★ À maîtriser
Les Ascomycota constituent une division des Dikarya et font partie des champignons dits « supérieurs ».
Les Ascomycota représentent 75 % des champignons, soit environ 66 000 espèces recensées en 2016.
Compléments
★ À maîtriser
L’appareil végétatif des Ascomycètes est unicellulaire ou filamenteux, avec des hyphes septés.
La reproduction asexuée des Ascomycètes produit par bourgeonnement une grande quantité de mitospores exogènes appelées conidies, formées par les phialides.
Lors de la reproduction sexuée, la plasmogamie entre deux filaments sexuellement différents forme une structure plurinucléée, puis des filaments dicaryotiques dont les extrémités deviennent des filaments ascogènes et des asques.
Les asques sont des cellules mères en forme de sac qui contiennent des ascospores endogènes, aussi appelées méiospores.
Dans l’asque, la caryogamie forme un zygote diploïde, puis une méiose suivie généralement d’une mitose produit huit ascospores haploïdes.
Chez Neurospora crassa, une conidie haploïde agit comme gamète mâle et fusionne avec les hyphes pour rejoindre l’ascogone, puis la plasmogamie conduit à un asque dicaryotique.
Chez Neurospora crassa, la caryogamie dans l’asque produit un zygote diploïde qui subit une méiose donnant quatre noyaux haploïdes, puis une mitose formant huit noyaux entourés chacun d’une paroi pour devenir des ascospores.
À l’apex de l’hyphe, des vésicules golgiennes transportées depuis le cytoplasme fusionnent avec la membrane plasmique et libèrent leur contenu à l’extérieur de la paroi par exocytose.
📌 Le long de l’hyphe, la paroi épaisse et riche en fibrilles de chitine, baignées dans un environnement de glucane, est rigide et protège le filament, tandis qu’à l’apex la paroi pauvre en fibrilles de chitine est fine, fluide et plastique, ce qui permet l’élongation.
L’exocytose apporte une nouvelle membrane plasmique et des précurseurs pariétaux qui permettent la synthèse d’une nouvelle paroi, entraînant l’allongement simultané de la membrane et de la paroi à l’apex.
La croissance apicale et les ramifications répétées donnent naissance au mycélium, filament ramifié qui se développe à partir d’une spore.
📌 Lorsque les ressources nutritives sont limitées, les hyphes croissent rapidement et de manière diffuse, tandis que des ressources importantes favorisent une croissance lente et dense ainsi que la formation de ramifications.
Compléments
Chez Aspergillus, le conidiophore se termine par une vésicule portant des phialides, à l’extrémité desquelles bourgeonnent les conidies.
Chez Penicillium, l’appareil conidien a une forme de pinceau : les métules ramifiées portent les phialides productrices de conidies.
Certains asques contiennent jusqu’à 64 ascospores après des mitoses successives.
📌 L’ascocarpe de la Pezize comporte une partie fertile dédiée à la reproduction et une partie stérile assurant le soutien.
Plasmogamie → caryogamie → méiose → ascospores
★ À maîtriser
Le mycélium a besoin de carbone sous forme de sucres simples, d’azote, de soufre, de phosphore, de potassium, de magnésium, de calcium, de fer, de zinc, de cuivre, de manganèse, de bore, de molybdène et de vitamines.
Dépourvus de chlorophylle, les champignons ne peuvent pas réaliser la photosynthèse ni produire leur propre matière organique carbonée.
📌 Les champignons absorbent directement les composés simples solubles disponibles, comme le glucose, le fructose et le saccharose, ou des formes minérales d’azote comme les nitrates et l’ammonium, ou dégradent de la matière organique préformée.
Les champignons dégradent la matière organique par lyse extracellulaire, puis absorbent les nutriments dissous à travers leur paroi grâce à des transporteurs actifs ; ils sont absorbotrophes, osmotrophes et saprotrophes.
Les enzymes lytiques des champignons dégradent :
📌 Les capacités de dégradation varient selon les espèces : les pourritures brunes dégradent la cellulose, les pourritures blanches dégradent plutôt la lignine et certaines espèces dégradent les deux.
📌 Pour l’azote, les champignons peuvent utiliser et dégrader des formes organiques complexes comme les protéines et les acides aminés, ou synthétiser des composés à partir d’azote minéral comme NH4+ et NO3- ; ils sont donc à la fois hétérotrophes et autotrophes pour l’azote.
📌 Les Eumycètes sont phylogénétiquement associés aux Opisthocontes et plus proches des animaux, tandis que les Oomycètes sont rattachés aux straménopiles et exclus des champignons vrais.
Compléments
Lors d’une infection du raisin, Botrytis cinerea apparaît d’abord, Aspergillus niger attaque plus tard, puis Mucor apparaît au-dessus des champignons précédents ; la dégradation successive du raisin jusqu’à sa liquéfaction illustre la complémentarité fonctionnelle liée aux nutriments disponibles et aux capacités nutritives des espèces.
