Fiche de révision : Grands domaines du vivant

📋 Plan du Cours

1. Pourquoi étudier la phylogénie
2. Construction de l’arbre du vivant
3. Origine de la vie et LUCA
4. Classification classique du vivant
5. Homologie et phylogénie moderne
6. Archaeplastida et végétaux
7. SAR et Opisthokonta
8. Champignons et métazoaires
9. Amoebozoa et Excavata

📖 1. Pourquoi étudier la phylogénie

★ À maîtriser

• La phylogénie est utile pour identifier les espèces, comprendre la biodiversité et cartographier les habitats, notamment lors des inventaires de terrain et du suivi des espèces indicatrices.

📌 Un genre peut comprendre plusieurs espèces, tandis qu’une même espèce peut présenter plusieurs phénotypes.

Compléments

• Les familles alimentaires Alliaceae et Solanaceae regroupent respectivement l’oignon, le poireau, l’ail cultivé, la ciboulette et l’ail des ours, puis la tomate, le poivron, l’aubergine et la pomme de terre.

💡 Astuce mémo

Identifier les parentés → mieux comprendre la biodiversité et les habitats

📖 2. Construction de l’arbre du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie synthétique de l’évolution : Définit l’évolution comme une variation de la fréquence des allèles dans une population et combine la sélection naturelle, les mutations aléatoires, la dérive génétique et le flux de gènes.

★ À maîtriser

• Darwin décrit au XIXe siècle la théorie de l’évolution comme une « descendance avec modifications », dont le mécanisme principal est la sélection naturelle. — C. Darwin, L'Origine des espèces, 1859

• Mendel établit la transmission héréditaire des caractères et distingue les allèles dominants et récessifs. — G. Mendel, XIXe siècle

• La biologie moléculaire utilise la comparaison de milliers de gènes, l’universalité du code génétique et l’ADN comme support matériel de l’hérédité pour construire l’arbre du vivant.

Compléments

• De Vries décrit l’apparition de mutations produisant des variations aléatoires des caractères, tandis que Boveri, Sutton et Morgan établissent la théorie chromosomique de l’hérédité et la recombinaison homologue.

💡 Astuce mémo

Darwin → Mendel → mutations → synthèse → génomique

📖 3. Origine de la vie et LUCA

🔑 Notions clés & Définitions

• Être vivant : Constitué de cellules, se reproduit et croît, échange de l’énergie, des nutriments et des minéraux avec son environnement, réagit aux stimuli et possède une durée de vie limitée.
• LUCA : Ou dernier ancêtre commun universel, représente une base commune approximative aux trois branches du vivant et possédait probablement déjà une organisation cellulaire complexe.

★ À maîtriser

• Les plus anciennes formes de vie identifiées sont des bactéries fossilisées dans des tapis microbiens âgés de 3,48 milliards d’années en Australie.

Compléments

• Les conditions primitives de la vie comprenaient une atmosphère réductrice dépourvue d’oxygène et des sources d’énergie ultraviolettes, hydrothermales ou volcaniques.

• La théorie endosymbiotique explique l’apparition de la cellule eucaryote, avec des événements distincts selon les lignées d’algues.

💡 Astuce mémo

LUCA ≠ première forme de vie

📖 4. Classification classique du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Taxon : Groupe ou entité conceptuelle regroupant tous les organismes vivants possédant certains caractères communs.
• Classification phylogénétique : Étude des liens de parenté entre les espèces en postulant que tous les organismes actuels ont un ancêtre commun.

★ À maîtriser

• Les cinq règnes classiques sont:
  • Monera
  • Protista
  • Plantae
  • Eumycetes
  • Metazoa

📌 Monera regroupe des procaryotes unicellulaires dépourvus de noyau et d’organites, tandis que Protista regroupe des eucaryotes généralement unicellulaires possédant un noyau et des organites.

• Plantae comprend des eucaryotes multicellulaires autotrophes possédant une paroi de cellulose, Eumycetes des eucaryotes uni- ou multicellulaires hétérotrophes à paroi de chitine, et Metazoa des eucaryotes multicellulaires hétérotrophes dépourvus de paroi.

