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Au coeur des organes : Le muscle, moteur du mouvement

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Au coeur des organes : Le muscle, moteur du mouvement

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Au coeur des organes : Le muscle, moteur du mouvement

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Rappels de connaissances (niveau collège) Mode de reproduction sexuée chez les végétaux

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Rappels de connaissances (niveau collège) Mode de reproduction sexuée chez les végétaux

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animation

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- Oh, le beau cerisier ! Mais elles sont où, les cerises ?

- Mais Julie, tu sais bien qu'il faut plusieurs semaines pour que les fleurs se transforment en fruits. Regarde.

- Ça, alors ! Pourquoi une fleur donne-t-elle un fruit et pas l'autre ?

- Pour avoir un fruit... Mais non, il vaut mieux que Grégoire et son ami te montrent. Bon, alors, regarde bien. Les pétales, les sépales, les étamines, avec à leur extrémité les grains de pollen, qui sont les organes mâles de la fleur.

- Et le pistil, l'organe femelle de la fleur qui contient l'ovule.

- Pour qu'une plante à fleurs puisse avoir des fruits, le grain de pollen doit rencontrer l'ovule.

- Mais comment font-ils pour se rencontrer ? Pistil et étamines sont loin l'un de l'autre.

- Ah non, l'abeille, les cerises, c'est pour moi !

- Rassure-toi, Julie, les abeilles préfèrent le nectar. Le nectar. La fleur en produit pour l'attirer, et comme notre abeille est insatiable, elle passe de fleur en fleur et transporte le pollen, accroché sur son dos.

- Pour le déposer sur le pistil d'une autre fleur qu'elle pollinise. Génial !

- Et comme toutes les abeilles travaillent ensemble, c'est presque toutes les fleurs du cerisier qui sont fécondées et donnent des cerises en quelques semaines.

- Merci, les abeilles. Grégoire, tu m'en cueilles un plein arrosoir ?

- Il n'y a pas que les abeilles. Le vent et d'autres insectes font ce travail de pollinisation.

- Merci, Grégoire.

Réalisateur : CANOPE

Producteur : CANOPE

Année de copyright : 2014

Année de production : 2014

Publié le 29/07/16

Modifié le 17/01/23

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Les modes de reproduction : la reproduction sexuée

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Oh, le beau cerisier ! Mais elles sont où, les cerises ?- Mais Julie, tu sais bien qu'il faut plusieurs semaines pour que les fleurs se transf...

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Rappels de connaissance (niveau lycée) Comment les plantes se reproduisent-elles ?

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Rappels de connaissance (niveau lycée) Comment les plantes se reproduisent-elles ?

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#07: Comment les plantes se reproduisent-elles ?

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La fleur - retour aux basiques

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La Plante en Kit ! Ep2 - La fleur, avec Marc-André Sélosse

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La feuille - Basique

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La Plante en Kit ! Ep1 - La feuille, avec Marc-André Sélosse

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a) Le modèle théorique de Hardy-Weinberg

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a) Le modèle théorique de Hardy-Weinberg

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En bref: Dater des roches permet de connaître l'histoire de la Terre. La géochronologie est l'étude de l'âge des roches et de la croûte terrestre en général. Pour cela, les fossiles présents dans la roches sont beaucoup utilisés mais il existe d'autres méthodes pour dater une roche.
La datation relative permet de savoir l'ordre chronologique des évènements les uns par rapport aux autres, et nécessite une étude de terrain.
En revanche, la datation absolue permet de connaître l'âge chiffré d'une roche ou d'un fossile et s'appuie plus sur des tests scientifiques

Formation des roches sédimentaires

Des sédiments, apportés par l'eau ou le vent et de provenance variée (érosion de roche, minéraux présents dans l'eau, restes d'êtres vivants) s'accumulent pour former un dépôt sédimentaire. Sous l'effet de leur propre poids, les sédiments se compactent pour former une couche solide, appelée couche géologique (ou strate géologique). Ce phénomène est appelé la diagenèse.

Les dépôts s'accumulant les uns au dessus des autres, les strates situées en bas sont les plus vieilles tandis que la couche la plus haute est la plus récente (principe de superposition). La composition de la roche dépend des sédiments qui la composent et donc du milieu dans lequel elle s'est formée. En effet, les couches géologiques sont des témoins de l'époque à laquelle elles se sont formées et permettent ainsi de reconstituer les milieux de vie de la préhistoire. Les couches contiennent aussi de nombreux fossiles d'organismes de l'époque.

Datation relative

La datation relative est le fait de ranger des évènements les un par rapport aux autres, sans dates. Exemple : Une couche géologique s'est formée avant l'apparition d'un organisme mais après une intrusion magmatique. Dans la datation des roches, l'étude de la succession des couches géologiques est très importante car elle permet d'organiser les couches et les fossiles entre eux.

Principes géologiques

La stratigraphie est l'étude de la superposition des couches géologiques, elle utilise plusieurs principes. Néanmoins, il existe beaucoup de contre-exemple pour ces principes, l'étude doit donc se faire au cas par cas et être validée par une observation de la situation.

Une strate a le même âge sur toute son étendue.

Les couches sédimentaires se déposent horizontalement, sinon, c'est qu'elles ont subit une déformation après leur formation.

Une couche est plus récente que celle qu'elle recouvre et plus ancienne que celle qui la recouvre.

Un évènement qui modifie la superposition des strates (faille, intrusion magmatique, érosion..) est plus récent que les strates qu'il affecte et plus ancien que la première strate qu'il n'affecte pas.

Des morceaux de roches inclus dans une strate sont plus anciens que la strate qui les contient.

Fossiles stratigraphiques

Un fossile stratigraphique est un fossile caractéristique d'une époque et donc d'une couche géologique. L'organisme fossilisé doit être abondant sur le globe pour établir une relation entre des couches éloignées géographiquement, tout en ayant eu une évolution rapide pour qu'il puisse n'être présent que sur une période courte. Les ammonites sont un exemple de fossile stratigraphique.

Datation absolue

La datation absolue est l'ensemble des techniques permettant de donner l'âge chiffré d'une roche ou d'un fossile. Les méthodes radiométriques utilisent l'activité radioactive des roches ou de fossiles pour déterminer leur âge. Il existe aussi la méthode du paléomagnétisme, qui utilise le champ magnétique de la Terre.

Méthodes radiométriques

Les techniques de datation radiométriques utilisent la variation de la radioactivité d'un isotope au cours du temps. En effet, lorsqu'un isotope est radioactif, il se désintègre en libérant de l'énergie. Le rythme de désintégration de l'isotope instable (radioactif) est connu et diffère selon les éléments.

La durée au bout de laquelle un isotope instable a perdu la moitié de son activité est appelée demi-vie. Elle peut durer plusieurs secondes, comme des dizaines de milliers d'années. Ainsi la demie-vie de l'Oxygène 15 est de 2,041 min, tandis que celle du Thorium 232 est de 14,1 milliards d'années !

Les méthodes radiométriques utilisent donc ces radio-isotopes présents dans les roches pour les dater, grâce à la baisse de leur activité au cours du temps.

Datation au carbone 14

Parmi les isotopes naturels du carbone (Carbone 12, Carbone 13 et Carbone 14), seul le Carbone 14 est un radio-isotope. Sa demi-vie est d'environ 5 700 ans.

Un organisme vivant possède la même proportion de Carbone 14 par rapport au Carbone 12 et au Carbone 13 que dans l'atmosphère, grâce aux nombreux échanges entre l'organisme et son environnement. Lorsque cet organisme meurt, ces échanges cessent et à cause de son instabilité, la proportion de Carbone 14 diminue au fil des années. En connaissant sa courbe de désintégration au cours du temps, on peut déterminer depuis combien de temps l'organisme est mort. Cette méthode ne peut être utilisée que sur des organismes et non sur les roches. Il est néanmoins possible de dater une roche indirectement, en datant des fossiles contenus à l'intérieur.

Cette technique permet de dater des fossiles précisément jusqu'à 35 000 ans.

Autres méthodes

Les autres méthodes radiométriques utilisent le même principe : elles se basent sur la désintégration d'un radio-isotope et la baisse de son activité. Seulement, si le Carbone 14 est utilisé pour les fossiles (et indirectement les roches), les autres méthodes n'ont pas les mêmes contraintes.

L'utilisation du Potassium 40 est efficace dans les roches volcaniques car elles sont riches en potassium.

L'uranium présent dans l'eau est présent dans les matières formées à partir de celle-ci : coquillages, coraux, parois de grotte. On utilise alors la datation à l'Uranium 234.

Paléomagnétisme

Les roches peuvent contenir des minéraux ferromagnétiques, tels que l'hématite ou la magnétite. En se solidifiant dans la roche, ces minéraux s'orientent en fonction du champ magnétique terrestre. Le champ magnétique est donc indirectement imprimé dans la roche grâce à ces minéraux. Seulement, le champ magnétique de la Terre s'est inversé à de nombreuses reprises au cours du temps (une boussole aurait donc pu pointer le sud). Grâce à l'orientation des minéraux, on peut situer à quel moment les roches se sont solidifiées et ainsi, les dater.

En plus de permettre la datation de certaines roches, connaître l'histoire du champ magnétique terrestre permet de reconstituer la dérive des continents !

Pour aller plus loin

Dossier sur les couches géologiques

Vidéo explicative sur la notion de demi-vie (8mn44)

Bibliographie

Hominidés.com: Comment dater un fossile, un objet? [en ligne, consulté le 5 juillet 2016] Disponible sur internet: < http://www.hominides.com/html/dossiers/methode-datation.php>

Institut Français de l'Education: Paléomagnétisme. [en ligne, consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: < http://acces.ens-lyon.fr/acces/terre/limites/Temps/datation-isotopique/enseigner/paleomagnetisme>

CNRS: Datation absolue [en ligne, consulté le 5 juillet 2016]. Disponible sur internet: < http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelaterreaulycee/contenu/geochrono2.htm>

Article Wikipédia: Fossile stratigraphique

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En bref: Dater des roches permet de connaître l'histoire de la Terre. La géochronologie est l'étude de l'âge des roches et de la croûte terrestre en général. Pour cela, les fossiles présents dans la roches sont beaucoup utilisés mais il existe d'autres méthodes pour dater une roche.La datation relative permet de savoir l'ordre chronologique des évènements les uns par rapport aux autres, et nécessite une étude de terrain.

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Article de l'INSERM sur le diabète de type II

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Article de l'INSERM sur le diabète de type II

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Le diabète correspond à un excès durable de la concentration de glucose dans le sang (hyperglycémie). Dans le cas du diabète de type 2, ce phénomène est provoqué par une perturbation du métabolisme glucidique. Si elle apparaît progressivement et insidieusement, la maladie a des conséquences graves, voire mortelles, à long terme. Les diabétologues tentent de mieux comprendre les mécanismes impliqués pour la prévenir et traiter efficacement, tout en insistant sur l'importance du mode de vie dans sa survenue - et donc dans sa prévention - ainsi que sa prise en charge.

Dossier réalisé avec la collaboration de Rémy Burcelin (unité 1048 Inserm/Université Toulouse‑3 Paul Sabatier, Institut des maladies métaboliques et cardiovasculaires (I2MC), équipe Facteurs de risque intestinaux, diabètes et dyslipidémies)

Comprendre le diabète de type 2

En France, la prévalence globale du diabète était estimée à 5% de la population en 2016, le diabète de type 2 (DT2) correspondant à 90% des cas. Ce chiffre est cependant largement sous-estimé puisqu'il ne tient pas compte des personnes non traitées ou non diagnostiquées. Or, compte tenu du caractère silencieux de la maladie, on estime que de 20 à 30% des adultes diabétiques ne sont pas diagnostiqués. Cette part diminue avec l'âge, tombant à 13 % chez les 55-74 ans.

