Le papa est rhésus positif (allèles Rh+ et Rh-) et la mamn et rhésus négatif. »
Léo : « Monsieur Max, puis-je aller le faire directement au tableau ? »
Max : « Oui Léo. »
Léo : « Alors… Le papa peut faire des spermatozoïdes… Rh+/A ; Rh-/A ; Rh+/O et Rh+/O. Pour la maman c’est plus simple. Les ovules peuvent contenir Rh-/B et Rh-/O. Puis-je me dispenser du tableau monsieur Max ? »
Max : « Je ne préfère pas Léo. »
Léo : « Bien monsieur Max. Je le fais alors…
On voit donc que ces parents pourraient avoir 8 enfants génétiquement différents. »
Max : « Excellent travail Léo. Bien nous avons terminé. »
Léo : « Monsieur Max, si chaque parent peut produire plus de 8 millions de gamètes génétiquement différents, on peut penser qu’au total il pourrait avoir 64 mille milliards d’enfants génétiquement différents. C’est ça ? »
Max : « Oui Léo. Certains ne différeraient que par un caractère mais ils seraient quand même différents. »
Samuel : « Nous allons terminer le cours monsieur Max ? »
Max : « Oui, puis je vous ferai un petit bilan de la transmission de l’information génétique. Prenez vos cahiers et notez. »
V. FÉCONDATION ET ALLÈLES.
Lors de la fécondation, un spermatozoïde pris au hasard parmi les millions produits par le père rencontre et fusionne avec un ovule pris au hasard parmi les millions produits par la mère.
Lors de la fécondation, les paires de chromosomes sont reconstituées, chaque gamètes apportant un chromosome de chacune des paires. C’est le spermatozoïde qui fixe le sexe de l’individu.
Lors de la fécondation, chaque gamète apporte ses allèles provenant du parent. Un couple pourrait avoir plus d’enfants génétiquement différents qu’il y a eu d’êtres humains sur terre depuis l’apparition de l’espèce humaine.
Chaque enfant reçoit donc une partie de son patrimoine génétique de son père, une autre de sa mère. Chaque programme génétique est unique et nouveau.
Max : « Bonjour à tous ! Enlevez vos blousons, asseyez vous et sortez vos affaires. Je vois qu’il n’y a pas d’absents…. Samuel, veux-tu bien nous faire le petit rappel habituel s’il te plaît ? »
Samuel : « Je veux bien. Nous avons vu que les gamètes n’ont que 23 chromosomes simples et qu’ils sont formés dans les gonades à partir de cellules-souches qui, elles, ont 46 chromosomes. »
Max : « Très bien Samuel. Le problème qui se pose est de savoir comment cela se fait. Avez-vous des hypothèses ? »
Léo : « On peut supposer qu’il y a une multiplication cellulaire particulière au cours de laquelle les paires de chromosomes se séparent. »
Max : « Je retiens ton hypothèse Léo. Comment pourrions-nous la vérifier ? »
Léo : « Il faut étudier la quantité d’A.D.N. par cellule en fonction du temps. Puis observer les chromosomes lors de cette multiplication particulière, si elle existe. »
Max : « Bien. C’est ce que vous allez faire. Commençons par l’évolution de la quantité d’A.D.N. par cellule en fonction du temps. Voici un tableau et des questions. Je vous laisse faire. Travaillez bien 🙂 »
Exercice :
1. Construire le graphique.
2. Donnez un titre au graphique.
3. Commenter le graphique.
4. Interpréter le graphique.
5. Conclure.
Léo : « Oulala ! C’est pas facile monsieur Max ! »
Max : « Ce n’est pas l’exercice le plus facile que je vous ai donné. Mais vous êtes formés mes petits. Vous savez faire… Ayez confiance en vous. »
Samuel : « Monsieur Max, il faut faire comme pour le graphique de la mitose ? »
Max : « Oui Samuel. C’est presque la même chose et c’est la même méthode. Allez, au travail ! »
Un peu plus tard…
Max : « Alors ? Je vois que vous avez terminé le graphique et que vous l’avez commenté. Si vous voulez nous pouvons déjà corriger cette partie de l’exercice. Léo, veux-tu aller corriger au tableau s’il te plaît ? »
Léo : « J’y vais de ce pas monsieur Max. »
Max : « Soigne ton travail car il servira de leçon. »
Léo : « Oulala ! Il faut que je fasse attention alors ! »
II. ÉVOLUTION DE LA QUANTITÉ D’A.D.N. LORS DE LA FORMATION DES GAMÈTES.
Commentaire :
Ce graphique représente l’évolution de la quantité d’A.D.N. par cellule en fonction du temps, lors de la formation des gamètes. On peut le découper en 7 parties.
