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Une exposition scientifique conçue par Une exposition scientifique conçue par Une exposition scientifique conçue par Une exposition scientifique conçue par le Centre de Vulgarisation de la Connaissance le Centre de Vulgarisation de la Connaissance le Centre de Vulgarisation de la Connaissance le Centre de Vulgarisation de la Connaissance
Rédaction : Rédaction : Rédaction : Rédaction :
CVC (Université Paris-Sud 11 - CNRS) Pascale BOULANGER IBBMC, CNRS-UPS.11
Sylvie CAMIER CGM, CNRS
Hélène COURVOISIER LNAMC, CNRS-UPS.11
Cyrine ELEUCH CVC, CNRS-UPS.11
Sylvie FUROIS CVC, CNRS-UPS.11
Centre de Vulgarisation de la Connaissance Quelle molécule pelotonnée dans chacune de nos cellules mesure 2 mètres de long ?
Elles vivent partout : dans le sol, l’eau, et chez presque tous les êtres vivants. Qui sont-elles ? Notre univers verdoyant vivrait-il de lumière et d'eau fraîche ?
Pourquoi la girafe a-t-elle un long cou ? …
Au fil des 26 lettres de l’alphabet,
des scientifiques vous invitent à parcourir la biologie d’ADN à Zygote,
en passant par Cellule, Espèce, Hormone, Niche, Oxygène, Unité, Wapiti et Yucca.
Cette exposition aborde les grandes notions de la biologie en 26 courts textes, tour à tour drôles, insolites ou poétiques, accessibles à tous !
Conception graphique : Conception graphique : Conception graphique : Conception graphique :
CVC
Nicolas GRANER CVC, CNRS-UPS.11
Dominique JOLY LEGS, CNRS
Séverine MARTRENCHARD LPPM-CVC, CNRS-UPS.11
Aurélie MASSAUX CVC, CNRS-UPS.11
Isabelle RAMADE CVC, CNRS-UPS.11
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Quelle molécule pelotonnée dans chacune de nos cellules Quelle molécule pelotonnée dans chacune de nos cellules Quelle molécule pelotonnée dans chacune de nos cellules Quelle molécule pelotonnée dans chacune de nos cellules mesure 2 mètres de long ?
mesure 2 mètres de long ? mesure 2 mètres de long ? mesure 2 mètres de long ?
C'est l'ADN, transmis de génération en génération.
Que contient-il ?
Les informations nécessaires
au fonctionnement de nos cellules, écrites dans un simple alphabet de 4 lettres.
Des milliers d'instructions — les gènes — permettent aux cellules de fabriquer les molécules dont elles ont besoin.
Tous les êtres vivants n'ont pas le même nombre de gènes.
Certaines bactéries vivant dans notre intestin en ont 4 000 rassemblés en un seul chromosome, la paramécie en a
40 000 répartis sur 50 paires de chromosomes... Et
l‘homme ? 25 000, répartis sur 23 paires de chromosomes.
Chacune de nos cellules possède le même ADN, mais toutes ne lisent pas les mêmes instructions.
C'est pourquoi toutes nos cellules ne sont pas identiques et n'assurent pas les mêmes fonctions !
Le saviez-vous ?
Plantes et animaux ont de nombreux gènes en commun.
Mais aussi des gènes caractéristiques
de leur espèce : les instructions pour être jasmin, termite ou wapiti ne sont pas
tout à fait les mêmes...
ADN
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©WikimediaCommons, Michael Ströck, GFDL 1.2
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Elles vivent partout : dans le sol, l’eau, et chez presque tous Elles vivent partout : dans le sol, l’eau, et chez presque tous Elles vivent partout : dans le sol, l’eau, et chez presque tous
Elles vivent partout : dans le sol, l’eau, et chez presque tous les êtres les êtres les êtres les êtres vivants. Qui sont
vivants. Qui sont vivants. Qui sont
vivants. Qui sont----elles ? elles ? elles ? elles ?
Les bactéries ! Êtres vivants microscopiques formés d’une seule cellule.
La plupart se reproduisent en moins d'une heure.
Certaines résistent aux conditions les plus extrêmes : déserts, fortes radiations,
eaux acides, brûlantes ou très salées...
Certaines sont à l’origine de terribles maladies comme le tétanos
ou la tuberculose.
A la base de l'arbre du vivant, on trouve trois règnes
(les bactéries, les archées et les eucaryotes). Les scientifiques sont à la recherche de leur ancêtre commun.
Mais les bactéries sont bien souvent utiles, participant par exemple à la digestion chez l'homme et de nombreux autres animaux.
On les utilise dans des processus
de fermentation (comme la confection des yaourts), et on peut aussi les modifier génétiquement pour leur faire produire des protéines humaines, telle l’insuline pour les diabétiques.