En 1969, Robert Whittaker a classé les mycètes dans un règne distinct, nommé Fungi ou Mycota, au sein des Eucaryotes.
Les Oomycètes présentent un mode de vie filamenteux et une nutrition par absorbotrophie, mais leur paroi est composée de cellulose, comme celle des plantes.
Les Zygomycètes constituent une ancienne division polyphylétique désormais séparée en Mucoromycota et Zoopagomycota.
Les Chytridiomycota figurent parmi les lignées fongiques ayant divergé les premières et conservent un flagelle caractéristique de l’ancêtre opisthoconte.
Les Ascomycota et les Basidiomycota sont appelés Dikarya en raison de caractéristiques de reproduction.
★ À maîtriser
La déchirure de la paroi épaisse du sporocyste libère à l’extérieur les spores endogènes.
Deux hyphes haploïdes de polarités différentes (+ et −) entrent en contact et leurs extrémités se cloisonnent pour former deux cystes.
Le zygote s’entoure d’une paroi qui s’épaissit, s’orne et se mélanise pour former la zygospore, capable de résister à des conditions environnementales défavorables.
Dans le cycle de Rhizopus stolonifera, deux mycéliums haploïdes plurinucléés de polarités sexuelles opposées (+ et −) se rencontrent.
Les extrémités des hyphes se cloisonnent en gamétocystes haploïdes plurinucléés portés par des filaments suspenseurs, puis les gamétocystes fusionnent par plasmogamie.
À la sortie de dormance, la zygospore germe en produisant un sporocyste où la méiose forme des spores haploïdes, génétiquement différentes, qui germent en individus dont 50 % sont de type sexuel positif et 50 % de type négatif.
📌 Dans le cycle de Rhizopus stolonifera, la reproduction sexuée produit des spores méiotiques haploïdes génétiquement différentes, tandis que la reproduction asexuée produit des spores haploïdes génétiquement identiques.
📌 Dans une cellule jeune, les chloroplastes présentent quelques grana, des thylakoïdes en cours de superposition et de nombreuses régions intergranaires, tandis que dans une cellule âgée, les grana sont plus développés et les régions intergranaires mieux distinctes.
Compléments
Les stolons sont des hyphes aériennes qui permettent au champignon de se disséminer.
Le sporocyste possède une columelle globuleuse dans le prolongement du sporocystophore.
La diversité des Mucorales porte sur la taille et la forme des sporocystes, la présence ou l’absence de stolons et de rhizoïdes, ainsi que la ramification ou non des sporocystophores.
Cellule jeune : thylakoïdes peu empilés ; cellule âgée : grana développés.
★ À maîtriser
📌 Les étioplastes ne contiennent pas de chlorophylle, mais de la protochlorophylle, une molécule précurseur de la chlorophylle.
À la lumière, un étioplaste peut devenir un chloroplaste grâce à la synthèse de chlorophylle à partir de la protochlorophylle et à la formation de thylakoïdes à partir des prothylakoïdes.
Les insectes sont des bilatériens, protostomiens et ecdysozoaires dont les six pattes locomotrices les distinguent notamment des arachnides, qui en possèdent huit.
Le corps des insectes comprend la tête, le thorax et l’abdomen, et le thorax se subdivise en prothorax, mésothorax et métathorax.
La tête porte une paire d’yeux composés, une paire d’antennes, sans antennules, et les pièces buccales.
Les pièces buccales broyeuses du criquet comprennent le labre, le labium, deux mandibules et deux maxilles portant notamment la lacinia, la galea et un palpe maxillaire.
Les principaux types de pièces buccales illustrés sont :
Chez les Diptères, la paire d’ailes postérieures est remplacée par des balanciers sensoriels, tandis que les ailes mésothoraciques persistent.
🔄 La production de l’hormone de mue suit cette chaîne : la glande prothoracique sécrète l’alpha-ecdysone, l’alpha-ecdysone agit sur le tissu adipeux, le tissu adipeux produit la bêta-ecdysone
La dernière mue de l’insecte est la mue imaginale, qui aboutit au stade adulte appelé imago.
Compléments
Après environ 12 heures d’exposition à la lumière, le corps prolamellaire évolue en thylakoïdes, qui s’assemblent ensuite pour former des grana.
Des lentilles laissées à germer dans l’obscurité peuvent présenter des étioplastes.
Les structures observables dans les chromoplastes comprennent :
Les pièces buccales broient, sucent ou piquent selon leur adaptation alimentaire.
★ À maîtriser
📌 Les insectes amétaboles ont un développement direct sans métamorphose ni stade larvaire, tandis que les insectes hétérométaboles ont une métamorphose incomplète et sont exoptérygotes.