L'incidence du DT2 augmente avec l'âge. La maladie se manifeste généralement après 40 ans et elle est diagnostiquée à un âge moyen proche de 65 ans. L'incidence est maximale entre 75 et 79 ans avec 20% des hommes et 14% des femmes traités pour cette maladie. Toutefois, le diabète de type 2 touche aussi de plus en plus de jeunes, y compris des adolescents, voire des enfants. C'est précisément la période durant laquelle s'acquièrent les habitudes alimentaires et celles relatives à la pratique d'une activité physique, deux leviers primordiaux dans la prévention de la maladie...

La prévalence de la maladie a beaucoup augmenté ces dernières années. La tendance reste plus marquée dans certaines populations, notamment dans les départements d'Outre-mer et les départements ou les zones les moins favorisés d'un point de vue socio-économique. Une part de l'augmentation est liée au vieillissement de la population et à l'espérance de vie prolongée des diabétiques, mais elle tend à se stabiliser. En revanche, les déséquilibres nutritionnels et la sédentarité participent de plus en plus à la " propagation " du DT2. Cette hygiène de vie délétère, induisant une augmentation générale du poids et du nombre de personnes atteintes d'obésité, préoccupe au plus haut point les diabétologues. Autre sujet d'alerte : l'augmentation récente de diabètes " médicamenteux ", associés en particulier à certains neuroleptiques.

Une évolution lente et silencieuse

Le diabète de type 2 se développe silencieusement pendant de nombreuses années. L'hyperglycémie reste longtemps asymptomatique et la maladie est souvent découverte de façon fortuite à l'occasion d'une prise de sang, ou en cas de complication.

Cette hyperglycémie provient d'une baisse de sensibilité des cellules - en particulier celles du foie, du muscle et du tissu adipeux - à l'insuline. Cette hormone pancréatique a pour rôle de faciliter la pénétration du glucose (leur principal carburant) dans les cellules, ce qui en diminue la concentration sanguine. Pour répondre à la demande accrue en insuline découlant de cette insensibilité, les cellules insulinosécrétrices du pancréas en produisent davantage... jusqu'à s'épuiser. La production d'insuline devient alors insuffisante et le glucose s'accumule irrémédiablement dans le sang.

Les complications du diabète

Le diabète entraîne des complications graves à long terme, pouvant survenir après 10 à 20 ans de déséquilibre glycémique. La maladie accélère en effet l' athérosclérose, à l'origine d' infarctus du myocarde, d' AVC ou d'artérites des membres inférieurs. En altérant également les microvaisseaux, le diabète est en outre à l'origine de rétinopathies (atteintes de la rétine entraînant un risque de déficience visuelle voire de cécité), de neuropathies périphériques, de néphropathies ( insuffisances rénales), de maladies hépatiques (stéatose non alcoolique ou " maladie du foie gras ") ou de problèmes de cicatrisation. Il peut aussi participer à une neurodégénérescence.

Les facteurs de risque : avant tout le mode de vie

Les études génétiques démontrent qu'il est extrêmement rare que le DT2 soit dû à la mutation d'un gène. En revanche, il existe sans doute des profils génétiques (i.e. des combinaisons de gènes) qui augmentent la susceptibilité à la maladie, autrement dit le risque de devenir diabétique si l'on adopte un mode de vie inadapté.

Mais le principal facteur de risque de DT2 tient à l'hygiène de vie. Une alimentation trop grasse et trop sucrée, combinée à la sédentarité (absence d'exercice physique), mène à l' qui constitue en elle-même un facteur majeur de risque de diabète. Les enfants, via la surconsommation de sodas et autres boissons sucrés, ainsi que la disparition de la marche et des jeux au profit des loisirs sur écran, ne sont plus épargnés. Certains médicaments, en particulier des neuroleptiques, souvent prescrits en France, peuvent aussi participer au déclenchement d'un DT2.

D'autres facteurs interviennent, comme notamment la flore intestinale. Non seulement ce microbiote reflète le mode de vie (nutrition, médicaments, sédentarité) de son hôte, mais il peut lui-même constituer un facteur de risque et, dans certains cas, une cause directe de DT 2. On sait désormais identifier la " signature " d'un microbiote de patient diabétique. Des solutions thérapeutiques visant à traiter le microbiote plutôt que l'hôte pourraient émerger de ces connaissances.

Détecter et diagnostiquer

Les patients " prédiabétiques " (on parle aussi d'intolérance au glucose) ou même diabétiques ne présentent en général aucun signe clinique avant plusieurs années. De ce fait, l'âge moyen de prise en charge est souvent trop avancé (65 ans en France). L'hyperglycémie est alors déjà installée depuis longtemps et les dégâts ont commencé.

La seule méthode de détection de la maladie à un stade précoce est la mesure de la glycémie à jeun. Elle devrait être systématiquement effectuée chez les plus de 50 ans.

Entre 1,10 et 1,26 g/l, le patient est considéré comme prédiabétique.

Si la glycémie dépasse 1,27 g/l lors de deux dosages successifs, le diabète est déclaré.

D'autres critères - glycémie post prandiale, glycémie provoquée, taux d'hémoglobine glyquée (hémoglobine sur laquelle s'est fixé du glucose) - peuvent confirmer ou préciser le diagnostic.

L'hygiène de vie, traitement prioritaire

Le traitement de référence du diabète de type 2, celui qui doit être entamé avant tout autre, est la modification des habitudes de vie, incluant :

une perte de poids quand elle est nécessaire

une activité physique régulière

une alimentation équilibrée

Ces mesures peuvent être suffisantes pour contrôler la glycémie. Mais ces changements sont souvent difficiles à mettre en œuvre et à accepter par le patient.

Viennent ensuite des médicaments antidiabétiques, qui aident à contrôler la glycémie. Il existe plusieurs classes thérapeutiques fondées sur des mécanismes d'action différents, administrées seules ou associées entre elles. En première intention médicamenteuse, le praticien prescrit toujours de la metformine. En deuxième intention, et dans le cadre d'une approche de médecine personnalisée, il peut choisir entre de multiples options :

Les sulfamides hypoglycémiants et les glinides stimulent la production d'insuline au niveau du pancréas.

Les inhibiteurs des alpha-glucosidases retardent l'absorption des glucides après les repas.

Les agonistes du récepteur du glucagon-like peptide-1 (GLP1) ralentissent la vidange gastrique, limitent l'appétit et stimulent la sécrétion d'insuline, mais uniquement en cas d'élévation de la glycémie. Ils limitent donc le risque d'hypoglycémie. Ils peuvent être combinés à une insuline dite " lente " qui maintient continuellement une concentration basale d'insuline.

Des inhibiteurs DDP‑4 bloquent la dégradation du GLP1,

Les inhibiteurs de SGTL2, ou iSGTL2, agissent sur le rein en bloquant la réabsorption du glucose.

Il a été démontré que certains de ces traitements (agonistes du récepteur de GLP1, iSGLT2) ont en eux-mêmes des impacts positifs au niveau cardiovasculaire, hépatique ou rénal.

Malgré ces traitements, la glycémie de certains patients peut rester mal contrôlée. C'est en particulier le cas en l'absence d'amaigrissement, en cas d'impossibilité d'introduire une " vraie " activité physique, ou encore lorsque la capacité des cellules du pancréas à sécréter de l'insuline s'est épuisée au fil des années. Ces personnes ont alors recours à une insulinothérapie, qui consiste à s'injecter de l'insuline, comme dans le diabète de type 1. Il existe aujourd'hui une variété d'insulines " intelligentes ", à action lente ou prolongée, qui permet d'adapter ce traitement à tous les cas. Associés à ces insulines, certains médicaments antidiabétiques comme les agonistes du récepteur à GLP1 peuvent en outre induire un amaigrissement notable.

Les enjeux de la recherche

La recherche sur le diabète de type 2 se poursuit selon deux grands axes :

les mécanismes impliqués dans l'apparition de la maladie (recherche fondamentale), afin de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques

le développement de solutions thérapeutiques (recherche préclinique et clinique).

Concernant le premier axe, les scientifiques s'attachent actuellement à décrypter les mécanismes moléculaires associés au rôle du microbiote intestinal dans la survenue du DT2. Quatre grands phénomènes sont explorés :

les processus inflammatoires intestinaux

la sécrétion et action des incrétines : GLP1 et et GIP (peptide insulinotrope dépendant du glucose), deux hormones gastro-intestinales stimulant la sécrétion d'insuline après les repas

l'immunité intestinale

le système nerveux entérique (axe intestin cerveau).

Par ailleurs, il a été observé que les cellules adipeuses des patients obèses produisent des cytokines, molécules inflammatoires favorisant la résistance à l'insuline. Des équipes s'intéressent donc aux mécanismes responsables de l'induction de cette production de cytokines.

S'agissant du développement de nouvelles solutions thérapeutiques, les chercheurs développent des approches nutritionnelles destinées à rééquilibrer le microbiote des patients. Des essais cliniques sont également en cours pour évaluer l'intérêt de petites molécules de synthèse susceptibles d'influencer l'interaction microbiote/hôte.

A plus court terme, plusieurs nouveaux médicaments pourraient être mis sur le marché. Il s'agit de dual agonists, des molécules bi (ou tri) fonctionnelles. Ces peptides injectables agissent en effet simultanément sur deux, voire trois cibles, par exemple les récepteurs au GLP1, au GIP et au glucagon. Entre autres effets, ces molécules induisent une perte de poids très conséquente, de l'ordre de 10-15% en quelques mois.

Pour aller plus loin

Vivre avec un diabète de type 2 - guide patient ALD, Haute autorité de santé (2007)

Diabète - dossier de l'Organisation mondiale de la santé

Diabète - dossier de l'Institut de veille sanitaire (InVS)

Sophia - service d'accompagnement de l'Assurance maladie pour mieux vivre avec un diabète

Diabète - dossier de l'Agence nationale de sécurité du médicament et des produits de santé (Ansm)

Associations de patients

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Diabète de type 2 · Inserm, La science pour la santé

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Le diabète correspond à un excès durable de la concentration de glucose dans le sang (hyperglycémie). Dans le cas du diabète de type 2, ce phénomène est provoqué par une perturbation du métabolisme glucidique. Si elle apparaît progressivement et insidieusement, la maladie a des conséquences graves, voire mortelles, à long terme....

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Au coeur des organes : La respiration cellulaire

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INSERM

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404 ⋅ Page non trouvée ⋅ Inserm, La science pour la santé

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national oceanic and atmospheric administration

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ESRL Global Monitoring Laboratory - Data Visualization

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The Global Monitoring Laboratory conducts research on greenhouse gas and carbon cycle feedbacks, changes in clouds, aerosols, and surface radiation, and recovery of stratospheric ozone.

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Cellules gliales : les étoiles dans la tête (Version 2D)

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Pour reconstituer des paléogéographies

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Paleomap Maker

Paleomap Maker

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Paleomap Maker Paleomap Maker Fill in the form below and submit. The system will send a notification email once the animation is ready. If you don't receive the notification, click here to check your animation.