Sur Terre, les bactéries étaient là bien avant nous et, qui sait, elles existent peut-être sur d’autres planètes…
Bactérie
Centre de Vulgarisation de la Connaissance
©Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH
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Une bactérie, un géranium, une libellule, un singe : Une bactérie, un géranium, une libellule, un singe : Une bactérie, un géranium, une libellule, un singe : Une bactérie, un géranium, une libellule, un singe :
des êtres très différents et pourtant tous constitués de cellule des êtres très différents et pourtant tous constitués de cellule des êtres très différents et pourtant tous constitués de cellule des êtres très différents et pourtant tous constitués de cellules, s, s, s, briques de la vie...
briques de la vie... briques de la vie...
briques de la vie...
La cellule, composée d'eau et de bien d'autres molécules (lipides, glucides, protéines, ADN...), fonctionne comme une mini-usine, fabriquant les substances dont elle a besoin.
Délimitée par une membrane, la cellule respire, se nourrit et peut se reproduire.
Mais toutes les cellules ne se ressemblent pas. Les éléments qui les composent
déterminent leur forme et leur activité.
Les cellules ont des durées de vie très variables.
La plupart des cellules de l'intestin sont renouvelées en quelques jours. Par contre, certaines cellules du cerveau peuvent durer toute la vie.
Certaines fabriquent des hormones, d'autres combattent les infections,
d'autres encore — celles des muscles — se contractent...
Certains êtres vivants, comme les bactéries, sont formés d'une seule cellule ; d'autres peuvent en contenir des milliards...
Et nous, les êtres humains ?
Nous sommes constitués d'environ 60 000 milliards de cellules !
Cellule
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©Wikimediacommons, Jan R.
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Éléphant, souris, abeille, fourmi, requin, sardine, jacinthe, or Éléphant, souris, abeille, fourmi, requin, sardine, jacinthe, or Éléphant, souris, abeille, fourmi, requin, sardine, jacinthe, or
Éléphant, souris, abeille, fourmi, requin, sardine, jacinthe, orchidée, chidée, chidée, chidée, chêne, baobab... les formes de vie sont nombreuses et variées !
chêne, baobab... les formes de vie sont nombreuses et variées ! chêne, baobab... les formes de vie sont nombreuses et variées ! chêne, baobab... les formes de vie sont nombreuses et variées !
La « biodiversité »,
c'est la diversité de la vie...
... La diversité des espèces d'abord : animaux, plantes, et même bactéries, comptent des milliers ou des millions d'espèces différentes.
Et on n'en connaît qu'une petite partie : moins d'une espèce sur 10 existant
sur Terre !
Les autres restent à découvrir, cachées dans la forêt tropicale
L'expansion de l‘homme sur Terre menace la biodiversité : les activités humaines font disparaître des espèces environ 1000 fois plus vite que les causes naturelles.
ou au fond des océans...
… La diversité génétique,
c'est la variété des gènes des individus au sein d'une espèce : ainsi chez l'homme, la variété des gènes de couleur des cheveux fait l'un roux, l'autre brun, le troisième blond.
... La diversité des milieux de vie naturels enfin : forêts, prairies, steppes, savanes, montagnes, banquise, rivages, océans...
La nature est pleine d'imagination !
Diversité
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©CVC
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Le mariage de la carpe et du lapin...
Le mariage de la carpe et du lapin... Le mariage de la carpe et du lapin...
Le mariage de la carpe et du lapin...
n'est pas possible car ils appartiennent à deux espèces différen n'est pas possible car ils appartiennent à deux espèces différen n'est pas possible car ils appartiennent à deux espèces différen
n'est pas possible car ils appartiennent à deux espèces différentes ! tes ! tes ! tes !
La carpe, le lapin, le rouge-gorge,
l'homme, le hêtre, le coquelicot, le bolet...
autant d'espèces différentes : cela se voit ! Et c'est ainsi, en regardant
les ressemblances et dissemblances, qu'on a d'abord classé les êtres vivants en espèces.
Mais l'apparence est parfois trompeuse...
Ainsi, caniche et labrador appartiennent à la même espèce, le chien !
La classification des êtres vivants comporte plusieurs
« étages » (les taxons) allant du plus vaste (le règne) au plus restreint (l'espèce). Les scientifiques l'améliorent pour mieux refléter la proximité des espèces sur l'arbre de l'évolution.
C'est pourquoi les scientifiques ont trouvé une définition plus fiable de l'espèce : c'est l'ensemble des individus qui peuvent se reproduire entre eux et engendrer des descendants fertiles.
Ainsi, tous les lions peuvent s'accoupler avec toutes les lionnes...
Mais l'âne et la jument, s'ils s'accouplent parfois,
engendrent un mulet infertile.
Espèce
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©WikimediaCommons, Robek, Creative Commons Attribution 2.5
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Notre univers verdoyant vivrait Notre univers verdoyant vivrait Notre univers verdoyant vivrait
Notre univers verdoyant vivrait----il de lumière et d'eau fraîche ? il de lumière et d'eau fraîche ? il de lumière et d'eau fraîche ? il de lumière et d'eau fraîche ?