Chez les Paurométaboles, la larve ressemble à l’adulte mais ne porte pas d’ailes apparentes, qui se développent dans des fourreaux alaires.
Chez les Hémimétaboles, la larve diffère fortement de l’adulte morphologiquement et physiologiquement ; la larve est aquatique et respire l’oxygène dissous, tandis que l’adulte respire l’air par ses trachées.
Les insectes holométaboles ont une métamorphose complète, sont endoptérygotes et développent leurs ailes dans des disques imaginaux avant de passer par un stade nymphal.
Les nématodes, aussi appelés vers ronds par opposition aux vers plats, regroupent environ 20 000 espèces et de nouvelles espèces sont régulièrement découvertes.
Ascaris lumbricoides mesure 15 à 30 cm et provoque une parasitose appelée ascaridiose.
📌 Chez Ascaris lumbricoides, le mâle est plus petit et possède une extrémité postérieure recourbée, tandis que la femelle est plus grande et a une extrémité plus rectiligne.
Compléments
Les trachées se ramifient en trachéoles qui acheminent l’oxygène jusqu’à proximité immédiate des organes, où les gaz diffusent et permettent les échanges respiratoires.
Le tube digestif comprend, dans l’ordre :
L’appareil circulatoire des insectes comprend un vaisseau dorsal contractile, mais il n’est pas complètement clos.
Les nématodes et les arthropodes appartiennent aux Ecdysozoaires.
Caenorhabditis elegans est un nématode d’environ 1 mm utilisé comme organisme modèle en biologie du développement pour étudier le lignage cellulaire et le développement embryonnaire.
★ À maîtriser
📌 Chez le mâle Ascaris, les conduits génitaux et digestifs débouchent dans la cavité cloacale, repérable par deux spicules intervenant lors de l’accouplement, tandis que chez la femelle l’orifice génital est au tiers antérieur et l’anus en position subterminale.
La cuticule de l’Ascaris est essentiellement collagénique, recouvre les cellules myoépithéliales et gêne sa croissance.
La croissance de l’Ascaris se déroule par paliers entre les mues : les stades larvaires L1, L2, L3 et L4 correspondent respectivement aux mues 1, 2, 3 et 4, puis l’animal atteint le stade adulte.
Chez l’Ascaris, les deux canaux excréteurs longitudinaux, appelés rénettes, se rejoignent et aboutissent au pore excréteur antérieur.
Le système nerveux comprend : un anneau nerveux antérieur autour du tube digestif, des nerfs en relation avec les amphides et les papilles sensorielles, deux cordons ventraux, deux cordons dorsaux, deux cordons latéraux
📌 L’Ascaris est gonochorique : les sexes sont séparés, contrairement à l’hermaphrodisme où un individu possède les deux sexes.
Chez la femelle Ascaris, les deux ovaires allongés se prolongent chacun par un oviducte communiquant avec un utérus, puis les deux utérus se rejoignent en un vagin qui communique avec le pore génital situé au tiers antérieur du corps.
Chez l’Ascaris, le spermatozoïde pénètre dans l’ovocyte en prophase de la première division méiotique, son matériel génétique attend l’achèvement de la méiose femelle, puis les deux matériels génétiques s’associent lors de l’amphimixie après l’émission des deux globules polaires.
Compléments
La mue permet à l’Ascaris de se débarrasser de sa cuticule, qui gêne sa croissance, puis d’en élaborer une nouvelle.
La coupe transversale d’un Ascaris femelle montre un pseudocœlome, des sections d’ovaires et deux sections plus épaisses d’utérus au centre de la cavité générale.
Les grosses sections de l’appareil génital de l’Ascaris femelle sont situées en position ventrale.
🔄 Le trajet des spermatozoïdes suit cet ordre :
Lors de l’accouplement en T, l’extrémité postérieure du mâle Ascaris se positionne pour recouvrir le pore génital de la femelle.
Chez le mâle, les conduits débouchent dans le cloaque ; chez la femelle, anus et pore génital sont séparés.
★ À maîtriser
Les arthropodes sont des animaux à symétrie bilatérale et protostomiens, chez lesquels le blastopore contribue à former la bouche et l’anus se perce ensuite.
Les arthropodes sont des Ecdysozoaires qui muent régulièrement pour se débarrasser de leur cuticule.
Les principaux groupes d’arthropodes cités sont les Myriapodes, les Crustacés et les Insectes, ces derniers représentant plus de 90 % des arthropodes.
De l’intérieur vers la surface, la cuticule comprend :
📌 Les sclérites sont des pièces de cuticule rigide, tandis que les pièces cuticulaires souples qui les séparent permettent les mouvements et l’articulation des appendices.
📌 La métamérie des arthropodes est hétéronome, car leurs métamères ne sont pas tous identiques, contrairement à la métamérie homonome observée chez les annélides.
