Fiche de révision : Théorie cellulaire et arbre du vivant

📋 Plan du Cours

1. Définir le vivant
2. Unicité et diversité du vivant
3. Classification et phylogénie
4. Lire un arbre phylogénétique
5. Caractères et homologies
6. Construire une matrice phylogénétique
7. Choisir et valider un arbre
8. Les trois domaines du vivant

📖 1. Définir le vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Vivant : Tout système circonscrit, autonome et capable de se reproduire, pourvu de capacités évolutives.
• Cellule : L'unité structurale, fonctionnelle et reproductrice des organismes vivants.

★ À maîtriser

• Les caractéristiques communes des cellules comprennent: une délimitation membranaire, un métabolisme énergétique et nutritionnel propre, un matériel héréditaire, la capacité de reproduire ce matériel pour le transmettre

Compléments

• Schleiden en 1838 et Schwann en 1839 ont été les premiers à énoncer que tous les organismes sont faits de cellules.

📖 2. Unicité et diversité du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Évolution : La transformation et la modification des organismes de génération en génération au cours du temps.

★ À maîtriser

📌 L'unicité du vivant repose sur des caractéristiques communes et un ancêtre commun, tandis que la diversité résulte notamment des variations et mutations qui font diverger les organismes.

📌 Dans le cours, les virus sont considérés comme non vivants car ils n'ont pas de membrane plasmique et dépendent de la machinerie de leur cellule hôte pour se reproduire.

Compléments

• Le bactériophage T2 possède un ADN bicaténaire linéaire de 1,47.105 paires de bases et une capside protéique avec une queue.

💡 Astuce mémo

Unicité du fonctionnement, diversité des formes et des histoires évolutives

📖 3. Classification et phylogénie

🔑 Notions clés & Définitions

• Dénomination binomiale : Donne à chaque organisme un nom scientifique universel formé d'un nom de genre et d'un nom d'espèce en latin.
• Phylogénie : Représente l'histoire évolutive des êtres vivants et reconstruit leurs liens de parenté.

★ À maîtriser

📌 La classification vise à organiser et à rendre intelligible l'immense diversité du monde vivant.

Compléments

• Les classifications anciennes reposaient notamment sur:

  • l'aspect morphologique
  • le mode de vie
  • les modalités de reproduction

• Carl von Linné, considéré comme le père de la taxonomie moderne, a établi la dénomination binomiale au XVIIIe siècle.

💡 Astuce mémo

Diversité immense → classification → compréhension des parentés

📖 4. Lire un arbre phylogénétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Arbre phylogénétique : Une représentation hypothétique des relations de parenté entre des organismes vivants ou fossiles.
• Nœud : La reconstitution incomplète d'un ancêtre commun hypothétique.

📝 Points essentiels

• Dans un arbre phylogénétique: la racine oriente l'arbre, les branches représentent des liens de parenté, les feuilles représentent des organismes ou groupes actuels ou fossiles

💡 Astuce mémo

Un arbre enraciné : racine, branches, nœuds et feuilles

📖 5. Caractères et homologies

🔑 Notions clés & Définitions

• Caractère : Un attribut observable ou une structure identifiée comme similaire chez deux ou plusieurs organismes étudiés.
• Caractère homologue : Une structure héritée d'un ancêtre commun.

📝 Points essentiels

📌 L'état primitif ne présente pas de changement par rapport à l'ancêtre précédent, tandis que l'état dérivé correspond à une innovation ou transformation nouvellement acquise.

💡 Astuce mémo

État primitif ancestral, état dérivé innovant

📖 6. Construire une matrice phylogénétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Extra-groupe : Un ou plusieurs organismes extérieurs à tous les organismes du groupe d'étude, utilisés comme référence pour déterminer les états ancestraux et dérivés.

★ À maîtriser

• 🔄 La reconstruction phylogénétique suit les étapes suivantes: sélectionner des organismes, observer des caractères, choisir un extra-groupe, polariser les états, construire une matrice, regrouper les organismes partageant des innovations

• Dans une matrice de caractères, 0 indique un état partagé avec le groupe extérieur et 1 indique un état partagé dans le groupe d'étude.

Compléments

• Pour la mandibule, l'état 0 correspond à une mandibule non fenestrée et l'état 1 à une mandibule fenestrée.

💡 Astuce mémo

Organismes → caractères → extra-groupe → matrice → parentés

📖 7. Choisir et valider un arbre

🔑 Notions clés & Définitions

• Parcimonie : Sélectionne l'arbre qui nécessite le minimum de transformations des caractères, c'est-à-dire l'arbre le plus court.
• Synapomorphie : Un caractère dérivé partagé, hérité d'un ancêtre commun exclusif.
• Groupe monophylétique : Comprend un ancêtre commun hypothétique et l'ensemble de ses descendants, et est défini par au moins une synapomorphie.

📝 Points essentiels

📌 Deux groupes-frères sont deux groupes monophylétiques qui forment ensemble un groupe monophylétique.

• Les tortues et les crocodiles ne forment pas ensemble un groupe de reptiles monophylétique, car ce groupe n'inclut pas tous les descendants concernés.

💡 Astuce mémo

Innovations partagées → synapomorphies → groupes monophylétiques

📖 8. Les trois domaines du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Taxon : Un groupe monophylétique d'organismes caractérisé par au moins une synapomorphie.

★ À maîtriser

• L'arbre du vivant met en évidence trois domaines:
  • les Bactéries
  • les Archées
  • les Eucaryotes

Compléments

• La classification actuelle est un reflet de la phylogénie et les classifications évoluent avec l'avancée des connaissances.

📊 Tableaux de synthèse

Éléments d'un arbre phylogénétique

États des caractères