La végétation doit sa couleur verte à la précieuse chlorophylle,
pigment qui capte la lumière du soleil.
Au printemps,
quand le soleil se fait plus éclatant, la végétation sort de sa léthargie.
Les bourgeons s'épanouissent en feuilles, véritables panneaux solaires.
C'est le début de la photosynthèse.
Savez-vous que les plantes respirent aussi ? Tout comme nous, elles consomment de l'oxygène et rejettent du gaz carbonique. Mais le jour, grâce à la photosynthèse,
elles produisent plus d'oxygène qu'elles n'en consomment.
Une « usine écologique » se met alors en route.
Tournant à plein régime,
elle utilise l'énergie solaire pour
transformer le gaz carbonique et l'eau en molécules indispensables à la plante et en oxygène rejeté dans l'atmosphère.
La photosynthèse est la seule voie naturelle de production d'oxygène sur la Terre.
Grâce à elle, nous avons notre bol d'air quotidien !
Feuille
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©CVC
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Pourquoi la girafe a Pourquoi la girafe a Pourquoi la girafe a
Pourquoi la girafe a----tttt----elle un long cou ? elle un long cou ? elle un long cou ? elle un long cou ?
Pour brouter les feuilles des hautes branches des acacias...
Pour brouter les feuilles des hautes branches des acacias... Pour brouter les feuilles des hautes branches des acacias...
Pour brouter les feuilles des hautes branches des acacias...
Il y a des millions d'années, les girafes n'avaient pas un aussi long cou...
et d'ailleurs, ce n'étaient pas encore des girafes !
Les êtres vivants d'aujourd'hui sont différents de leurs ancêtres.
Depuis l'apparition de la vie, les formes de vie se sont diversifiées et transformées : c'est l'évolution.
Des preuves ? Les fossiles d'espèces disparues, par exemple.
Charles Darwin exposa en 1859 dans son livre L'origine des espèces sa théorie de l'évolution par la sélection naturelle des individus les plus « aptes ».
Des théories complémentaires ont été proposées depuis.
Quel est le « moteur » de l'évolution ? C'est la « sélection naturelle ».
Ce n'est pas en étirant leur cou que les girafes l'ont allongé !
Parmi leurs ancêtres, ceux qui possédaient
— par le hasard des gènes — un cou plus long que les autres,
pouvaient atteindre les hautes feuilles : ils augmentaient leurs chances de survivre et donc de se reproduire.
Ainsi, la caractéristique « long cou » s'est transmise à leur descendance.
Girafe
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©WikimediaCommons, Patrick Giraud, GFDL 1.2
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Il y a celle qui fait grandir et celles qui font grossir ; Il y a celle qui fait grandir et celles qui font grossir ; Il y a celle qui fait grandir et celles qui font grossir ; Il y a celle qui fait grandir et celles qui font grossir ; il y a celles qui nous font homme ou femme...
il y a celles qui nous font homme ou femme... il y a celles qui nous font homme ou femme...
il y a celles qui nous font homme ou femme...
Pour vivre en harmonie ou réagir à des évènements extérieurs, nos organes doivent « dialoguer » entre eux.
Un moyen de communication est l'utilisation d'hormones
sécrétées par des glandes spécialisées (comme la thyroïde).
Véritables messagères chimiques, les hormones vont modifier l'activité d'autres organes situés à distance.
Les hormones sont de nature variée. Certaines dérivent du cholestérol, comme la testostérone et les œstrogènes.
D'autres sont des protéines, comme l'insuline qui contrôle le taux de sucre dans le sang, ou la prolactine, l'hormone de la lactation.
En réponse à un signal, une hormone est produite et déversée dans le sang.
Elle diffuse ainsi dans l'organisme et atteint les cellules de tous nos organes.
Mais, tout comme une clé n'ouvre qu'un type de serrure, cette hormone ne modifiera l'activité que de certaines cellules : celles possédant le récepteur hormonal adapté.
Découvertes chez les animaux, les hormones existent aussi chez les plantes, où elles sont transportées le plus souvent par la sève.
Hormone
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©STANISLAUS Imports, INC
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La mère ours s'occupe de ses oursons ; La mère ours s'occupe de ses oursons ; La mère ours s'occupe de ses oursons ; La mère ours s'occupe de ses oursons ;
l'abeille butine les fleurs et, en échange, transporte leur poll l'abeille butine les fleurs et, en échange, transporte leur poll l'abeille butine les fleurs et, en échange, transporte leur poll
l'abeille butine les fleurs et, en échange, transporte leur pollen : en : en : en : les êtres vivants interagissent constamment.
les êtres vivants interagissent constamment. les êtres vivants interagissent constamment.
les êtres vivants interagissent constamment.
Ours ou pinson, chez certains animaux, mères et pères nourrissent et protègent leurs petits.
Le paon fait la roue pour séduire sa belle, le cerf brame son chant d'amour :
la parade nuptiale prépare la reproduction.