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Rappels des connaissances sur la mitose 

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Rappels des connaissances sur la mitose 

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Schéma bilan

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Mitose, cycle cellulaire et réplication #1èrespéSVT

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Je vous souhaite une très bonne rentrée malgré les conditions liées au covid19. Afin de vous permettre de travailler en autonomie et progresser je vous propose ce mur virtuel.  Ainsi après les cours vous trouverez les ressources nécessaires pour approfondir et réviser. 😉

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1. De la plante sauvage à la plante domestiquée

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1. De la plante sauvage à la plante domestiquée

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1. Comportements, mouvement et système nerveux

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1. Comportements, mouvement et système nerveux

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Notre tube digestif abrite pas moins de 10¹³ micro-organismes, soit autant que le nombre de cellules qui constituent notre corps. Cet ensemble de bactéries, virus, parasites et champignons non pathogènes constitue notre microbiote intestinal (ou flore intestinale).
Son rôle est de mieux en mieux connu et les chercheurs tentent aujourd'hui de comprendre les liens entre ses déséquilibres et certaines pathologies, en particulier parmi les maladies auto-immunes et inflammatoires. Dossier réalisé en collaboration avec Dominique Gauguier (unité 1124, Centre universitaire des Saints Pères, Paris), Michel Neunlist (unité Inserm 1235, Institut des maladies de l'appareil digestif, Nantes) , Harry Sokol (unité Inserm 938, Centre de recherche Saint-Antoine, Paris) et Laurence Zitvogel (unité Inserm 1015, Institut Gustave-Roussy, Villejuif)
Comprendre le rôle du microbiote intestinal

Un microbiote est l'ensemble des micro-organismes - bactéries, virus, parasites et champignons non pathogènes, dits commensaux - qui vivent dans un environnement spécifique. Dans l'organisme, il existe différents microbiotes : au niveau de la peau, de la bouche, du vagin, des poumons... Le microbiote intestinal est le plus " peuplé " d'entre eux, abritant 10 ¹² à 10 ¹⁴ micro-organismes. Il est principalement localisé dans l'intestin grêle et le côlon, réparti entre la lumière du tube digestif et le biofilm protecteur formé par le mucus intestinal qui recouvre sa paroi intérieure. L'acidité gastrique n'étant pas favorable à la présence de la plupart des micro-organismes, l'estomac héberge cent millions de fois moins de bactéries commensales que le côlon.

Microbiote intestinal © PixScience pour l'Inserm

La présence de micro-organismes dans l'intestin est connue depuis plus d'un siècle et on a vite supposé qu'il existait une symbiose entre notre organisme et cette flore. Mais les moyens techniques disponibles pour étudier les détails de cette interaction étaient limités : en effet, seule une minorité d'espèces bactériennes du microbiote intestinale peut être facilement cultivée in vitro. C'est donc la mise au point du séquençage haut débit du matériel génétique qui a récemment donné un nouvel élan à cette recherche : bien qu'encore imparfaite pour analyser exhaustivement d'aussi nombreux génomes, dont certains sont encore méconnus, cette approche permet d'obtenir suffisamment d'informations sur la composition globale d'un microbiote. Elle est souvent combinée à des analyses métabolomique et lipidomique qui permettent quant à elles d'identifier les substances produites par cet écosystème. Ainsi, les scientifiques sont désormais en mesure de décrire de plus en plus finement la nature des interactions hôte-microbiote, celles des micro-organismes entre eux, et leur incidence sur le fonctionnement de l'organisme.

En conséquence, le rôle du microbiote intestinal sur notre santé est de mieux en mieux connu et reconnu. On sait désormais qu'il joue un rôle dans les fonctions digestives, métaboliques, immunitaires et neurologiques. En conséquence, la dysbiose, c'est-à-dire l'altération qualitative et/ou fonctionnelle du microbiote intestinal, est une piste sérieuse pour expliquer certaines maladies, notamment parmi celles sous-tendues par des mécanismes auto-immuns ou inflammatoires. Cette thématique est devenue centrale pour la recherche biologique et médicale.

Les virus qui infectent les bactéries (appelés " phages ") sont aussi très nombreux au sein du microbiote. Ils peuvent modifier les populations bactériennes, leur patrimoine génétique et l'expression de ce dernier. Ainsi, le " virome " constitue sans doute une autre pièce dans le puzzle de la physiopathologie propre au microbiote intestinal, tout comme le microbiote fongique qui regroupe levures et champignons. Autant de sujets d'étude qu'il reste à explorer...

Un écosystème unique formé dès la naissance

Le développement en bonne santé d'un enfant est sous la dépendance directe du microbiote. On estime aujourd'hui que celui de la mère joue un rôle déterminant dans le développement fœtal. A la naissance, le microbiote d'un individu se constitue progressivement, d'abord au contact de la flore vaginale et fécale après un accouchement par voie basse, ou à celui des micro-organismes de l'environnement en cas de naissance par césarienne. La colonisation bactérienne a lieu graduellement, et se déroule dans un ordre bien précis : les premières bactéries intestinales ont besoin d'oxygène pour se multiplier (bactéries aérobies : entérocoques, staphylocoques...). En consommant l'oxygène présent dans l'intestin, elles favorisent ensuite l'implantation de bactéries qui ne prolifèrent justement qu'en absence de ce gaz (bactéries anaérobies : Bacteroides, C lostridium, Bifidobacterium ...).

Pendant les premières années de vie, la composition du microbiote intestinal va ensuite évoluer qualitativement et quantitativement, sous l'influence de la diversification alimentaire, de la génétique, du niveau d'hygiène, des traitements médicaux reçus et de l'environnement. Cette composition reste ensuite assez stable, même si cette stabilité semble variable d'une personne à l'autre.

La fluctuation des hormones sexuelles - testostérone et estrogènes - pourra malgré tout avoir un impact sur la composition du microbiote intestinal, tout comme certains évènements : des maladies, des traitements médicaux, des modifications de l'hygiène de vie ou de l'alimentation peuvent en effet modifier le microbiote de façon plus ou moins durable. Par exemple, un traitement antibiotique réduit la qualité et la quantité du microbiote sur plusieurs jours à plusieurs semaines. Les espèces présentes avant le traitement sont capables de se rétablir en grande partie, mais des différences peuvent subsister. Aussi, des antibiothérapies répétées au cours de la vie semblent induire une évolution progressive et définitive du microbiote, potentiellement délétère. Un autre exemple préoccupant est l'impact possible des pesticides et des additifs présents dans notre alimentation quotidienne sur la composition et de la fonction du microbiote.

Micrographie électronique à basse température d'un groupe de bactéries E. coli (X10 000) © Photo d'Eric Erbe, colorisation numérique par Christopher Pooley, tous deux de l'USDA, ARS, EMU. Cette image a été publiée par l'Agricultural Research Service, l'agence de recherche du Département de l'Agriculture des Etats-Unis (ID K11077‑1).

Quand le microbiote rend service à l'organisme

Le microbiote intestinal assure son propre métabolisme en puisant dans nos aliments (notamment parmi les fibres alimentaires). Dans le même temps, les micro-organismes qui le constituent jouent un rôle direct dans la digestion :

Ils assurent la fermentation des substrats et des résidus alimentaires non digestibles.

Ils facilitent l'assimilation des nutriments grâce à un ensemble d'enzymes dont les cellules humaines sont dépourvues.

Ils assurent l'hydrolyse de l'amidon, de la cellulose, des polysaccharides...

Ils participent à la synthèse de certaines vitamines (vitamine K, certaines vitamines B) et à trois acides aminés essentiels : la valine, la leucine et l'isoleucine.

Ils régulent plusieurs voies métaboliques : absorption des acides gras, du calcium, du magnésium...

Des animaux élevés sans microbiote (dits axéniques) ont ainsi des besoins énergétiques 20 à 30 % fois supérieurs à ceux d'un animal normal.

Le microbiote agit en outre sur le fonctionnement global du tube digestif : des animaux axéniques ont une motricité du tube digestif ralentie. La différenciation des cellules de leur paroi intestinale est inachevée, tandis que le réseau sanguin qui l'irrigue et le réseau local de cellules immunitaires sont moins denses que chez les animaux pourvus d'un microbiote intestinal. Or ce système vasculaire a un rôle déterminant pour le métabolisme nutritionnel et hormonal, ainsi que pour l'arrimage de cellules immunitaires au sein de la paroi intestinale.

Le microbiote intestinal participe d'ailleurs pleinement au fonctionnement du système immunitaire intestinal, indispensable au rôle barrière de la paroi intestinale. Dès les premières années de vie, le microbiote est en effet nécessaire pour que l'immunité intestinale apprenne à distinguer les espèces amies (commensales) des pathogènes. Des études montrent que le système immunitaire de souris axéniques est anormal : leurs plaques de Peyer, inductrices de l'immunité au niveau intestinal, sont immatures et leurs lymphocytes, effecteurs des réactions immunitaires, sont en nombre réduit. Leur rate et leurs ganglions lymphatiques, des organes importants pour l'immunité générale de l'organisme, présentent également des anomalies structurelles et fonctionnelles.

Par ailleurs, il est établi que des bactéries comme Escherichia coli luttent directement contre la colonisation du tube digestif par des espèces pathogènes, par phénomène de compétition et par production de substances bactéricides (bactériocines).

Les enjeux de la recherche

Pourquoi le microbiote pourrait changer l'avenir de la médecine - Interview d'Harry Sokol - 11 min - ARTE (2020)

L'étude du microbiote intestinal est récemment devenue centrale pour la recherche médicale. S'il est probable qu'il constitue un biomarqueur qui reflète différents états de santé, il est également important d'appréhender l'aspect symbiotique qui existe entre ce microbiote et l'organisme. Ainsi, si certaines maladies sont secondaires à une dysbiose, il semble évident que cette dernière peut être causée par certains évènements de santé. Ces relations bidirectionnelles, pour l'heure à peine décrites, doivent continuer à être explorées afin de pouvoir mieux établir le sens des liens qui existent entre dysbiose et maladies.

Par ailleurs, le microbiote intestinal n'est pas seulement bactérien : il contient aussi des champignons et des virus. L'étude des interactions normales ou dysfonctionnelles qui existent entre eux est un champ d'investigation encore récent car complexe à explorer. D'autre part, les interactions entre les différents microbiotes de l'organisme (bouche, fosses nasales, intestin, peau...) pourraient également apporter des informations précieuses sur la façon dont ils se constituent ou évoluent.

Une partie des études en cours se concentre en outre spécifiquement sur les métabolites produits par le microbiote, car ils représentent un vecteur important de ses effets sur l'hôte. En effet, les déséquilibres microbiens (à l'origine et/ou secondaires à une maladie) peuvent se traduire par des concentrations inhabituelles de certains de ces composés, avec des conséquences sur la santé. Les techniques d'analyse globale des métabolites (la métabolomique) sont de plus en plus utilisées pour étudier ces aspects. Les découvertes réalisées dans ce domaine ouvrent la voie à une nouvelle approche thérapeutique : celle des postbiotiques, qui consiste à apporter directement à l'organisme des métabolites bénéfiques, habituellement produits par les micro-organismes intestinaux.

Maladies intestinales : un lien évident

Les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI), comme la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique, sont liées à une activation inappropriée du système immunitaire dans l'intestin. Derrière leur survenue se cachent des facteurs génétiques et environnementaux (alimentation, âge...). Le rôle du microbiote a été suspecté devant l'amélioration des symptômes de patients sous traitement antibiotique, ou encore en raison de la disparition de lésions inflammatoires intestinales chez des personnes dont la paroi intestinale n'est plus au contact des fèces (suite à la mise en place d'une dérivation fécale). Ceci s'explique probablement par le rôle des bactéries intestinales et leurs métabolites dans l'équilibre de la réponse immunitaire locale.

Des dysbioses associées aux MICI ont été décrites. Elles sont caractérisées par un déficit en certaines bactéries, comme Faecalibacterium prausnitzii ou d'autres espèces du groupe Clostridium, ainsi que par une augmentation de la population d'autres bactéries pro-inflammatoires comme les entérobactériesoules bactéries du genre Fusobacterium. On pense que ces déséquilibres sont à la fois une cause et une conséquence de la maladie : la dysbiose apparaîtrait sous l'influence de facteurs génétiques et environnementaux, mais jouerait elle-même un rôle dans le démarrage, le maintien ou la sévérité de l'inflammation, engendrant un cercle vicieux. Le rôle des métabolites bactériens dans ces mécanismes est aussi suspecté.