Compléments
La cuticule des arthropodes contient de la chitine, des arthropodines et des phénols qui contribuent au tannage et au durcissement ; chez les crustacés, elle est également imprégnée de sels calcaires.
Les régions cuticulaires rigides des arthropodes comprennent le tergite dorsal, le sternite ventral et les pleurites latéraux, tandis que les pleures latérales sont souples.
Les arthropodes présentent une réduction du nombre de leurs appendices segmentaires et leur spécialisation pour différentes fonctions.
Le corps des arthropodes peut être réparti en trois régions fonctionnelles : la tête, principalement sensorielle et nutritive, une deuxième région principalement locomotrice et une troisième région viscérale ou à la fois viscérale et locomotrice.
Chez les arthropodes, l’acron est le segment antérieur et le telson le segment terminal ; ils ne sont pas des métamères au sens propre.
Les Chélicérates comprennent notamment les Arachnides, les Mérostomes et les Pycnogonides, et environ 74 000 espèces y sont identifiées.
📌 Chez le scorpion, l’abdomen segmenté caractérise l’Arthrogastre, tandis que l’abdomen non segmenté caractérise l’Hologastre comme l’araignée.
Cuticule rigide → mues nécessaires à la croissance.
★ À maîtriser
Les céphalopodes sont des mollusques marins prédateurs actifs, connus pour leur intelligence et leur capacité d’apprentissage, et comprennent notamment le poulpe, le nautile, la seiche et le calamar.
Chez les céphalopodes, le pied est déplacé vers l’avant et forme une couronne de tentacules entourant la tête ainsi qu’un entonnoir au-dessus de la cavité palléale ventrale, tout en conservant la symétrie bilatérale.
🔄 La circulation de l’eau et la propulsion suivent cet ordre :
Chez les céphalopodes, la fécondation est interne : le mâle dépose des spermatophores dans la cavité palléale de la femelle à l’aide d’un bras transformé, les spermatozoïdes remontent le gonoducte, puis les œufs fécondés sont enveloppés et déposés dans l’eau de mer ; le développement est direct, sans larve.
📌 Les Tétrabranchiaux ont deux paires de branchies, une coquille externe, deux paires d’oreillettes et deux paires de reins, tandis que les Dibranchiaux ont une paire de branchies, une coquille interne, une paire d’oreillettes et une paire de reins.
📌 Les Décapodes possèdent dix tentacules, dont quatre paires de bras courts et une paire de bras longs rétractiles, tandis que les Octopodes possèdent huit bras longs.
Les scaphopodes sont des mollusques marins fouisseurs et microphages qui vivent dans le sable et se nourrissent de foraminifères et de diatomées.
Les gastéropodes constituent le plus grand groupe de mollusques, avec plus de 17 000 espèces actuelles, et la majorité sont marines.
La torsion des gastéropodes est une rotation rapide de 180° de la masse viscérale et du manteau par rapport à la tête et au pied, qui ramène vers l’avant la cavité palléale, inverse la position des organes pairs et croise en 8 la chaîne nerveuse ventrale.
📌 Les Prosobranches ont un système nerveux croisé en 8, des branchies à l’avant du cœur et souvent une coquille fermée par un opercule ; les Opisthobranches ont une chaîne nerveuse non croisée, des branchies derrière le cœur et une coquille très réduite ou absente ; les Pulmonés ont une chaîne nerveuse non croisée et un poumon à la place des branchies.
Les bivalves sont majoritairement marins, microphages filtreurs et constituent le seul groupe de mollusques dépourvu de radula.
Chez les bivalves, les branchies ciliées filtrent l’eau, retiennent les particules alimentaires dans du mucus et les transportent vers la bouche avec l’aide des palpes labiaux.
Compléments
Les céphalopodes possèdent deux yeux complexes latéraux et un bulbe buccal muni de mâchoires en bec de perroquet et d’une radula.
Chez les céphalopodes, les glandes salivaires sécrètent une salive toxique dans le pharynx et l’hépatopancréas sécrète des enzymes digestives dans l’intestin.
La poche du noir est une glande anale qui s’ouvre dans le rectum et rejette par l’entonnoir une encre constituée de grains de mélanine en suspension, servant à la défense.
Le cœur des céphalopodes comprend deux oreillettes et un ventricule, et leur appareil circulatoire est clos sur la majorité de son trajet.
Céphalopodes prédateurs à pied transformé ; bivalves filtreurs sans radula.
★ À maîtriser
Les spongiaires sont classiquement décrits comme dépourvus d’organes et de véritables tissus ; la plupart ne possèdent pas de lame basale, dont l’absence caractérise le faible degré d’interdépendance entre leurs couches cellulaires.