Toutes ces interactions assurent la survie de l'espèce.
Les comportements individuels et sociaux sont étudiés par l'éthologie.
Les interactions des êtres vivants entre eux et avec leur milieu font l'objet de l'écologie.
L'abeille et la marguerite s'aident mutuellement : c'est la symbiose,
interaction favorable aux deux partenaires.
Le gui pousse sur le pommier
en lui prenant sa sève : c'est le parasitisme, interaction nuisible pour l'une des espèces.
Le lion mange la gazelle : c'est la prédation, une interaction... nocive pour la gazelle ! Les êtres vivants interagissent aussi
avec leur milieu de vie — lumière, air, sol et eau.
Interaction
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« Ayant poussé la porte étroite qui chancelle,
« Ayant poussé la porte étroite qui chancelle, « Ayant poussé la porte étroite qui chancelle,
« Ayant poussé la porte étroite qui chancelle,
je me suis promené dans le petit jardin... » Pau je me suis promené dans le petit jardin... » Pau je me suis promené dans le petit jardin... » Pau
je me suis promené dans le petit jardin... » Paul Verlaine l Verlaine l Verlaine l Verlaine
Avez-vous l'âme du poète ou celle du botaniste ? Lys orgueilleux,
roses qui palpitent au vent,
arbustes odorants comme le jasmin en été, c'est le monde des plantes à fleurs.
Qui dit fleur dit graine, Mais qui dit graine
ne dit pas toujours fleur !
Les grands thuyas qui bordent la maison ne fleurissent jamais…
Même s'ils ont de nombreux points communs avec les végétaux, les champignons ne sont pas des plantes : comme les animaux, ils se nourrissent de matière organique.
Ils forment une catégorie à part dans la classification du vivant.
Plus loin dans le sous-bois, des fougères.
Elles aussi ont racines,
tiges et feuilles irriguées par la sève, mais de graines point !
La mousse au pied du grand chêne n'a ni tiges ni feuilles.
Mais c'est aussi une plante,
qui ressemble un peu aux premiers êtres vivants apparus sur la terre ferme...
Jasmin
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©WikimediaCommons, B.Navez, GFDL 1.2
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Au menu des baleines et des calmars, du krill : minuscules creve Au menu des baleines et des calmars, du krill : minuscules creve Au menu des baleines et des calmars, du krill : minuscules creve
Au menu des baleines et des calmars, du krill : minuscules crevettes ttes ttes ttes constituant l'un des premiers maillons d'une chaîne alimentaire
constituant l'un des premiers maillons d'une chaîne alimentaire constituant l'un des premiers maillons d'une chaîne alimentaire constituant l'un des premiers maillons d'une chaîne alimentaire dans l'océan.
dans l'océan. dans l'océan.
dans l'océan.
Qui mange quoi ? Qui mange qui ? Les chaînes alimentaires donnent la réponse.
Tout commence avec les végétaux : eux seuls sont capables de transformer, aidés de la lumière, le gaz carbonique et l'eau en matière vivante.
Dans les océans, c'est le plancton végétal qui joue ce rôle.
La masse totale de krill est estimée à 650 millions de tonnes ! Ces crevettes, habitantes des mers froides, sont les animaux les plus nombreux sur la planète.
La couleur rose du saumon est due au krill.
Les végétaux sont mangés par des animaux herbivores qui en tirent leur propre
matière.
Dans les océans, le plancton végétal est mangé par le plancton animal — dont le krill —, des petits poissons... et les baleines ! A leur tour, les herbivores sont dévorés par les carnivores.
Dans les océans, krill ou petits poissons seront mangés par des plus gros : thons, calmars, baleines...
Krill
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©WikimediaCommons, UweKills, GFDL 1.2
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C'est l'été là C'est l'été là C'est l'été là
C'est l'été là----haut sur la montagne haut sur la montagne haut sur la montagne haut sur la montagne
et la marmotte se prépare déjà à hiberner...
et la marmotte se prépare déjà à hiberner... et la marmotte se prépare déjà à hiberner...
et la marmotte se prépare déjà à hiberner...
Depuis le début du printemps, la marmotte est boulimique.
À son menu : toutes sortes de plantes, racines et parfois même vers et sauterelles.
Cette nourriture est transformée
en réserves de graisses — ou lipides — qui permettront à la marmotte d'affronter l'hiver.
Les lipides, accumulés sous la peau, servent à la fois d'isolant thermique et de provisions alimentaires.
Les lipides ont aussi d'autres rôles essentiels. Ce sont notamment les principaux constituants des membranes qui entourent les cellules de tous les organismes vivants.
Au bout des six mois d'hibernation, la marmotte a consommé l'essentiel de ses réserves de graisses
et perdu plus de la moitié de son poids.
Et pourquoi stocker des lipides plutôt que des sucres ?
À poids égal, les lipides apportent plus de calories, autrement dit, ils sont plus énergétiques.