Parmi les dizaines de gènes de prédisposition aux MICI aujourd'hui identifiés, certains jouent un rôle déterminant vis-à-vis du microbiote. C'est par exemple le cas du gène NOD2, dont les variations sont celles qui ont le plus de poids dans le risque de survenue de la maladie de Crohn en occident. Or ce gène code pour un récepteur de l'immunité innée, chargé de détecter un composant de la paroi bactérienne. Muté, il ne peut plus jouer ce rôle et favoriser le maintien de la barrière intestinale. Autre exemple, celui des polymorphismes qui affectent le gène CARD9, également impliqué dans la reconnaissance des micro-organismes par l'immunité innée. Son dysfonctionnement favorise le déséquilibre du microbiote et l'instauration d'une inflammation au niveau local.

Transplantation fécale et probiotiques : deux pistes thérapeutiques à étude

Ainsi, le microbiote constitue une cible thérapeutique de choix dans ces maladies inflammatoires de l'intestin. La prise en charge de ces maladies pourrait donc évoluer vers l'association de traitements médicamenteux tels que ceux qui actuellement utilisés et d'approches qui agiront sur le microbiote.

Une approche prometteuse est celle de la transplantation fécale : il s'agit d'extraire un échantillon de microbiote normal à partir des fèces de donneurs sains et de l'instiller à une personne malade. Le succès de cette approche dépend de l'importance du rôle de la dysbiose dans la pathogénie de la maladie : ce traitement est par exemple très efficace - et désormais utilisé en routine - pour traiter la diarrhée des patients qui souffrent d'une infection récidivante à Clostridioides difficile. Les résultats des essais conduits dans le traitement des MICI sont également encourageantes. En revanche, l'efficacité de la transplantation fécale reste controversée dans la prise en charge du syndrome de l'intestin irritable.

Il est aussi possible d'agir sur la composition du microbiote intestinal de patient grâce aux probiotiques. Toutefois, les essais cliniques qui ont évalué le bénéfice de probiotiques " conventionnels ", issus de produits fermentés, n'ont pas été concluants. La recherche s'oriente donc vers l'utilisation de probiotiques " de nouvelle génération ", identifiés de manière rationnelle dans le microbiote intestinal pour leurs effets biologiques. On peut espérer que ces bactéries actuellement à l'étude, dont l'intestin est l'habitat naturel, auront des effets plus puissants. Certaines équipes essayent aussi de créer des probiotiques génétiquement modifiés,dotés de propriétés supplémentaires telle que la capacité à sécréter des immunomodulateurs.

Enfin, des travaux qui visent à caractériser et utiliser cliniquement des métabolites bactériens d'intérêt ( postbiotiques) sont en cours.

Dysbiose, métabolisme et maladies cardiovasculaires

Les maladies cardio- et cérébrovasculaires ( athérosclérose, hypertension, AVC...) et cardiométaboliques ( diabète, obésité) ont une origine multifactorielle, à la fois génétique, nutritionnelle et environnementale. La part respective de chacun de ces facteurs est variable d'un individu à l'autre et les mécanismes moléculaires sous-jacents à chacun d'entre eux restent à décrire précisément. Cependant, il apparaît de plus en plus clairement que le microbiote intestinal joue un rôle dans leur genèse. Il est par exemple décrit que l'implantation d'un microbiote qui provient d'une souris obèse chez une souris axénique provoque une prise de poids importante et rapide chez cette dernière. On sait aussi que la prise d'antibiotiques au long cours peut avoir une incidence sur le risque de développer une maladie cardiovasculaire.

Plusieurs mécanismes pourraient être à l'origine de ces relations : dans le diabète ou l'obésité, il existe une inflammation chronique, favorisée par l'augmentation des graisses dans l'alimentation. Ces dernières augmentent la proportion des bactéries à Gram négatif dans l'intestin et donc le taux local de LPS inflammatoire (voir plus haut Microbiote et inflammation). Le LPS est ensuite capable de passer dans la circulation sanguine, dans le foie, les tissus adipeux, musculaires... où il favorise l'installation d'une inflammation chronique à bas bruit. Celle-ci va à son tour favoriser l'apparition d'une insulinorésistance, préalable au diabète et à l'obésité.

D'autres mécanismes qui impliquent le microbiote entrent probablement aussi en jeu : l'augmentation de la perméabilité de la paroi intestinale pourrait laisser passer des bactéries entières. Leur implantation durable au niveau des tissus adipeux, musculaires et hépatiques participerait alors le maintien de l'inflammation in situ.

Enfin, certains métabolites bactériens auraient un rôle déterminant dans le développement de maladies cardiométaboliques comme le diabète de type 2, l'athérosclérose ou l'hypertension artérielle. Les données les plus probantes concernent notamment la triméthylamine : ce déchet produit par le microbiote peut passer dans la circulation sanguine et être oxydé par le foie en triméthylamine-N-oxyde, une substance qui favorise la formation de plaques d'athérome. D'autres composés comme le benzoate, l'hippurate ou le crésol modifient eux aussi le risque cardiovasculaire.

Vers des traitements individualisés

L'idée est aujourd'hui de développer des stratégies personnalisées, dans lesquelles l'apport de prébiotiques, probiotiques, symbiotiques ou postbiotiques serait adapté aux spécificités individuelles du patient. A plus long terme, le même type d'approche pourrait être développé afin de prévenir la survenue de ces maladies.

Par ailleurs, des essais de transplantation fécale ont été conduits chez des patients obèses ou atteints de syndrome métaboliques : certains paramètres biologiques ont évolué favorablement mais l'ampleur de l'effet reste pour l'heure très modeste. Les études se poursuivent.

De la cancérogenèse à la thérapie anticancéreuse

Il existe normalement une balance entre la qualité du microbiote, l'efficacité du système immunitaire et l'intégrité de la barrière intestinale. Aussi, l'existence d'une dysbiose est décrite comme un facteur qui peut favoriser l'apparition ou la progression d'un cancer, selon différents mécanismes :

Le premier est celui de la cancérogenèse elle-même. Certaines tumeurs sont liées à la présence de micro-organismes précis, ou à celle d'une dysbiose intestinale. Dans le premier cas, le pathogène est responsable de lésions dans l'ADN, par exemple grâce à des toxines. C'est notamment le cas avec Helicobacter pylori, une bactérie qui augmente le risque de survenue des cancers gastriques. Dans le second cas, le déséquilibre du microbiote favorise certaines espèces (Fusobacterium) capables de stimuler anormalement des voies cellulaires carcinogène, comme celle de la caténine. Des études de cohorte indiquent que la dysbiose engendrée par des antibiothérapies fréquentes est corrélée à une incidence accrue de cancer du sein chez les femmes.

Un deuxième mécanisme tient au lien étroit entre le microbiote et l'immunité locale. La littérature décrit plusieurs voies de signalisation pro-inflammatoires ou immunosuppressives qui sont particulièrement activées en cas de dysbiose. Dans d'autres cas, cette dernière augmente la perméabilité intestinale, ce qui permet le passage de composés oncogéniques de la lumière intestinale vers l'organisme. Chez l'humain, de tels mécanismes ont été rapportés dans le cadre de pathologies tumorales touchant le côlon, l'estomac, l'œsophage, le pancréas ou encore le foie.

Des anomalies du microbiote auraient aussi la capacité de conduire à l'activation de gènes liés à la survie des cellules cancéreuses. Elles favoriseraient ainsi la progression tumorale. Ce phénomène concernerait des cancers de la sphère intestinale, mais s'observerait aussi à distance du tube digestif.

Plus récemment, des bactéries ont été mises en évidence au sein des tumeurs elles-mêmes : comprendre leur nature, l'origine de leur présence et leur influence sur le tissu cancéreux pourrait apporter de nouvelles pistes thérapeutiques.

Parallèlement, il est clairement démontré que la réponse immunitaire est influencée par la composition de la flore intestinale. En effet, dans les modèles animaux, l'absence de flore conduit à de nombreuses anomalies dans le développement de l'immunité, qui concernent à la fois les réponses innée et adaptative. Cette influence reposerait sur la composition membranaire, et donc antigénique, de certaines espèces bactériennes, ainsi que sur leur production de métabolites (celle de butyrate, par exemple).

Une action sur l'efficacité des traitements

Il existe par ailleurs une synergie d'action entre le microbiote et certains médicaments utilisés dans le traitement des cancers. Le cyclophosphamide par exemple - une chimiothérapie couramment utilisée en oncologie - augmente la perméabilité intestinale : cela permet à certaines bactéries d'atteindre l'immunité systémique et de provoquer une réponse immune dont certains médiateurs ont aussi des propriétés anticancéreuses.

L' immunothérapie anticancéreuse bénéficierait aussi d'un coup de pouce de la part du microbiote : cette approche thérapeutique vise à déverrouiller certains points de contrôle immunitaires qui freinent les défenses de l'organisme face aux cellules tumorales. Si elle peut être très efficaces, beaucoup de patients n'y sont pas répondeurs. L'une des causes résiderait dans la composition de leur microbiote intestinal. En effet, dans différentes pathologies tumorales, la survie des patients qui ont été traités par une antibiothérapie avant immunothérapie est moins bonne que celle des autres patients. La présence de bactéries de la famille des Akkermansia, Ruminocaccaceae et du genre Fecalibacterium serait déterminante pour obtenir une réponse positive au traitement. Deux essais préliminaires, regroupant 25 patients, ont montré que la transplantation fécale depuis des patients répondeurs à l'immunothérapie vers des " non répondeurs " améliore la réponse antitumorale chez ces derniers.

Ces données permettent d'imaginer une prise en charge qui se fonderait sur une combinaison de traitements anticancéreux et d'interventions visant à rétablir un bon fonctionnement du microbiote : probiotiques, transplantation fécale, métabolites... Dans un délai plus court, on peut espérer la mise en place de tests prédictifs de la réponse antitumorale d'un patient à un traitement donné, par analyse de la composition de son microbiote.

Le cerveau sous influence

Le système nerveux qui régit l'intestin (système nerveux entérique ou SNE) contient à lui seul 200 millions de neurones. Sa fonction première est d'assurer la motricité intestinale. Par ailleurs, l'intestin est en interaction étroite et bidirectionnelle avec le système nerveux central (SNC). On parle d'un axe intestin-cerveau, à travers lequel les deux organes communiquent. C'est la raison pour laquelle on qualifie le système nerveux entérique de deuxième cerveau.

Le microbiote, un deuxième cerveau, vraiment ? - interview - vidéo de la série Canal Détox - 4 min 55 - 2021

Les chercheurs ont très tôt posé l'hypothèse selon laquelle un déséquilibre du microbiote pourrait modifier l'information transmise au système nerveux central et au système nerveux entérique, modifiant ainsi le fonctionnement des deux organes. Les mécanismes impliqués seraient multiples :

Des composés issus du microbiote (métabolites ou éléments structuraux) peuvent diffuser à travers la paroi intestinale. Ils peuvent directement moduler le SNE, ce qui impactera le fonctionnement de l'intestin, mais aussi le nerf vague : il en découlera alors une modulation du fonctionnement du cerveau.

D'autre part, ces composés peuvent aussi atteindre le SNC directement, par voie sanguine. Une fois parvenus dans le cerveau, ils peuvent s'avérer délétères pour certaines fonctions nerveuses, tels quels ou après métabolisation.