Les spongiaires possèdent trois feuillets :
Les pinacocytes sont des cellules aplaties de l’ectoderme, tandis que les choanocytes sont des cellules flagellées de l’endoderme dont la collerette comprend une quarantaine de microvillosités.
Les dérivés des pinacocytes sont : les porocytes, qui forment les pores inhalants, les scléroblastes, qui sécrètent des spicules calcaires ou siliceuses, les spongioblastes, qui sécrètent la spongine, une protéine fibreuse proche du collagène
Le squelette des spongiaires est formé par l’association des spicules calcaires ou siliceuses et de la spongine.
📌 Les formes ascon, sycon et leucon se distinguent par l’épaisseur de la paroi et l’organisation des choanocytes : ceux-ci tapissent l’intérieur du sac chez l’ascon, occupent des chambres vibratiles chez le sycon et des corbeilles vibratiles chez le leucon.
🔄 Chez le sycon, l’eau suit ce trajet : de l’extérieur vers le pore inhalant, du pore inhalant vers le canal inhalant, du canal inhalant vers la chambre vibratile, de la chambre vibratile vers la cavité gastrique, de la cavité gastrique vers l’oscule
Les cnidaires sont des prédateurs caractérisés par des cnidoblastes et des cnidocystes urticants qui servent à capturer les proies et à se défendre.
Les cnidaires présentent une symétrie radiaire, deux feuillets embryonnaires séparés par une mésoglée et une cavité gastrovaculaire communicant avec l’extérieur par la bouche.
🔄 La capture par un cnidocyste se déroule ainsi : la proie touche le cnidocil, l’opercule se soulève, le filament urticant se dévagine, les épines s’ancrent dans les téguments de la proie, le liquide urticant est injecté et paralyse la proie
Chez les cnidaires, les polypes peuvent produire par bourgeonnement des méduses libres ; après reproduction sexuée, l’œuf donne une planula qui se fixe sur un substrat et devient un polype.
📌 Les cténophores possèdent huit rangées de cils locomoteurs en peigne et des colloblastes adhésifs qui piègent les proies sans être détruits, contrairement aux cnidoblastes urticants des cnidaires.
Compléments
Les dérivés des choanocytes sont : les collencytes, qui forment un réseau dans une gelée polysaccharidique qu’ils sécrètent, les cellules nerveuses, qui relient l’endoderme et l’ectoderme, les archéocytes, qui peuvent évoluer en gonocytes ou en myocytes contractiles
🔄 Chez le leucon, l’eau suit ce trajet : de l’extérieur vers le pore inhalant, du pore inhalant vers le canal inhalant, du canal inhalant vers la corbeille vibratile, de la corbeille vibratile vers le canal exhalant, du canal exhalant vers la cavité gastrique, de la cavité gastrique vers l’oscule
Les cnidoblastes ne peuvent servir qu’une fois et sont remplacés par des cellules interstitielles capables de se différencier en nouveaux cnidoblastes.
📌 Chez les hydrozoaires, les méduses se forment par bourgeonnement latéral du polype et portent un velum, tandis que chez les scyphozoaires, elles se forment par strobolisation et n’ont pas de velum.
★ À maîtriser
La différenciation liée au mésoderme permet notamment la formation d’organes :
Les protostomiens sont caractérisés par un blastopore qui donne la bouche, un système nerveux ventral et un exosquelette.
Les trochozoaires comprennent les annélides, les mollusques et les némertes, et se caractérisent par une larve trochophore portant une couronne de cils locomoteurs appelée prototroche.
Les annélides sont des vers à section cylindrique et à symétrie bilatérale, dont le groupe est caractérisé par le développement du cœlome et l’apparition de la métamérie.
Le pygidium est la dernière partie du corps des annélides, porte l’anus et ne possède pas de cavité cœlomique ; il n’est donc pas un métamère.
La paroi du corps des annélides comprend un épithélium et une cuticule fine composée de collagène, sans enveloppe externe protectrice rigide.
📌 La paroi mince permet des échanges gazeux principalement tégumentaires chez les annélides, mais les confine aux milieux humides car la déshydratation rapide empêche les échanges avec le milieu extérieur.
Compléments
La céphalisation des bilatériens correspond à la concentration des organes des sens et de préhension autour de la bouche.
Chez les spiraliens, le clivage de l’œuf est spiral et les plans de division cellulaire sont obliques par rapport à l’axe des pôles animal et végétatif.
Protostomiens → spiraliens → trochozoaires
Les polychètes sont essentiellement marins et peuvent être nageurs, tubicoles ou benthiques fouisseurs ; ils peuvent être prédateurs ou microphages.
Le prostomium porte :
Chaque parapode polychète est biramé : sa rame dorsale est le notopode et sa rame ventrale le neuropode.
Chez les polychètes, chaque métamère comprend deux cavités cœlomiques ; leurs épithéliums accolés forment les mésentères dorsal et ventral autour du tube digestif.