Lipide
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©WikimediaCommons, Jon Sullivan
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Il y a un an. Tôt ce matin Il y a un an. Tôt ce matin Il y a un an. Tôt ce matin
Il y a un an. Tôt ce matin----là. Saint là. Saint là. Saint----Malo. là. Saint Malo. Malo. Malo.
Le cri des mouettes. L'odeur de la mer.
Le cri des mouettes. L'odeur de la mer. Le cri des mouettes. L'odeur de la mer.
Le cri des mouettes. L'odeur de la mer.
Le soleil sur ma peau. La joie de t'avoir retrouvé.
Le soleil sur ma peau. La joie de t'avoir retrouvé. Le soleil sur ma peau. La joie de t'avoir retrouvé.
Le soleil sur ma peau. La joie de t'avoir retrouvé.
Dans le cerveau, toutes ces informations, sensations, émotions sont séparées
et empruntent des chemins différents afin d'être gardées en mémoire.
Les images d'un côté, les sons de l'autre, etc.
Chaque chemin est formé par
des millions de cellules connectées en réseau : les neurones et les cellules gliales.
Les singes, les rongeurs, les oiseaux, les insectes ou encore certains mollusques montrent des capacités de mémorisation étonnantes. Ils peuvent servir de modèles pour étudier
la mémoire humaine et ses dérèglements.
Se rappeler, c'est aller chercher tous les fragments du souvenir et les recoller.
Le cerveau est constamment modifié par les expériences et les apprentissages.
Sur leur passage, les nouvelles
connaissances consolident les chemins qu'elles empruntent et ouvrent alors une voie plus facile pour les suivantes.
D'autres chemins, moins empruntés, s'effacent...
et le souvenir tombe dans l'oubli.
Mémoire
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©WikimediaCommons, Nicolas Rougier, GFDL 2
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Le renard dort dans un terrier ; le pic noir dans un trou d'arb Le renard dort dans un terrier ; le pic noir dans un trou d'arb Le renard dort dans un terrier ; le pic noir dans un trou d'arb
Le renard dort dans un terrier ; le pic noir dans un trou d'arbre... re... re... re...
Le pinson chante le jour ; la chouette, la nuit...
Le pinson chante le jour ; la chouette, la nuit... Le pinson chante le jour ; la chouette, la nuit...
Le pinson chante le jour ; la chouette, la nuit...
Le lapin mange de l'herbe ; la musaraigne, des graines...
Le lapin mange de l'herbe ; la musaraigne, des graines... Le lapin mange de l'herbe ; la musaraigne, des graines...
Le lapin mange de l'herbe ; la musaraigne, des graines...
Dans un milieu naturel comme une forêt coexistent de nombreuses espèces.
Chacune possède une adresse, des horaires et un régime alimentaire qui lui sont
propres : c'est sa « niche écologique ».
L'adresse ?
Ce sont les lieux occupés : pour dormir, rechercher sa nourriture, s'accoupler...
Les végétaux aussi occupent des niches écologiques au sein d'un milieu naturel. L'étude des niches écologiques est l'un des aspects de l'écologie.
Les horaires ?
C'est le moment où chacun s'active : jour ou nuit, matin ou soir...
Le régime alimentaire ?
Mangeur d'herbe ou de graines,
mangeur de rongeurs ou de chevreuils...
Autant de niches écologiques que d'espèces : ainsi elles se partagent
les ressources du milieu naturel — espace, eau, alimentation, lumière du soleil...
et tout ce petit monde vit en équilibre !
Niche
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©WikimediaCommons, AlastairRae, CreativeCommons Attribution 1.0
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Respirer, c'est inspirer et expirer...
Respirer, c'est inspirer et expirer... Respirer, c'est inspirer et expirer...
Respirer, c'est inspirer et expirer...
mais cela se passe aussi dans les cellules ! mais cela se passe aussi dans les cellules ! mais cela se passe aussi dans les cellules ! mais cela se passe aussi dans les cellules !
L'air inspiré contient de l'oxygène
qui passe de nos poumons dans le sang.
Là, des molécules d'hémoglobine le prennent en charge et le transportent vers les cellules.
Les cellules ont besoin de carburant pour fonctionner.
Elles le fabriquent elles-mêmes à partir des aliments (glucides et lipides) grâce à des réactions chimiques...
qui utilisent l'oxygène inspiré !
Une faible proportion de l'oxygène inspiré se retrouve sous des formes très instables (radicaux libres), qui participent au vieillissement des cellules.
Ces réactions produisent aussi du gaz carbonique et de l'eau qui seront expirés.
Se nourrir et respirer sont indispensables...
car point de vie cellulaire sans carburant et point de carburant sans respiration cellulaire !
La plupart des êtres vivants respirent de l'oxygène, mais à chacun sa stratégie pour le capturer : poumons des
mammifères, branchies des poissons, stomates des plantes...