Enfin, les bactéries peuvent indirectement moduler certaines fonctions endocrines dont le contrôle est notamment assuré par le SNC : elles ont en effet la capacité à interagir avec les cellules dites entéroendocrines localisées dans la paroi, et qui sont en lien avec le cerveau. Cela a par exemple été décrit pour la voie sérotoninergique.

Ces différents mécanismes soutiennent donc l'idée que la dysbiose intestinale observée dans des troubles du neurodéveloppement ou des maladies neurodégénératives, comme Parkinson ou Alzheimer, peuvent non seulement contribuer aux troubles digestifs dont sont atteints ces patients, mais aussi aux symptômes neurologiques.

Microbiote et maladies neurodégénératives

Des données récentes, suggèrent qu'une dysbiose pourrait être un élément précoce dans le développement de certaines pathologies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson. Dans cette dernière, des peptides amyloïdes produits par certaines espèces bactériennes ( E Coli) peuvent favoriser la production de peptides amyloïdes dans le SNE et dans le cerveau de l'hôte - notamment des formes agrégées d'alpha-synucléine. Cela contribuerait aux troubles digestifs et comportementaux. De plus, la place du tube digestif dans l'origine de certaines formes de la maladie de Parkinson est renforcée par le fait que l'alpha-synucléine pathologique présente dans le tube digestif peut se propager jusqu'au SNC, via le nerf vague. Elle y provoque des cascades d'agrégation qui favorisent le développement de la maladie. D'ailleurs, il est démontré que l'incidence de cette maladie est moins élevée chez les personnes qui ont eu une vagotomie (section du nerf vague). La gravité des symptômes parkinsoniens est en outre corrélée à la concentration d'une espèce bactérienne particulière ( Entérobactericeae) dans le microbiote des patients.

Dans la maladie d'Alzheimer, les données sont moins probantes, mais une modification du microbiote a été mise en évidence dans les phases précoces du déclin cognitif.

Microbiote et troubles du neurodéveloppement

Chez l'humain, il est décrit que les troubles du spectre autistique (TSA) sont plus fréquents parmi les enfants nés de mères obèses - un trouble métabolique souvent associé à une dysbiose. D'autre part, des études indiquent que le risque de TSA serait significativement accru chez certains enfants dont la mère a souffert d'une infection (grippe, gastro-entérite...) lors du premier trimestre de grossesse. La même observation a pu être répliquée chez la souris : des souriceaux nés de mère infectées au cours de la période gestationnelle développent des troubles du comportement comparables aux TSA observés chez l'humain. En traitant la mère par antibiotiques, il semble possible d'empêcher cette évolution. Des troubles immunitaires, délétères pour le SNC du fœtus, seraient consécutifs aux perturbations induites par la dysbiose de la mère elle-même induite par l'infection.

Selon le même rationnel, des recherches cliniques menées chez les personnes qui souffrent de TSA montrent qu'une amélioration significative de certains symptômes peut être obtenues après administration de traitements antibiotiques spécifiques ou de microbiote sain.

Microbiote et troubles psychiatriques

D'autres pathologies neuropsychiatriques, comme la schizophrénie, l' anxiété, la dépression ou les troubles bipolaires pourraient aussi être concernées par des modifications de la composition du microbiote. Le microbiote ne serait cependant qu'un parmi de nombreux autres facteurs - génétique, épigénétique, environnementaux, psychologiques... - à jouer un rôle déterminant dans le déclenchement de ces maladies.

Chez les personnes atteintes de schizophrénie ou de troubles bipolaires, par exemple, l'équilibre entre les différentes cytokines pro- ou anti-inflammatoires présentes dans le sang est perturbé, notamment sous l'action du LPS qui reflète souvent une augmentation de population bactérienne Gram négatif, ainsi que par d'autres marqueurs de translocation bactérienne.

Aussi, les perspectives thérapeutiques sont nombreuses : des études préliminaires ont montré que l'administration de certains probiotiques permettait d'améliorer les symptômes d'anxiété ou de dépression chez des personnes malades ; d'autres ont montré que l'adaptation du régime alimentaire pouvait améliorer le déclin cognitif. Ces pistes restent pour l'heure extrêmement précoces et demandent à être confirmées.

Pour aller plus loin

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Microbiote intestinal (flore intestinale) ⋅ Inserm, La science pour la santé

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Notre tube digestif abrite pas moins de 1013 micro-organismes, soit autant que le nombre de cellules qui constituent notre corps. Cet ensemble de bactéries, virus, parasites et champignons non pathogènes constitue notre microbiote intestinal (ou flore intestinale).Son rôle est de mieux en mieux connu et les chercheurs tentent aujourd'hui de...

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Chaque semaine, il sera publié un complément de cours pour revoir les notions.

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Au coeur des organes : Le fonctionnement du système nerveux

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Magendie a sectionné les racines dorsales du nerf sciatique, puis a stimulé la jambe du chien. Voici les résultats.

Il a ensuite procédé à d(autres expériences :
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Magendie a sectionné les racines dorsales du nerf sciatique, puis a stimulé la jambe du chien. Voici les résultats. Il a ensuite procédé à d(autres expériences : - stimulation du bout périphérique - stimulation du bout central

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Echelle stratigraphique des temps géologiques

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Inserm

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Le diabète correspond à une élévation prolongée de la concentration de glucose dans le sang : on parle d'hyperglycémie. Dans le cas du diabète de type 1, ce dérèglement est dû à un déficit d'insuline, une hormone régulatrice de la glycémie. Potentiellement très grave s'il n'est pas contrôlé, le diabète de type 1 est aujourd'hui très bien pris en charge (mais pas guéri) grâce à un apport d'insuline exogène. Les patients qui bénéficient d'une insulinothérapie ont ainsi une espérance de vie équivalente au reste de la population. Néanmoins, la recherche continue à décrypter les mécanismes de la maladie, avec notamment l'objectif de comprendre comment la prévenir, mais aussi d'améliorer encore les traitements.

Dossier réalisé avec la collaboration de Roberto Mallone, équipe Diabète de type 1 : Tolérance, biomarqueurs et thérapies T cellulaires, unité 1016 Inserm/CNRS/Université Paris Descartes, Institut Cochin, Paris

Comprendre le diabète de type 1

Chez les personnes atteintes de diabète de type 1, une production insuffisante - voire nulle - d'insuline entraîne une élévation prolongée de la concentration de glucose dans le sang (ou glycémie). L'insuline, une hormone essentielle à la régulation de la glycémie, est normalement produite par cellules spécialisées du pancréas : les cellules ß des îlots de Langerhans.

Cellules bêta pancréatique humaine. Les noyaux des cellules sont colorés en bleu et l'insuline contenue dans les cellules est en rouge. Science & Santé, janvier-février 2013, rubrique Grand angle, p30.

Le diabète de type 1, maladie auto-immune

Le diabète de type 1 (DT1) est causé par le dysfonctionnement de lymphocytes T (des cellules du système immunitaire) qui se mettent à identifier les cellules ß du pancréas comme des cellules étrangères à l'organisme du patient, et à les éliminer. Il s'agit donc d'une maladie auto-immune, détectable par la présence d'autoanticorps.

Les symptômes apparaissent plusieurs mois, voire plusieurs années après le début de ces événements, lorsque la plupart de ces cellules productrice d'insuline ont été détruites. Longtemps considéré comme un " diabète de l'enfant ", le DT1 peut survenir à tout âge.

Absence d'insuline : les conséquences

L'insuline favorise l'entrée du glucose dans plusieurs types de cellules, notamment dans les cellules musculaires, les adipocytes (cellules graisseuses) et les hépatocytes (cellules du foie). L'absence de cette hormone empêche l'organisme de stocker du sucre. Elle entraîne donc un risque majeur d'hyperglycémie au moment des prises alimentaires. Pour les patients sous insulinothérapie, il existe en outre un risque d'hypoglycémie entre les repas, en cas d'injection d'une dose excessive d'insuline. Ces hypoglycémies peuvent être graves en l'absence de prise rapide de sucre, avec notamment un risque de coma.

En l'absence de glucose pour alimenter les organes, en particulier le cerveau et le cœur, l'organisme a recours à une solution de secours : il utilise les graisses stockées pour produire des substances énergétiques alternatives, nommées corps cétoniques. Cependant, l'accumulation de corps cétonique dans le sang s'avère toxique pour l'organisme : au-delà d'un certain taux, on parle d' acidocétose diabétique. Elle se manifeste par différents symptômes, notamment des douleurs abdominales, et peut elle-aussi conduire au coma.

La glycémie - animation pédagogique - 3 min 34 - vidéo extraite de la plateforme Corpus

Risque de complications majeures après 10 à 20 ans

Quotidiens chez les patients dont le diabète est mal contrôlé, ces évènements sont délétères pour les organes. En outre, un contrôle glycémique insuffisant entraîne des complications graves à long terme, survenant plusieurs années après le début du déséquilibre (souvent jusqu'à 10 à 20 ans après).

Ces complications concernent principalement le cœur et les vaisseaux, qui sont les premiers lésés par une concentration excessive et permanente de glucose dans le sang. Le diabète entraine ainsi des lésions vasculaires augmentant le risque d' athérosclérose, d' infarctus du myocarde, d' AVC ou encore d'artérite des membres inférieurs. Le diabète affecte également les petites artères qui nourrissent les reins, les nerfs des membres inférieurs et la rétine - on parle alors de complications micro-vasculaires.

Le diabète (types 1 et 2 confondus) multiplie par trois à cinq le risque d'infarctus du myocarde. La maladie augmente aussi le risque d' insuffisance rénale (nécessitant une dialyse, voire une greffe), d'amputation d'un membre inférieur suite à une artérite, ou encore de cécité.

Une maladie de plus en plus fréquente

Le diabète de type 1 représente environ 10% des cas de diabètes en France et dans le monde. La moitié des cas se déclare avant l'âge de 20 ans. Actuellement en France, l'incidence du diabète de type 1 est d'environ 15 cas pour 100 000 enfants de moins de 15 ans. Ce chiffre varie d'un pays à l'autre, avec en Europe un gradient nord-sud marqué par une prévalence plus importante au Nord.

Depuis une vingtaine d'années, le nombre de personnes atteintes de diabète de type 1 ne cesse d'augmenter, au rythme de 3 à 4% par an. En outre, son apparition est de plus en plus précoce, avec une augmentation importante de la prévalence chez les enfants de moins de 5 ans. Les raisons de ces évolutions sont inexpliquées à ce jour, mais certaines modifications de l'environnement et de son interaction avec le génome sont montrés du doigt : accroissement de l'âge maternel, type d'allaitement dans les premiers mois de la vie, facteurs nutritionnels, modification de la flore intestinale, exposition à des toxines... Le facteur le plus nettement mis en cause est à ce jour le taux d'infection par des entérovirus (échovirus ou coxsackie B).

Signes d'alerte et détection

La principale méthode de détection du diabète à un stade précoce est la mesure de la glycémie à jeun. La glycémie normale est d'environ 1 gramme de glucose par litre de plasma sanguin, à jeun. Elle varie au cours de la journée, augmentant en particulier durant plusieurs heures après les repas, d'où la nécessité de réaliser cette mesure à jeun le matin, mais parfois également après les repas pour détecter des anomalies plus discrètes.

Avec une glycémie de 1,10 à 1,26 g/l, le patient est considéré comme prédiabétique.

Si la glycémie dépasse 1,26 g/l lors de deux dosages successifs, le diabète est déclaré.

D'autres critères - glycémie postprandiale, glycémie provoquée, taux d'hémoglobine glyquée (hémoglobine sur laquelle s'est fixé du glucose) - peuvent confirmer ou préciser le diagnostic.