Le tube digestif des polychètes est rectiligne, de la bouche ventrale située au péristomium jusqu’à l’anus situé au pygidium.
Le tube digestif comprend : le stomodeum antérieur d’origine ectodermique, l’entéron moyen d’origine endodermique, le proctodeum postérieur d’origine ectodermique
Chez la Néréis prédatrice, le stomodeum forme un pharynx musculeux et évaginable, dont la mâchoire chitineuse distale capture les proies et dont les paragnathes cornés les écrasent.
Chez les polychètes, le sang circule dans un appareil clos comprenant un vaisseau dorsal contractile qui le propulse vers l’avant, un vaisseau ventral généralement moins contractile où il circule vers l’arrière, et des vaisseaux latéraux qui les relient et se ramifient dans les parapodes et la paroi corporelle.
La respiration des annélides polychètes est principalement cutanée ; les échanges se font surtout au niveau des parapodes richement irrigués, dont les mouvements renouvellent l’eau au contact de l’épiderme.
Chez les polychètes, une néphridie s’étend sur deux métamères : son néphrostome cilié s’ouvre dans la cavité cœlomique d’un segment, se prolonge par un cœlomoducte contourné et cilié, puis débouche à l’extérieur par un pore néphridien dans le segment suivant.
Les annélides sont hyponeuriens : leur chaîne nerveuse est ventrale et située sous le tube digestif.
Les polychètes sont gonochoriques, sans gonades ni voies génitales ; leurs gamètes se différencient dans le cœlome après avoir pris naissance dans la splanchnopleure, puis sont libérés à l’extérieur pour une fécondation externe.
Au cours de l’épitoquie, les ocelles s’hypertrophient, les métamères des deux tiers postérieurs s’aplatissent et les parapodes développent des lamelles foliacées et des soies natatoires, favorisant le passage d’une vie benthique à une vie pélagique.
🔄 La reproduction des polychètes épitoques suit une séquence :
Parapodes et soies → locomotion.
Les oligochètes sont principalement des vers aquatiques d’eau douce ou terrestres ; le lombric est un oligochète terrestre vivant dans des sols humides et riches en humus.
Les oligochètes n’ont pas de parapodes ; leurs soies, réduites en taille et en nombre, sont directement insérées dans les téguments et regroupées en quatre paires par segment.
Chez les oligochètes, la segmentation externe correspond à la segmentation interne et chaque métamère contient une seule cavité cœlomique, ce qui entraîne la disparition des mésentères ; les dissépiments persistent.
Le tube digestif des oligochètes comprend :
Chez les oligochètes, le sang circule dans un appareil clos comprenant un vaisseau dorsal contractile qui propulse le sang vers l’avant, cinq à sept paires de cœurs latéraux autour de l’œsophage qui le propulsent vers l’arrière dans le vaisseau ventral non contractile, et des anses latérales reliant les vaisseaux dorsaux et ventraux au niveau de l’intestin.
La respiration des oligochètes terrestres est cutanée et nécessite une peau humide, tandis que les espèces aquatiques respirent principalement par voie cutanée, certaines possédant des branchies.
Chez les oligochètes, une paire de métanéphridies est présente dans chaque segment, sauf dans les trois premiers et les trois derniers ; chaque néphridie s’étend sur deux segments, du néphrostome cilié au néphridiopore extérieur.
Les oligochètes sont hermaphrodites et possèdent des gonades permanentes, avec des testicules, des ovaires et des orifices mâles et femelles.
🔄 La reproduction des oligochètes comprend les étapes suivantes :
Les tubifex résistent à la pollution et à une anaérobiose prolongée, peuvent vivre dans des sédiments très pollués et accumuler certains polluants ; une population dense indique une dystrophisation du milieu liée à une forte pollution organique.
Les annélides achètes, aussi appelés hirudinidés, comprennent les sangsues, qui vivent majoritairement en eau douce mais peuvent aussi être marines ou terrestres.
De nombreuses sangsues sont des ectoparasites hématophages, tandis que certaines sont prédatrices d’invertébrés tels que les petits crustacés, les larves d’insectes et les vers.
Les achètes ne possèdent ni parapodes ni soies.
Chez les achètes, la segmentation externe ne correspond pas à la métamérie interne : les métamères internes I et II correspondent chacun à un anneau externe, les III et IV à deux et trois anneaux respectivement, le V à trois anneaux, et le VI et les suivants à environ cinq anneaux chacun.
Oligochètes : soies sans parapodes ; achètes : ni soies ni parapodes.
★ À maîtriser
La réplication de l’ADN est semi-conservative : après séparation des deux brins, chacun sert de matrice à un nouveau brin, formant deux molécules d’ADN composées chacune d’un brin ancien et d’un brin néosynthétisé.