Oxygène
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©CVC
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« La vie en 3D » ou
« La vie en 3D » ou « La vie en 3D » ou
« La vie en 3D » ou
« De l'importance d'être en forme pour une protéine ! »
« De l'importance d'être en forme pour une protéine ! » « De l'importance d'être en forme pour une protéine ! »
« De l'importance d'être en forme pour une protéine ! »
Les protéines, molécules essentielles de la vie, assurent des fonctions très variées, directement liées à leurs formes en
3 dimensions.
Protéines-charpentes qui soutiennent les cellules et leur donnent leur aspect.
Protéines-outils (enzymes) qui coupent, assemblent, réparent les constituants cellulaires.
Protéines de transport, comme l’hémoglobine.
Sur les 20 acides aminés nécessaires à la construction des protéines, 9 ne sont pas fabriqués par notre organisme et doivent être apportés tels quels par l'alimentation.
Protéines de défense, comme les anticorps...
La cellule fabrique les protéines en
assemblant des « perles », les acides aminés.
L'enchaînement des acides aminés, qui détermine la forme de la protéine, est codé dans l'ADN sous forme de gène.
À trois lettres de « l'alphabet ADN » correspond un acide aminé.
Ce système de correspondance entre le « langage » de l'ADN et celui
des protéines s'appelle le code génétique.
Il est le même pour tous les êtres vivants.
Protéine
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©WikimediaCommons, Zephyris, GFDL 1.2
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Une piqûre de moustique, pas bien grave ! Une piqûre de moustique, pas bien grave ! Une piqûre de moustique, pas bien grave !
Une piqûre de moustique, pas bien grave ! Quoique Quoique Quoique Quoique… … … …
Dans certaines contrées, elle risque de transmettre le parasite Dans certaines contrées, elle risque de transmettre le parasite Dans certaines contrées, elle risque de transmettre le parasite Dans certaines contrées, elle risque de transmettre le parasite responsable du paludisme, une terrible maladie.
responsable du paludisme, une terrible maladie. responsable du paludisme, une terrible maladie.
responsable du paludisme, une terrible maladie.
Hôtes et parasites sont engagés
dans une lutte sans merci pour leur survie.
Le premier déploie ses moyens de défense.
Le second, vivant aux dépens de son hôte, développe des stratégies pour se nourrir et se reproduire.
Au début, le parasite responsable du paludisme se cache dans le foie.
Les parasites sont variés. Ils peuvent être aussi bien animaux (la puce) que végétaux (le gui).
Certains sont unicellulaires (comme le Plasmodium falciparum responsable du paludisme),
d’autres pluricellulaires (comme le ténia).
Mais un jour, il se lance à l’assaut des globules rouges.
Il s’y multiplie rapidement
pour engendrer une armée redoutable et conquérir nombre d’organes vitaux.
Depuis des siècles, l’homme dispose d’un allié pour tenter de résister
à l’invasion de ce parasite : la quinine, molécule extraite de l’écorce d’un arbre péruvien appelé quinquina.
Quinquina
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©WikimediaCommons, United States Department of Agriculture
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1=2=3=4... ou 1+1=1.
1=2=3=4... ou 1+1=1. 1=2=3=4... ou 1+1=1.
1=2=3=4... ou 1+1=1.
Quelle étrange arithmétique ! Quelle étrange arithmétique ! Quelle étrange arithmétique ! Quelle étrange arithmétique !
Et pourtant, c'est ainsi que les êtres vivants se reproduisent...
Chez certains, se reproduire c'est un peu comme se photocopier.
À partir d'un être sont produits 2, 3, 4...
êtres, copies-conformes du parent.
C'est la reproduction asexuée, en solitaire, courante chez les êtres formés d'une seule cellule comme les bactéries.
Mais on la rencontre aussi chez les plantes
Le clonage est une manipulation qui permet d'obtenir des individus génétiquement identiques (clones).
Il est réalisable sur des animaux d'élevage mais formellement interdit chez l'homme.
(bouturage, marcottage) et chez certains animaux comme les hydres.
D'autres ont besoin de trouver leur moitié.
De la fusion de leurs cellules sexuelles et du mélange de leurs gènes
naîtra un nouvel individu (1+1=1), c'est la reproduction sexuée.
Cette fois, tous les descendants seront différents entre eux et différents de leurs parents.
Reproduction
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©WikimediaCommoans, BirgitSchoppe, GFDL 1.2
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C'est l'histoire d'un petit bonbon acidulé...
C'est l'histoire d'un petit bonbon acidulé... C'est l'histoire d'un petit bonbon acidulé...
C'est l'histoire d'un petit bonbon acidulé...
Quelques grammes de sucre, de saccharose pour tout dire.
Qui venait probablement d'une betterave et qui sera digéré par un gourmand.
Ainsi transformé en glucose,
le sucre deviendra la molécule énergétique des cellules.
Nos organes, tels les muscles mais aussi le cerveau, ont continuellement besoin d'énergie.