Cependant, les patients consultent généralement plus tard, lorsque le déséquilibre glycémique a déjà provoqué des signes cliniques : des épisodes d' hyperglycémie, associés à une fatigue, une soif intense, une augmentation de la fréquence des envies d'uriner et du volume des urines, et/ou une perte de poids malgré un bon appétit sont des annonciateurs de la maladie.

Ces signes sont partagés par les deux types de diabète. Mais la présence d'autoanticorps circulants dans le sang permet de poser le diagnostic de diabète de type 1, et d'adapter le traitement en conséquence.

L'insulinothérapie, traitement de référence

Le traitement du diabète de type 1 repose sur des injections sous-cutanées d'insuline, plusieurs fois par jour, pour compenser son défaut de production par l'organisme. On utilise aujourd'hui des analogues d'insuline humaine, produits par des bactéries génétiquement modifiées.

Les analogues " rapides " possèdent une action quasiment immédiate et de courte durée, utile pour faire redescendre rapidement le taux de glucose en cas de prise alimentaire.

Les analogues d'action ultra lente (insulines basales) sont actifs pendant environ 24 heures et assurent la présence permanente d'insuline dans le sang tout au long de la journée, comme chez un individu non diabétique.

Ces deux types d'analogue sont complémentaires.

Un traitement bien suivi permet le plus souvent d'obtenir des profils glycémiques se rapprochant de la normale, et d'éviter ainsi l'apparition de complications macro et microvasculaires à long terme. Néanmoins, l'insulinothérapie est un traitement lourd et chronique (" à vie ") : le patient doit lui-même mesurer sa glycémie plusieurs fois par jour en se piquant le doigt, et adapter les doses d'insuline à s'injecter. Une éducation thérapeutique est indispensable, notamment pour limiter le risque d'hypoglycémie.

Des lecteurs flash du glucose permettent aujourd'hui aux patients de vérifier leur glycémie à tout moment, sans se piquer le doigt, grâce à un petit capteur installé sur la peau qui effectue des mesures environ toutes les 10 minutes. Des pompes à insuline sont également utiles pour certains patients : de la taille d'un téléphone portable et fixées à la ceinture, elles injectent directement l'insuline via un cathéter. Le patient doit tout de même surveiller régulièrement sa glycémie pour adapter les doses à injecter. Et dans les années à venir, des pancréas artificiels vont faire leur apparition sur le marché. Déjà parvenus à un stade avancé de développement, en particulier au CHU de Montpellier, ces dispositifs se présentent comme des pompes à insuline munies d'un capteur sous-cutané pour contrôler la glycémie, et capables d'adapter automatiquement la dose à injecter, du moins en dehors des repas.

Les enjeux de la recherche

Prévenir la maladie

De nombreuses équipes de recherche, en particulier à l'Inserm, se consacrent à l' identification des facteurs de risque environnementaux associés au diabète, afin qu'il devienne possible de mettre en place des mesures de prévention. La piste la plus solide est actuellement celle des infections par certains entérovirus. Des essais de vaccination préventive contre ces virus vont être lancés en 2021, à l'échelle internationale. Ils seront conduit auprès de sujets génétiquement prédisposés au diabète de type 1 (souvent apparentés à des malades), mais ne présentant pas encore d'autoanticorps.

Intérêt majeur pour l'immunothérapie

D'un point de vue fondamental, la découverte majeure de ces dernières années est que... tout le monde possède des lymphocytes T auto-immuns ! Dès lors, pourquoi ne sommes nous pas tous diabétiques ? Il existe deux possibilités, non exclusives : soit les individus sains possèdent des mécanismes (que les diabétiques ont perdu) régulant ces lymphocytes, soit le diabète de type 1 est également une maladie des cellules ß, les rendant plus " visibles " aux lymphocytes T auto-immuns.

Îlot pancréatique de souris. La protéine βig-h3 (en rouge) module l'activation des lymphocytes T qui, en cas de diabète de type 1, s'attaquent aux cellules du pancréas (en vert). Chez les patients atteints de DT1, les cellules bêta pancréatiques, productrices d'insuline, synthétisent moins de protéine βig-h3, ce qui les priverait d'une protection efficace contre une réaction auto-immune. Science & Santé N°28, novembre-décembre 2015, rubrique Découvertes, p.7

D'un point de vue clinique, il n'existe aujourd'hui aucun traitement luttant contre les mécanismes de la maladie : on se limite à compenser la perte d'insuline. Or des approches immunothérapeutiques pourraient aller plus loin, en enrayant la maladie elle-même. Ainsi, certains chercheurs travaillent à une sorte d'anti-vaccination préventive, destinée à des personnes asymptomatiques. Il s'agit d'utiliser les antigènes cibles présents sur les cellules ß afin de " réapprendre " au système immunitaire à les tolérer. Pour les personnes déjà symptomatiques, plusieurs études cliniques testent actuellement des anticorps monoclonaux dirigés contre différentes molécules participant à la réaction auto-immune. L'idée générale est d'empêcher les lymphocytes T d'attaquer les cellules ß restantes, préservant ainsi une production d'insuline résiduelle.

Régénérer les cellules bêta

Des chercheurs tentent également de régénérer les cellules pancréatiques à partir de cellules précurseurs, in vivo. Une équipe Inserm a en effet montré, en 2013, que le pancréas de souris contient des cellules capables de se transformer en cellules ß productrices d'insuline et ceci à tout âge. Si ces mécanismes se retrouvent chez l'humain, des médicaments stimulant la différenciation de cellules précurseurs en cellules ß fonctionnelles, a priori des facteurs de transcription agissant sur des gènes de différenciation, pourraient voir le jour.

Etat de la recherche : Vaincre le diabète - interview - 3 min 25 - vidéo extraite de la plateforme Corpus (2014)

Thérapie cellulaire

La greffe de cellules ß " classique " est réalisée à partir de cellules provenant de donneurs : il existe donc un risque de rejet, nécessitant la prise d'immunosuppresseurs au long cours. Pour éviter cela, les chercheurs tentent de reprogrammer des cellules pluripotentes du patient lui-même en cellules ß productrices d'insuline. Plusieurs équipes travaillent sur des cellules souches pluripotentes induites ( cellules IPS), dérivées par exemple des fibroblastes de peau. Cette approche permettrait de produire à l'infini des cellules ß compatibles, mais elle ne résout pas le problème auto-immun de la maladie. Un traitement combiné pour remplacer les cellules ß et les protéger de l'auto-immunité est donc envisagé.

Pour aller plus loin

Diabète - dossier de l'Assurance maladie

Vivre avec un diabète de type 1 de l'adulte - guide patient ALD, Haute autorité de santé (2007)

Diabète - dossier de l'Organisation mondiale de la santé

Diabète - dossier de l'Institut de veille sanitaire (InVS)

Sophia - service d'accompagnement de l'Assurance maladie pour mieux vivre avec un diabète

Diabète - dossier de l'Agence nationale de sécurité du médicament et des produits de santé (Ansm)

Associations de patients

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Diabète de type 1 · Inserm, La science pour la santé

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Le diabète correspond à une élévation prolongée de la concentration de glucose dans le sang : on parle d'hyperglycémie. Dans le cas du diabète de type 1, ce dérèglement est dû à un déficit d'insuline, une hormone régulatrice de la glycémie. Potentiellement très grave s'il n'est pas contrôlé, le diabète...

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Trouver des arguments pour contrer les climatosceptiques

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Parole d'Expert / Jérôme Chappellaz à propos des climatosceptiques : pourquoi douter sur le climat ?

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Émission l'esprit sorcier  sur la grande histoire du climat 

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Émission l'esprit sorcier  sur la grande histoire du climat 

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LA GRANDE HISTOIRE DU CLIMAT - Dossier #2 - L'Esprit Sorcier

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De Christopher Scotese

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Plate tectonics, Paleogeography, & Ice Ages (dual hemispheres)

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Cours animé "Le transfert horizontal de gène"

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Cours animé "Le transfert horizontal de gène"

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Diversification et Transfert de Gènes # 5 - SVT Terminale S - Mathrix

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Rappels des connaissances sur la méiose 

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Rappels des connaissances sur la méiose 

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La méiose #TerminaleS #1èrespéSVT #BACSVT

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1.1 Organisation fonctionnelle des plantes

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1.1  L´origine du génotype des individus

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1. 1 Les réflexes

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Ressources du Museum d´Histoire Naturelle de Paris - Très riche !!!!

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Ici je vous propose quelques supports pour vous organiser durant l'année.

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Il est aussi fortement recommander de s'entraîner pour mieux gérer les épreuves.  Il vous est donc proposé des QCM et des exercices pour vous tester. 

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Il est aussi fortement recommander de s'entraîner pour mieux gérer les épreuves.  Il vous est donc proposé des QCM et des exercices pour vous tester. 

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Le rôle des feuilles en milieu tropical. 

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Le rôle des feuilles en milieu tropical. 

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Ces plantes tropicales aux feuilles atypiques

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Serious game sur la chronologie relative

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Serious game sur la chronologie relative

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Une production de P. Cosentino

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Un jeu pour se familiariser avec les principes de datation relative.

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Vidéo Canopé

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Vidéos enrichies pour comprendre le fonctionnement des organes, découvrir les dernières avancées de la recherche et réfléchir avec des experts.

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Rapport de l´ONU

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Des banques de données sur le site de la NASA

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Des banques de données sur le site de la NASA

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Climate Change: Vital Signs of the Planet

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101 (± 4.0) mm

This is the "uncertainty margin," or the range from the mean (average) within which there is a high probability that the true number resides. For example, when we say global sea level has risen 101 mm +/- 4 mm, the true value has a high probability of being between 97 and 105 mm. The uncertainty margin exists both because of sea level variability (sea level above the first point in the time series) in the ocean and the accuracy with which we measure the individual values.

Key Takeaway:

Global sea levels are rising as a result of human-caused global warming, with recent rates being unprecedented over the past 2,500-plus years.

Sea level rise is caused primarily by two factors related to global warming: the added water from melting ice sheets and glaciers, and the expansion of seawater as it warms. The first graph tracks the change in global sea level since 1993, as observed by satellites.

The second graph, which is from coastal tide gauge and satellite data, shows how much sea level changed from about 1900 to 2018. Items with pluses (+) are factors that cause global sea level to increase, while minuses (-) are what cause sea level to decrease. These items are displayed at the time they were affecting sea level.

The data shown are the latest available, with a four- to five-month delay needed for processing.

* You now need to create an Earthdata account to access NASA's sea level data. Register here for free. Once logged in, click the "download data" button on this page to access the data.
NASA Sea Level Change

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Vital Signs of the Planet: Global Climate Change and Global Warming. Current news and data streams about global warming and climate change from NASA.

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Au coeur des organes : La commande du mouvement

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La Terre est un cœur qui bat au rythme d'une pulsation tous les 200 millions d'années. Avec cette périodicité, les océans s'ouvrent entre les plaques qui portent les continents ; ces plaques qui s'écartent entrent en collision à un autre endroit, donnant une nou- velle configuration de la surface de la Terre. Lors du rapprochement de deux plaques, en une centaine de millions d'années, des montagnes surgissent et serpentent sur des milliers de kilomètres à des altitudes de plusieurs milliers de mètres. Ces chaînes de montagnes sont de spectaculaires témoins de la mobilité sur la planète.

On a identifié, par leurs âges, une dizaine de battements du cœur terrestre, et autant de chaînes de montagnes. Nous décrirons ici l'avant-dernier avatar montagneux (avant l'édification de la chaîne alpine), la majestueuse chaîne hercynienne dont nous foulons d'un pas iconoclaste les restes érodés en Bretagne et dans le Massif central. Nous reconstruirons, pour la première fois, le tracé de la chaîne sur tout le Globe, dans la configuration des plaques il y a 300 millions d'années.