Des amorces constituées d’ARN initient le recopiage du brin antisens lors de la réplication de l’ADN.
La réplication de l’ADN nécessite à la fois des ARN et des protéines.
La comparaison des séquences d’ARN 16S entre espèces a permis d’établir les premiers arbres phylogénétiques universels et de distinguer les eucaryotes, les archées et les bactéries.
Les comparaisons génomiques et les modèles d’évolution confirment que les trois domaines du vivant ont un ancêtre commun nommé LUCA.
Les comparaisons de séquences et les modèles d’évolution situent LUCA entre 3,9 et 4,3 milliards d’années.
📌 L’ARN peut porter un code génétique et catalyser des réactions chimiques, tandis que l’ADN a été sélectionné comme support de l’information génétique pour sa stabilité et sa réplication relativement fidèle.
Compléments
La réplication de l’ADN fait intervenir des protéines et des enzymes qui déroulent la double hélice et recopient les brins.
Les ADN primases et les ADN polymérases participent à l’initiation et à l’élongation du brin néosynthétisé.
Les ADN ligases relient les fragments d’ADN nouvellement synthétisés.
Carl Woese et son équipe ont étudié l’ARN 16S en 1985, et sa séquence est très conservée entre les espèces.
La possibilité de remonter à LUCA n’exclut pas l’existence de formes de vie parallèles ou antérieures qui n’auraient laissé aucune trace dans les génomes actuels.
L’analyse de l’ARN 16S a également permis de dater LBCA, LACA, LECA et mito-LECA.
Les ARN sont généralement simple brin et leur repliement dépend de leur séquence, ce qui leur permet une grande diversité de structures et d’interactions moléculaires.
L’oxygène en position 2′ du ribose fragilise la structure de l’ARN et augmente sa réactivité.
Dans le premier âge du monde vivant, l’ARN aurait assuré à la fois le stockage de l’information génétique et la catalyse chimique.
L’apparition d’un ancêtre de l’ARN ribosomique 16S aurait permis l’assemblage d’acides aminés en chaînes et l’émergence de l’activité catalytique du ribosome.
La réduction des riboses aurait produit des désoxyriboses, tandis que la méthylation de l’uracile aurait produit la thymine, contribuant à l’apparition de l’ADN.
Dans le troisième âge, l’ADN aurait été sélectionné comme support plus stable de l’information génétique, tandis que les protéines auraient assuré de nombreuses fonctions catalytiques.
Les génomes viraux peuvent être constitués de : ADN double brin ou simple brin, circulaire ou linéaire, ARN simple ou double brin, génomes alternant entre ADN et ARN chez les rétrovirus
Dans l’hypothèse proposée, la sélection de virus à ARN capables de produire une ribonucléotide réductase aurait favorisé l’apparition de virus à ADN-U, puis le transfert de traces virales aurait permis à des cellules à ARN d’acquérir un génome ADN-U.
Selon cette hypothèse, des virus auraient ensuite acquis la thymidylate synthase, converti l’uracile en thymine et favorisé l’apparition de cellules à ADN portant les bases ATCG.
📌 Le catabolisme dégrade des substances et fournit de l’énergie, des matériaux de construction et des déchets, tandis que l’anabolisme utilise des matériaux, de l’énergie et des nutriments pour produire des biomolécules.
📌 Une oxydation correspond à une perte d’électrons, tandis qu’une réduction correspond à un gain d’électrons.
Dans une chaîne de transport d’électrons, un donneur réduit fournit les électrons à des accepteurs successifs jusqu’à l’accepteur final, et l’énergie libérée contribue à la synthèse d’ATP.
Le rendement d’une chaîne de transport d’électrons dépend de la différence de potentiel redox entre le donneur initial et l’accepteur final.
ARN viral → ADN-U → ADN à thymine.
★ À maîtriser
L’article de Moody et al (2024) confirme que les mitochondries ont une origine bactérienne et que LECA descend de LACA, un ancêtre archébactérien.
L’origine du génome des eucaryotes actuels est estimée à environ 1,6–1,8 milliards d’années, sans que cette datation renseigne sur la structure cellulaire de leurs ancêtres.
📌 La pluricellularité désigne une association stable de cellules, tandis que la multicellularité s’emploie rigoureusement lorsque l’association n’est pas stable.
La différenciation cellulaire progressive fait apparaître des cellules totipotentes, pluripotentes, multipotentes puis unipotentes, ces dernières étant les plus différenciées et ne se divisant plus.
Lorsque les nutriments manquent, les amibes de Dictyostelium discoideum produisent de l’AMP cyclique, se regroupent, forment un agrégat puis un organisme différencié doté d’un pied, d’une tige et d’un fruit.
Dans le fruit de Dictyostelium discoideum, 80 % des cellules meurent et les autres entrent en méiose pour former des spores.