Les sucres (ou glucides) peuvent être soit des sucres simples, comme le glucose ou le fructose, soit des
assemblages de sucres simples. Ainsi le saccharose (le sucre de table) est formé de deux sucres simples alors que
l'amidon ou la cellulose en comptent plusieurs milliers.
Mais nous ne mangeons pas tout le temps ! Alors le foie stocke le glucose sous forme de longs chapelets et le libère dans le sang en cas de besoin.
Les plantes, comme notre betterave,
savent fabriquer des sucres à partir d'eau et de gaz carbonique.
C'est leur source d'énergie à elles, mais aussi leur propre matière.
Le saviez-vous ?
L'amidon des féculents, la cellulose du bois sont aussi des sucres.
Sucre
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©WikimediaCommons, Sally, Creative Commons Attribution 2.0
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Mais qui a grignoté le guéridon de grand Mais qui a grignoté le guéridon de grand Mais qui a grignoté le guéridon de grand
Mais qui a grignoté le guéridon de grand----mère ? mère ? mère ? mère ?
Peut-être des termites, insectes sociaux d'une efficacité redoutable !
La termitière est une ville très organisée dans laquelle l'habit fait bel et bien
le moine.
Ainsi, Madame la Reine, de taille
imposante, pond à longueur de journée.
Les insectes, vivant en solitaire ou en groupes plus ou moins organisés, représentent 90% des espèces animales répertoriées actuellement. Ils occupent tous types de milieux (des déserts aux forêts tropicales) dans lesquels ils jouent un rôle économique et écologique primordial (production
Les ouvriers pâlots s'occupent de tous
les travaux (de la consolidation des galeries au soin des jeunes) tandis que les soldats armés de grosses mandibules ou
de produits chimiques patrouillent...
Pour se reconnaître et coordonner l'activité de tous, les termites peuvent communiquer en s'envoyant des bouquets de molécules, les phéromones, ou en
faisant vibrer le sol avec leurs pattes.
Tic-tac-tac-toc !
Termite
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©WikimediaCommons, United states Department of Agriculture
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Derrière l'immense diversité du monde vivant se cache en réalité Derrière l'immense diversité du monde vivant se cache en réalité Derrière l'immense diversité du monde vivant se cache en réalité Derrière l'immense diversité du monde vivant se cache en réalité une surprenante unité...
une surprenante unité... une surprenante unité...
une surprenante unité...
Unité,
car le code génétique est universel.
Unité,
car les êtres vivants sont constitués de cellules,
cellules composées des mêmes molécules (eau, protéines, lipides, glucides, ADN...), cellules partageant le même fonctionnement de base (respiration, nutrition, croissance, reproduction, mort).
Unité, mais aussi unicité !
Chaque être est unique : outre son patrimoine génétique, son histoire le rend différent de tous les autres.
Unité,
car les cellules s'unissent pour former les tissus et organes,
qui constituent un organisme.
Unité,
car chaque être vivant naît d'un autre être vivant,
qui lui-même est né d'un être vivant, qui...
pour remonter ainsi jusqu'au premier être vivant, l'ancêtre commun de toutes les espèces.
Unité
Centre de Vulgarisation de la Connaissance
©CVC
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Il était une fois... la vie ! Il était une fois... la vie ! Il était une fois... la vie ! Il était une fois... la vie !
Apparue dans les océans il y a plus de 3,5 milliards d'années, Apparue dans les océans il y a plus de 3,5 milliards d'années, Apparue dans les océans il y a plus de 3,5 milliards d'années, Apparue dans les océans il y a plus de 3,5 milliards d'années, elle a évolué en formes variées.
elle a évolué en formes variées. elle a évolué en formes variées.
elle a évolué en formes variées.
Une avalanche, un nuage,
un hippopotame, un virus informatique, un rosier, le feu...
Qui est vivant, qui ne l'est pas ?
Dans cette liste, seuls l'hippopotame et le rosier sont vivants, car ils remplissent les critères de la vie.
Ils grandissent, se reproduisent et
interagissent avec leur environnement.
Les virus (non informatiques !) sont à la frontière du monde vivant : ils ne possèdent que certains critères de la vie. Ce sont des parasites des cellules. Ils utilisent toute la machinerie cellulaire de leur hôte pour fonctionner et se reproduire.
Leurs cellules sont délimitées par
une membrane, elles produisent et utilisent de l'énergie. Elles contiennent aussi leur matériel génétique.
Bien sûr, l'avalanche bouge, le nuage grossit,
le virus informatique se reproduit, le feu produit de la chaleur...
Mais un critère ne suffit pas pour être vivant, il les faut TOUS !
Vie
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©NASA
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Qui brame à fendre l'âme, Qui brame à fendre l'âme, Qui brame à fendre l'âme, Qui brame à fendre l'âme,
les soirs d'automne au fond des bois canadiens ? les soirs d'automne au fond des bois canadiens ? les soirs d'automne au fond des bois canadiens ? les soirs d'automne au fond des bois canadiens ?