La genèse des chaînes de montagnes a intrigué les scientifiques dès le xviii e siècle. Vers 1760, le géologue suisse de Saussure avait remarqué que, dans les Alpes, "les strates, horizontales à l'origine, avaient été redressées à la verticale, plissées et même transportées..." ; les strates correspondaient à des dépôts de sédiments, qui avaient été plissés.

Les géologues ont, bien naturellement, observé d'abord la chaîne existante, la chaîne alpine qui forme les reliefs les plus spectaculaires de l'Europe à l'Asie. Née il y a près de 100 millions d'années et toujours en surrection, elle est aujourd'hui la chaîne la mieux étudiée : c'est une ceinture étroite (200 à 1 000 kilomètres) par rapport à sa longueur (plusieurs milliers de kilomètres), située à l'intérieur ou au bord d'un continent, de relief élevé (de 2 000 à plus de 8 000 mètres), où les roches sont fortement déformées. Toutefois, si l'on veut comprendre la "machine Terre", on ne peut se borner aux 200 derniers millions d'années qui constituent à peine le vingtième de son histoire.

Dès la fin du xviii e siècle, quelques savants naturalistes et observateurs du terrain avaient compris que la clef de l'orogenèse (la formation de reliefs montagneux) ne se trouvait pas seulement dans la chaîne alpine et que celle-ci avait été précédée par des chaînes plus anciennes, au cours de l'ère primaire. Ainsi James Hutton, dans son ouvrage de 1795 , Theory of the Earth, montra que dans la chaîne calédonienne du Sud de l'Écosse, des terrains siluriens (420 millions d'années) avaient été plissés avant le dépôt du Dévonien horizontal (400 millions d'années). Ces discontinuités majeures dénommées "discordances", interprétées par Hutton comme des "cycles d'érosion- surrection successifs", nous dévoilent les caractéristiques et les âges des cycles orogéniques anciens.

Le terme hercynien évoque d'anciens terrains cristallins au cœur de la vieille Europe qui furent ainsi baptisés en 1825 par Leopold von Buch pour décrire des vieux plissements d'Allemagne centrale (Harz), la "Silva Hercynica" des Romains. Les terrains hercyniens constituent tout le soubassement de l'Europe occidentale du Portugal à la Pologne. Ce soubassement affleure dans de grands massifs disjoints et a resurgi par la poussée résultant de la tectonique alpine (Pyrénées, Bétiques, Alpes, Carpates) ; entre les massifs, le soubassement hercynien disparaît, recouvert par les bassins sédimentaires du Secondaire et du Tertiaire.

Les affleurements hercyniens

La chaîne hercynienne a perdu tous ses reliefs à la fin du Paléozoïque (il y a 270 à 280 millions d'années) et tous les océans paléozoïques contemporains de sa formation ont disparu. Aussi, pour étudier et reconstituer cette chaîne fossile d'extension mondiale, il faut : (1) localiser les zones qui ont été plissées avant le Paléozoïque supérieur ou le Mésozoïque (290-220 millions d'années) grâce aux discordances (voir la figure 2) ; (2) raccorder ces zones plissées sous les bassins récents et au travers des océans, d'abord en Europe, puis dans le monde ; (3) décrire les structures hercyniennes et reconstituer l'allure globale de la chaîne avant la dérive des continents durant le passé récent ; (4) comprendre, grâce au paléomagnétisme et à la paléobiostratigraphie, les déplacements des continents qui ont accompagné la formation de la chaîne hercynienne.

Dans toute l'Europe occidentale, du Sud du Portugal au Nord de l'Allemagne, on observe des discordances entre les terrains violemment plissés du substratum hercynien et des terrains plus récents du Paléozoïque supérieur (290-250 millions d'années) ou du Mésozoïque inférieur (240-220 millions d'années) peu ou pas plissés. Ces discordances montrent que les reliefs de la chaîne ont été arasés avant ces périodes ; signalons que l'on trouve sous les discordances des roches paléozoïques métamorphisées, c'est-à-dire transformées (recristallisées) par la température et la pression. La fusion complète de ces roches peut, par recristallisation, donner des granites.

Les discordances entre sédiments plissés et non plissés permettent de caractériser la déformation hercynienne. Un des plus beaux exemples est une discordance de l'extrême Sud du Portugal, près du Cap Sâo Vicente (voir la figure 2). Quand ce sont des couches marines qui viennent en discordance, elles indiquent que la chaîne a été érodée jusqu'au niveau zéro. Dans d'autres endroits de la chaîne, ce sont des terrains plus anciens (Carbonifère supérieur à 290-300 millions d'années) qui reposent sur des terrains plissés et/ou métamorphiques. Ainsi, dans le Nord du Massif central ou au centre de l'Espagne, des couches continentales du Carbonifère inférieur (330 millions d'années) reposent directement sur des terrains métamorphiques qui, avant érosion, se trouvaient à plus de 20 kilomètres de profondeur il y a 370 millions d'années. Il y eut donc ici une très forte érosion au cœur de la chaîne. Plus au Sud, dans la Montagne Noire, ou dans les monts Cantabriques d'Espagne, vers l'extérieur de la chaîne, le Carbonifère inférieur marin est fortement déformé et c'est le Carbonifère supérieur continental (290-300 millions d'années) qui est ici discordant sur le Carbonifère inférieur plissé. On constate un fait important : l'âge du plissement n'est pas constant au travers d'une chaîne ; déformation et métamorphisme ont migré, dans l'espace et dans le temps, et se sont rajeunis de l'intérieur vers l'extérieur de la chaîne.

Le soubassement hercynien apparaît sous le Mésozoïque dans des massifs dits stables : la Meseta ibérique, le Massif central, le Massif armoricain, le Massif schisteux Rhénan-Ardennes, les Vosges-Forêt Noire, le Massif de Bohème et d'autres petits massifs comme les Maures-Esterel ou le bloc corso-sarde. Il réapparaît au cœur de la chaîne alpine dans les Bétiques, les Pyrénées, les Alpes, les Carpates. On voit sur la figure 3 comment le substratum hercynien qui disparaît dans la vallée du Rhône réapparaît dans la chaîne alpine, ou il a été remonté par les chevauchements alpins.

La reconstitution

Pour reconstituer l'allure de la chaîne hercynienne, il faut déterminer dans chaque massif la direction des structures hercyniennes (plis, failles) et les prolonger sous les bassins, grâce à la géophysique, "en décapant la couverture mésozoïque", puis remettre les différents blocs (ibérique, corso-sarde) dans leur position anté-mésozoïque avant leur dérive et tenir compte de la tectonique alpine. On voit apparaître alors une chaîne hercynienne sinueuse avec deux fortes courbures, les arcs ibéro-armoricain et bohémien.

La nature et l'âge des terrains sont variables. On connaît bien les couches à charbon (houiller), déposées dans des lacs ou lagunes entre 310 et 290 millions d'années. Ces couches sont très plissées en Allemagne et dans le Nord de la France, bien moins dans le Sud. Sous ce Carbonifère, on trouve des sédiments paléozoïques fossilifères entre le Cambrien (540 millions d'années) et le Dévonien (360 millions d'années). Dans les parties internes les plus érodées de la chaîne, les sédiments deviennent métamorphiques (ardoises, micaschistes, gneiss) et les fossiles ont disparu ; les sédiments sont percés par de nombreux granites que l'on date entre 360 et 290 millions d'années.

L'architecture de la chaîne se caractérise par une disposition en éventail résultant de subductions (enfoncements d'une plaque sous une autre) opposées. En France, elle est marquée par de grands chevauchements et plis couchés vers le Sud à Sud-Ouest dans le Sud et vers le Nord à Nord-Ouest dans le Nord. Au cœur de la chaîne, dans les parties les plus érodées, par exemple dans le Massif central, sont remontées les roches les plus profondes. La plupart des roches hercyniennes que l'on trouve sous la discordance du Paléozoïque supérieur ont subi des températures supérieures à 500 °C et des pressions supérieures à 5 kilobars, ce qui correspond aux pressions et températures de la croûte continentale à 15-20 kilomètres de profondeur. Cela signifie que l'épaisseur de croûte qui les recouvrait a été enlevée avant le dépôt des terrains discordants. On y trouve certaines roches comme les éclogites venant de beaucoup plus grande profondeur encore (60-100 kilomètres). Les sédiments riches en eau ont fondu, sous l'effet de la pression et de la température, en donnant de vastes massifs de granite ; dans le Massif central, ils constituent la moitié de la surface des roches hercyniennes. À ces granites, mis en place entre 360 et 290 millions d'années, sont étroitement liés de nombreux gisements métallifères (or, argent, cuivre, zinc, plomb, uranium) issus de circulations d'eau chaude riche en minerais. Cette "crise métallifère" autour de 300 millions d'années est connue dans toute l'Europe occidentale, dont elle a fait la richesse industrielle.

La chaîne hercynienne d'Europe occidentale n'est qu'une petite partie d'une orogenèse d'échelle mondiale. On connaît, sur tous les continents des terrains plissés, métamorphiques et des granites, d'âges compris entre 400 et 250 millions d'années. Les plus connus sont dans les Appalaches en Amérique du Nord et dans l'Oural, limite entre l'Europe et l'Asie, en Russie, mais il en existe de très nombreux autres comme la chaîne mongole ou la chaîne Qin Ling que nous avons étudiée au milieu de la Chine.

Pour reconstituer l'allure globale de la chaîne à la fin de l'orogenèse hercynienne, il y a 290 millions d'années, il faut recoller les différents continents, en tenant compte de leur voyage ultérieur ; on aboutit ainsi à un supercontinent appelé Pangée où la chaîne hercynienne d'Europe n'est qu'une petite partie d'une vaste chaîne qui s'étendait depuis l'Amérique du Sud jusqu'en Chine sur près de 8 000 kilomètres de longueur et parfois plus de 1 000 kilomètres de largeur. Cette chaîne était alignée sur l'équateur puisqu'on y trouve tout au long de spectaculaires gisements de charbon indicateurs de luxuriantes forêts équatoriales. L'extension de la chaîne hercynienne globale était donc comparable à celle de la chaîne alpine actuelle. Existaient également les chaînes de collision entre de grands blocs - Gondwana et Laurasia (Amérique du Nord + Eurasie) - et des chaînes en bordure de continent de type andin, de l'Amérique du Sud jusqu'à l'Antarctique et l'Australie.

Avant la chaîne hercynienne?

Si les mouvements relatifs des continents sont bien connus depuis 200 millions d'années grâce à la tectonique des plaques, il n'en est pas de même pour les périodes antérieures à 300 millions d'années. En effet, les océans de ces époques (quand les géologues mentionnent le mot océan, ils pensent au plancher océanique rocheux, l'eau ne les intéresse nullement) ont disparu et, avec eux, les anomalies magnétiques qui permettent de retracer les mouvements des plaques. Il devient donc difficile de "faire de la tectonique des plaques" il y a plus de 300 millions d'années. Néanmoins, on sait définir les limites des grands blocs continentaux et reconstituer leurs mouvements relatifs en définissant les zones de suture océaniques et en étudiant le paléomagnétisme : les sutures océaniques sont les cicatrices entre les continents qui sont rentrés en collision après disparition totale de l'océan par subduction. On trouve généralement dans ces zones étroites, parfois réduites à quelques dizaines de mètres, un peu de croûte ou de manteau océanique et parfois du métamorphisme de haute pression ; dans certaines roches (éclogites), la présence de coésite (forme cristallographique de la silice à plus de 25 kilobars) indique que ces roches se sont formées à près de 100 kilomètres de profondeur dans une zone de subduction. On met ainsi en évidence au moins deux sutures océaniques principales dans la chaîne hercynienne d'Europe.