Compléments

• La hiérarchie taxonomique classique suit l’ordre:
  • Monde vivant
  • Domaine
  • Règne
  • Embranchement ou phylum
  • Classe
  • Ordre
  • Famille
  • Genre
  • Espèce

💡 Astuce mémo

M-P-P-E-M : Monera, Protista, Plantae, Eumycetes, Metazoa

📖 5. Homologie et phylogénie moderne

★ À maîtriser

📌 L’homologie est une ressemblance héritée d’un ancêtre commun, tandis que l’homoplasie est une ressemblance indépendante d’un ancêtre commun, due à une convergence ou à une réversion.

📌 La généalogie étudie la filiation et la paternité entre individus, tandis que la phylogénie étudie le degré de parenté entre espèces.

• L’ancien regroupement des protistes était phénotypiquement pratique mais génétiquement incohérent, car il prenait mal en compte les distances évolutives et les séquençages génomiques.

• Les super-groupes d’eucaryotes sont:

  • Archaeplastida
  • SAR
  • Opisthokonta
  • Amoebozoa
  • Excavata
  • Haptistes et Cryptophytes (incertains)

Compléments

• L’arbre phylogénétique représente une racine, des branches, des nœuds et des feuilles organisés selon le temps.

💡 Astuce mémo

Homologie héritée ≠ homoplasie convergente ou réversée

📖 6. Archaeplastida et végétaux

📝 Points essentiels

• Archaeplastida regroupe:
  • Plantes vertes
  • Rhodophytes (algues rouges)
  • Glaucophytes (algues vertes)

📌 Les bryophytes sont dépourvues de système vasculaire, les ptéridophytes possèdent un système vasculaire mais ni fleurs ni graines, et les spermaphytes possèdent un système vasculaire, des fleurs et des graines.

📌 Les gymnospermes portent des graines nues, tandis que les angiospermes portent des graines protégées.

💡 Astuce mémo

Bryophytes → ptéridophytes → spermaphytes → gymnospermes ou angiospermes

📖 7. SAR et Opisthokonta

★ À maîtriser

• SAR comprend:
  • Stramenopiles
  • Alveolata
  • Rhizaria

• Opisthokonta regroupe les champignons, les animaux et les choanoflagellés.

Compléments

• Les Stramenopiles comprennent les diatomées, les algues brunes et les oomycètes ; les diatomées produisent 20 % de l’oxygène mondial.

• Les Alveolata comprennent les dinoflagellés, les ciliés et les apicomplexes et possèdent des vésicules alvéolaires sous la membrane.

• Les Rhizaria comprennent les foraminifères et les radiolaires, qui sont hétérotrophes par prédation et possèdent respectivement des squelettes de carbonate de calcium ou de silice.

📖 8. Champignons et métazoaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Eumycètes : Organismes principalement multicellulaires filamenteux, parfois unicellulaires, génétiquement plus proches des animaux que des végétaux.
• Métazoaires : Des eucaryotes pluricellulaires hétérotrophes, dépourvus de paroi, stockant du glycogène et possédant des tissus nerveux et musculaires.

★ À maîtriser

• Les eumycètes sont hétérotrophes et décomposent la matière organique à l’extérieur des cellules avant d’absorber de petites molécules organiques.

📌 Les Ascomycota forment leurs spores à l’intérieur de cellules spécialisées, tandis que les Basidiomycota les forment à l’extérieur de cellules spécialisées.

Compléments

• Les principaux modes de vie sont:

  • Saprophyte
  • Parasite
  • Symbiote mutualiste

• Les Chytridiomycota sont principalement aquatiques et possèdent des gamètes flagellées, tandis que les groupes Mucoromycota, Zoopagomycota et Bastocladiomycota ont été séparés récemment, en 2018.

💡 Astuce mémo

Champignons : absorption et chitine ; métazoaires : ingestion et absence de paroi

📖 9. Amoebozoa et Excavata

★ À maîtriser

• Les Amoebozoa comprennent les amibes à lobes et les myxomycètes, généralement hétérotrophes par phagocytose et se déplaçant ou se nourrissant grâce à des pseudopodes.

• Les Excavata comprennent notamment les euglènes, les trypanosomes et Giardia, avec une nutrition mixotrophe ou hétérotrophe et des mitochondries modifiées ou absentes chez Giardia.

Compléments

• Chez les euglènes, l’undulipode est un simili-flagelle formé par un prolongement du cytoplasme et de la membrane contenant une structure de microtubules.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des grands règnes classiques