Un animal, me direz-vous ? Soyez un peu plus précis…
Ce n'est ni un escargot, ni une écrevisse ! Il vous semble apercevoir son ossature puissante à travers ses flancs ?
C'est un vertébré alors.
Mais pas un poisson, ni un oiseau !
Mollusques, insectes, crustacés, poissons, oiseaux ou mammifères..., les animaux ont des points communs : ils peuvent se déplacer et ils se nourrissent de matière organique provenant d'êtres vivants.
Un mammifère ?
Oui, sa femelle allaite ses petits.
Quel mammifère ?
Mon chat, mon chien, mon petit frère, qui brame aussi parfois ?
Non, c'est un wapiti…
Animal parmi tant de genres et d'espèces.
Cervidé aux bois majestueux, à la fourrure brune
avec une tache sur les fesses !
Wapiti
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©WikimediaCommons, GFDL 1.2
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XX ou XY ? XX ou XY ? XX ou XY ? XX ou XY ?
Fille ou garçon ? Fille ou garçon ? Fille ou garçon ? Fille ou garçon ?
Tout commence par la rencontre et la fusion de deux cellules particulières, les gamètes :
un ovule et un spermatozoïde...
Chaque gamète porte l'information génétique que le parent transmet à sa descendance.
Mais comment se fait cette transmission ? Grâce à de petits bâtonnets d'ADN
appelés chromosomes.
Certaines maladies héréditaires proviennent d'anomalies génétiques qui sont portées par les chromosomes sexuels.
L'hémophilie ou le daltonisme en sont deux exemples ; ils touchent beaucoup plus d'hommes que de femmes.
L'un de ces chromosomes, le chromosome sexuel, détermine le sexe de l'enfant.
Celui transmis par la mère est le chromosome X.
Quant au père, il peut apporter soit un chromosome X,
soit un chromosome Y, complètement différents.
Que se passe-t-il quand X rencontre X ? Une fille verra le jour...
Et quand X et Y se rencontrent, ce sera un garçon !
Chromosome X
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©WikimediaCommons, Bolzeret al, Creative Commons Attribution 2.5
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Le yucca de nos salons est originaire des régions chaudes et sèc Le yucca de nos salons est originaire des régions chaudes et sèc Le yucca de nos salons est originaire des régions chaudes et sèc
Le yucca de nos salons est originaire des régions chaudes et sèches hes hes hes d'Amérique et des Antilles.
d'Amérique et des Antilles. d'Amérique et des Antilles.
d'Amérique et des Antilles.
Là Là Là
Là----bas, il a appris à se défendre... bas, il a appris à se défendre... bas, il a appris à se défendre... bas, il a appris à se défendre...
Gare aux enfants qui passent trop près de ses feuilles vertes et dures,
en forme d'épées et aussi acérées qu'elles ! Comme beaucoup d'êtres vivants,
le yucca a développé des moyens externes de défense face aux agresseurs.
Chez lui ce sont des feuilles piquantes, chez le crabe des pinces,
La vaccination reste le meilleur moyen de préparer le système immunitaire à lutter contre les infections.
Mais contre certaines d'entre elles, comme le SIDA ou le paludisme, il n'existe pas encore de vaccin.
chez certaines grenouilles de puissants venins...
Et contre l'invasion des bactéries, virus, parasites, quelles défenses ? Immunitaires !
Là, tout se passe à l'intérieur...
À l'aide de cellules spécialisées et de molécules bien spécifiques,
plantes et animaux combattent ces ennemis invisibles.
Yucca
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©WikimediaCommons, Stan Shebs, GFDL 1.2
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Au moment de la fécondation, Au moment de la fécondation, Au moment de la fécondation, Au moment de la fécondation,
la toute première cellule d’un être apparaît.
la toute première cellule d’un être apparaît. la toute première cellule d’un être apparaît.
la toute première cellule d’un être apparaît.
C’est la C’est la C’est la
C’est la cellule cellule cellule cellule----œuf œuf œuf dont la singulière histoire peut être chantée… œuf dont la singulière histoire peut être chantée… dont la singulière histoire peut être chantée… dont la singulière histoire peut être chantée…
Une cellule, qui surgit hors de la nuit, Court vers l’aventure au galop.
Son nom, elle le signe à la pointe de l’épée D’un Z qui veut dire Zygote.
Zygote ! Zygote !
Spermatozoïde et ovule viennent de fusionner
Et te voilà déjà prêt.
Les "vrais" jumeaux sont dits "monozygotes"
car ils proviennent de la division d'une même cellule-œuf.
Ils ont donc le même patrimoine génétique et sont toujours du même sexe.
Les "faux" jumeaux (dizygotes) proviennent de deux zygotes
Tu portes en toi toutes les potentialités Pour créer un nouvel être complet.
Zygote ! Zygote !
Toutes tes forces rassemblées pour te diviser,
En embryon te transformer.
Le développement peut commencer Au signe, au signe de Zygote.
Zygote
Centre de Vulgarisation de la Connaissance
©INSERM, J. Parinaud