De 0 à 15 heures, la quantité d’A.D.N. est constante à 4 unités arbitraires. De 15 à 25 heures, elle augmente jusqu’à 8 unités arbitraires. De 25 à 45 heures, elle reste de nouveau constante cette fois, à 8 unités arbitraires. Puis, de 45 à 50 heures, elle diminue de 8 à 4 unités arbitraires. Ensuite, elle reste constante à 4 unités arbitraires pendant 10 heures. De 60 à 65 heures, la quantité d’A.D.N. par cellule diminue de nouveau. Elle passe de 4 à 2 unités arbitraires. Puis elle reste constante à 2 unités arbitraire.
Max : « Bravo Léo ! Bien, pour pouvoir l’interpréter il faut étudier les photographies. Avez-vous eu le temps de le faire ? »
Léo : « J’étais en train de le faire monsieur Max. »
Samuel : « Moi aussi. »
Max : « Bien. Revoyons ces photographies. »
Max : « Il faut d’abord lire les quatre de gauche, comme elles sont numérotées, puis les quatre de droite. Que voyez-vous ? »
Léo : « A gauche, on dirait les étapes de la mitose. »
Samuel : « A droite aussi. Mais à partir de deux cellules… »
Max : « Oui… Combien de cellules obtient-on ? »
Samuel : « A la fin il y a quatre cellules. Quatre gamètes plutôt. »
Léo : « Je crois comprendre ! »
Max : « Nous t’écoutons Léo. »
Léo : « On retrouve une phase de duplication de l’A.D.N. de la 15ème à la 25ème heure. On le sait car la quantité d’A.D.N. double, ce qui est la définition de la duplication de l’A.D.N. Puis il y a une première multiplication cellulaire qui donne deux cellules. Puis il y a une seconde multiplication cellulaire, ce qui nous donne quatre cellules. »
Samuel : « Léo, tu ne parles pas de la séparation des chromosomes… »
Max : « Qu’en penses-tu Samuel ? »
Samuel : « Monsieur Max, je ne vois pas très bien sur votre document. J’ai deux hypothèses. Soit il y a d’abord séparation des paires de chromosomes doubles et on obtient deux cellules qui contiennent chacune un chromosome double de chaque paire. Ce chromosome se sépare ensuite en deux chromosomes simples et on obtient quatre cellules contenant chacune un chromosome simple de chaque paire. Ou alors c’est l’inverse. »
Max : « Excellentes hypothèses mon petit Samuel ! C’est celle que tu as le plus détaillée qui correspond à la réalité. Notons cela dans le cours. »
Léo : « Monsieur Max, nous ne terminons pas la correction de l’exercice ? »
Max : « Si Léo. La correction nous servira de leçon. Notez mes petits. »
III. LE COMPORTEMENT DES CHROMOSOMES LORS DE LA MÉIOSE.
Interprétation :
De 15 à 25 heures, la quantité d’A.D.N. par cellule double. Il y a duplication de l’A.D.N. A la fin de cette phase, la cellule-souche contient 46 chromosomes doubles.
De la 45ème à la 50ème heure, la quantité d’A.D.N est divisée par deux. Ceci correspond à la première multiplication cellulaire, au cours de laquelle les paires de chromosomes doubles se séparent. On obtient deux cellules qui contiennent 23 chromosomes doubles chacune.
De la 60ème à la 65ème heure, la quantité d’ADN est de nouveau divisée par deux. Cela correspond à la seconde multiplication cellulaire. Cette fois, les chromosomes doubles se scindent en chromosomes simples. On obtient 4 cellules contenant chacune 23 chromosomes simples chacune.
Conclusion :
La formation des gamètes à partir d’une cellule-souche se fait grâce à une multiplication cellulaire particulière appelée méiose. Cette multiplication est précédée d’une phase de duplication et comporte deux étapes principales. Au cours de la première, les paires de chromosomes doubles se séparent. On obtient 2 cellules à 23 chromosomes doubles. Puis, lors d’une seconde étape, les chromosomes doubles se séparent en chromosomes simples. On obtient donc 4 cellules à 23 chromosomes simples. Ces cellules se transformeront ensuite en gamètes.
Max : « Bien, vous voyez que vous avez réussi 🙂 Vous pouvez ranger vos affaires et aller en récréation. A bientôt mes petits. »