Les stromatolites, structures issues d’une activité bactérienne, attestent la présence de cellules procaryotes il y a 3,5 MA.
Grypania spiralis, fossile daté à 2,2 MA d’après les roches qui l’entourent, est considéré comme eucaryote, mais son caractère pluricellulaire reste discuté.
Les fossiles d’Ediacara, datés d’environ 560–570 millions d’années, comprennent des organismes pluricellulaires aux plans d’organisation variés, probablement aquatiques.
Les grands phylums actuels déjà présents comprennent :
Compléments
Dans l’arbre phylogénétique présenté, LUCA est à la base de l’arbre et la séparation entre LBCA, ancêtre commun des bactéries, et LACA, ancêtre commun des archébactéries, est précoce.
La quasi-totalité des organismes pluricellulaires stables est constituée de cellules eucaryotes.
La différenciation cellulaire peut être caractérisée par :
Chez la cyanobactérie coloniale Nostoc, les cellules végétatives réalisent la photosynthèse et les hétérocystes fixent le diazote atmosphérique grâce à des enzymes sensibles à l’oxygène.
Transferts horizontaux → génome eucaryote d’origine mixte
L’hypothèse d’apparentement général suppose que des organismes partageant l’état d’un caractère l’ont hérité d’un ancêtre commun.
Lamarck explique la transformation des espèces par l’adaptation des individus à leur milieu et la transmission à leur descendance des caractères acquis. - Jean-Batipste Lamarck
Darwin explique que la sélection naturelle favorise les variations préexistantes qui améliorent la survie et la reproduction, tandis que les individus moins adaptés sont éliminés.
La théorie synthétique de l’évolution explique le maintien du polymorphisme génétique et phénotypique par des forces de sélection contraires, notamment éliminatrice et novatrice.
📌 Darwin décrit l’évolution comme le cours historique de la descendance des êtres organisés, tandis que la biologie moderne étudie l’unité du vivant par l’ancêtre commun et les degrés d’apparentement entre espèces.
📌 La généalogie utilise des données anciennes précises pour représenter directement les liens entre individus, tandis que la phylogénie compare des données actuelles afin de reconstituer l’histoire passée des groupes d’espèces.
Généalogie : individus ; phylogénie : groupes d’espèces apparentées
📌 Selon le principe de parcimonie, l’arbre retenu est celui qui nécessite le plus petit nombre d’étapes évolutives pour expliquer la répartition des organismes.
📌 Les nœuds réels, situés aux extrémités des branches, représentent les espèces étudiées, tandis que les nœuds hypothétiques internes représentent des ancêtres communs dont seuls les caractères transmis sont connus.
La construction d’un arbre phylogénétique consiste à établir un tableau des états des caractères par espèce, à construire les topologies possibles, puis à placer les transformations sur les branches et à retenir l’arbre le plus parcimonieux.
Les arbres phylogénétiques représentent les relations d’apparentement entre les espèces observées à partir des données étudiées, mais ne constituent pas une vérité absolue.
Faire pivoter des branches autour d’un nœud conserve la topologie de l’arbre, tandis que changer les relations de branchement la modifie.
Une faible valeur de bootstrap indique que les données soutiennent moins fortement un branchement, mais ne prouve pas que le classificateur s’est trompé.
Un arbre ancien hiérarchisait les organismes du simple au complexe, tandis qu’un arbre phylogénétique moderne les place sans hiérarchie et classe leurs degrés d’apparentement par rapport à LUCA.
La combinaison d’eau liquide, de sources d’énergie, de rayonnement et de minéraux susceptibles de catalyser des réactions chimiques aurait pu favoriser l’apparition de molécules organiques et d’êtres vivants.
La diminution du dioxyde de carbone atmosphérique s’est produite par dissolution dans les océans, acidification de l’eau, altération des silicates et précipitation de carbonates de calcium, piégeant du carbone dans les roches.
La quantité de dioxygène atmosphérique actuelle correspond à 21 % de l’atmosphère.
🔄 L’oxygène produit par les organismes photosynthétiques suit ces étapes :
Caractères → topologies → transformations → parcimonie
| Critère | Sexuée | Asexuée |
|---|---|---|
| Origine | Méiose dans le sporocyste | Production asexuée dans des sporocystes |
| Génétique | Spores haploïdes différentes | Spores haploïdes identiques |
| Type | Métamorphose | Développement des ailes |
|---|---|---|
| Amétabole | Absente ; développement direct sans stade larvaire | Non précisé |
| Paurométabole | Incomplète ; larve proche de l’adulte | Fourreaux alaires |
| Hémimétabole | Incomplète ; larve éloignée de l’adulte | Fourreaux alaires |
| Holométabole | Complète ; passage par un stade nymphal | Disques imaginaux |
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