Le paléomagnétisme des roches volcaniques et sédimentaires, c'est-à-dire la détermination de l'orientation et de l'inclinaison du vecteur magnétique, permet de relier les paléo-inclinaisons aux paléo-latitudes et donc de montrer les déplacements des continents par rapport aux pôles magnétiques supposés fixes.

On sait par exemple que les schistes ordoviciens à trilobites de la Montagne Noire (Sud du Massif central), maintenant à 43 degrés de latitude Nord, étaient près du pôle Sud quand ils se sont déposés, il y a 480 millions d'années. Au même endroit, 100 millions d'années plus tard, les calcaires du Dévonien se sont déposés vers 30 degrés de latitude Sud et, vers 290 millions d'années, le Carbonifère supérieur s'est déposé à l'Équateur dans la même région. On observe donc des sédiments portés par des plaques qui ont voyagé de plusieurs milliers de kilomètres en 200 millions d'années. La paléoclimatologie et la paléobiogéographie apportent des arguments complémentaires pour reconstituer une paléogéographie globale approximative. Par exemple à l'Ordovicien, le Gondwana, l'Amérique du Nord (Laurentia), l'Europe et la Sibérie étaient séparés par de vastes océans avec de petits continents intermédiaires (Avalonia, Armorica). Leur collision progressive et la fermeture des divers océans qui les séparaient ont créé les chaînes dites calédonienne et hercynienne de la même façon que la collision Afrique-Inde-Asie a édifié la chaîne alpine depuis 50 millions d'années.

Pénélope et Hercule Poirot

Reconstituer une chaîne ancienne comme la chaîne hercynienne est un défi pour la perspicacité et la patience : on a perdu les reliefs, on a perdu les océans, mais le géologue est capable de reconstituer le calendrier des grands déplacements, il arrive à reconstituer les volumes manquants à quatre dimensions dans l'espace et dans le temps. Il se fonde évidemment sur les chaînes actuelles : il sait que plissement et chevauchement signifient montagnes. Les reliefs de la chaîne hercynienne? On en a des preuves indirectes ne serait-ce que les énormes conglomérats transportés par les torrents montagneux au Carbonifère supérieur vers 290-300 millions d'années. On montre par ailleurs qu'à cette époque la croûte était épaisse d'environ 50 kilomètres, ce qui implique des altitudes de plusieurs milliers de mètres pour compenser le surépaississement de la croûte. Les vieilles subductions, c'est-à-dire le passage d'une plaque sous une autre, sont marquées, comme dans la chaîne alpine, par du métamorphisme. Reconstituer l'étendue des océans paléozoïques est plus difficile : subsistent de grandes incertitudes malgré la collaboration des géologues, des paléontologistes et des paléomagnéticiens. Quoi qu'il en soit, les chaînes anciennes nous montrent comment se transformeront les chaînes récentes dans des dizaines de millions d'années.

La chaîne hercynienne a été totalement défigurée et morcelée par les grands déplacements des continents qui ont provoqué l'ouverture de grands océans et la formation de la chaîne alpine. Tous les reliefs ont disparu et il faut les imaginer à partir du pays plat actuel. Par ailleurs, certaines parties sont profondément enterrées sous des sédiments récents et resteront à jamais inaccessibles. Malgré ces difficultés, on tire quelques enseignements généraux en comparant avec la chaîne alpine. À l'échelle régionale, on trouve dans la chaîne hercynienne les différents types de structures et d'événements (grands plis couchés, charriages, épaisses séries sédimentaires comprimées et transformées en schistes, sutures, métamorphisme de haute et très haute pressions), connus dans la chaîne alpine et résultant des grands mécanismes de la tectonique des plaques :

- l'ouverture de rifts et d'océans,

- la subduction océanique,

- la subduction continentale qui a englouti dans le manteau des centaines de kilomètres de lithosphère continentale.

S'il existe de profondes différences comme la rareté des granites alpins et l'extrême abondance des granites dans la chaîne hercynienne, c'est peut-être dû au fait que la chaîne alpine n'a pas fini d'être érodée. L'érosion très profonde de la chaîne hercynienne permet d'observer des structures encore inaccessibles dans la chaîne alpine et l'étude de ces niveaux profonds apporte des contraintes nouvelles pour les mécanismes de l'orogenèse.

Comment est-on passé de la chaîne hercynienne à la chaîne alpine? Pourquoi la chaîne hercynienne est-elle morte? Pourquoi, après une longue période de calme, la chaîne alpine est-elle apparue? Pour répondre à ces questions, on ne doit pas seulement raisonner en termes de tectonique des plaques rigides, mais il faut aussi s'intéresser à la "tectonique sous les plaques". C'est en effet dans les grands mouvements qui se produisent dans les 2 800 kilomètres de manteau visqueux que l'on doit rechercher l'origine des grandes instabilités mécaniques qui font passer d'une chaîne à une autre. On peut proposer l'hypothèse suivante : lorsque tous les radeaux continentaux se sont rassemblés pour former la Pangée, la Terre s'est trouvée dans une situation exceptionnelle. Une seule plaque continentale faite de roches anciennes, essentiellement granites et gneiss (1 à 3,5 milliards d'années), épaisse (200 à 400 kilomètres), froide et beaucoup moins conductrice que la mince lithosphère océanique. Cette immense plaque aurait joué le rôle d'un couvercle par rapport au flux de chaleur mantellique profond.

L'accumulation de chaleur aurait provoqué la fracturation de la Pangée, au niveau de zones de faiblesse constituées par les segments de la chaîne panafricaine (700-600 millions d'années) séparant les vieux boucliers, mais aussi le long de segments des chaînes hercynienne et calédonienne. Les ouvertures des océans atlantique et indien provoquèrent ensuite le déplacement des différentes plaques (Afrique, Grande Inde) au front desquelles s'est construite la chaîne alpine. Ainsi les grands radeaux continentaux ne cessent de se déplacer. Leur agglomération instable conduit

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Le ballet des continents à la surface du Globe a amené, tous les 200 millions d'années environ, des collisions qui ont fait surgir des montagnes. La chaîne hercynienne, qui sculptait la surface de la planète il y a entre 300 et 400 millions d'années, a été reconstituée en fonction des restes disséminés sur tous les continents.

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Transferts horizontaux de gènes chez les bactéries

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Transferts horizontaux de gènes chez les bactéries

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a) La conservation des génomes : stabilité génétique et évolution clonale 

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a) La conservation des génomes : stabilité génétique et évolution clonale 

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1.1 Organisation fonctionnelle des plantes

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1.1  L´origine du génotype des individus

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1.2 Cerveau et mouvement volontaire

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Conférence de Marc-André Selosse : le rôle important des microbe dans le monde vivant

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Conférence de Marc-André Selosse : le rôle important des microbe dans le monde vivant

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(approfondissement)

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[Conférence] MA. SELOSSE - Evolution du vivant et symbiose

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Publishing platform for digital magazines, interactive publications and online catalogs. Convert documents to beautiful publications and share them worldwide. Title: 9791035809003 Svt Tle, Author: Humensis, Length: 546 pages, Published: 2020-04-14

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La tige - Basique

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La Plante en Kit ! Ep7 - La tige, par Marc-André Sélosse

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LE CERVEAU : UNE MACHINE HYPERCONNECTÉE - Dossier #24 - L'Esprit Sorcier

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Cet article présente les logiciels adaptés aux SVT réalisés par M. Madre.

Logiciels de M. Madre - Académie Amiens

Mesurim Pro est un logiciel gratuit permettant d'effectuer un grand nombre de mesures sur des images (longueur, surface, angle, comptage...) et de faciliter la réalisation de schémas à partir d'images.

Lien pour en savoir plus sur Mesurim

Capture d'écran de Mesurim Pro

version du 27 septembre 2011

Tectoglob est un logiciel gratuit permettant d'afficher diverses données géologiques (le vecteur vitesse de différentes stations GPS fixes, les foyers sismiques et leur distribution verticale, les volcans, l'âge des fonds océaniques...). Il permet également de simuler l'effet des variations du niveau marin sur les contours continentaux.

Site de l'auteur sur tectoglob.

Capture d'écran Tecto

Tri GPS
Tri GPS est un gestionnaire de base de données concernant un certain nombre de sites pour lesquels des évaluations GPS régulières sont réalisées, elles concernent latitude, longitude, altitude.

Par comparaison avec les évaluations antérieures, des vitesses annuelles sont déduites.

Le logiciel donne accès à l'ensemble des 3 types de données et des 3 vitesses, mais aussi à des graphiques concernant les 3 vitesses et à une carte du monde sur laquelle sont reportés des vecteurs vitesse latitude-longitude.( Pour en savoir plus)

Ondes P est un logiciel éducatif très performant pour visualiser à partir de la zone d'ombre observée en surface, le volume du noyau du globe terrestre. De la sismologie à la structure terrestre globale.

Le but du logiciel Ondes P est d'illustrer, de manière simplifiée, une méthode de modélisation de la structure interne du globe terrestre permettant d'expliquer les caractéristiques de la zone d'ombre. La célérité des ondes sismiques à une profondeur donnée dépend de la nature de la roche et des conditions physiques (pression et température) qui règnent à ces niveaux. Les variations lentes et continues de célérité sont dues aux élévations progressives de pression et de température. Les variations brusques sont dues à de brusques changements de composition de la roche (ou à un changement d'état).
Sismique réflexion et réfraction
L'utilisation du logiciel est simple : en faisant " trace ", une mise à feu se déclenche, des trains d'ondes se manifestent et les rais sismiques se matérialisent. Les temps d'arrivées aux sismographes sont mentionnés.( Pour en savoir plus)
Logiciel radiochronologie
L'étude des éléments radioactifs de roches (ou d'objets étudiés en paléoanthropologie) est à l'origine de nombreuses techniques de datation absolues. Avec un logiciel de simulation, que vous pouvez télécharger à partir du lien ci-dessous, il est possible d'avoir des exemples illustrés.

Vue d'ensemble sur d'autres logiciels pour les SVT dans d'autres académies

Mise à jour : 14 novembre 2016

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Vue d'ensemble des logiciels de M. Madre - Sciences de la Vie et de la Terre

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Cet article présente les logiciels adaptés aux SVT réalisés par M. Madre. Logiciels de M. Madre - Académie Amiens Mesurim Pro est un logiciel gratuit permettant d'effectuer un grand nombre de mesures...

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Les cycles de Milankovitch et les changements climatiques

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P. Cosentino

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Logiciel pour travailler sur le potentiel d´action

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Logiciel pour travailler sur le potentiel d´action

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P. Cosentino

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Modélisation de la transmission d'un message nerveux le long d'une fibre nerveuse

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Ce modèle, très simple, permet d'étudier certains aspects (vitesse, amplitude) d'un potentiel d'action. Version exécutable hors-ligne : https://www.pedagogie.ac-nice.fr//svt/productions/flash/simulfibre/simulfibre.zip Auteur : Philippe Cosentino

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Les cycles de Wilson

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Description

Second chapitre du cours de L2 SVT Mer Structure et évolution géologique des océans sur le cycle de Wilson.

Références
Livres :
Debelmas, J., Mascle, G., Basile, C. 2008. Les grandes structures géologiques, 5e édition. Dunod, Paris, 322 pp.
Robert, C. M. 2009. Global sedimentology of the ocean - an interplay between geodynamics and paleoenvironment. In Chamley, H. (Ed.) Developments in Marine Geology, volume three. Elsevier, Amsterdam, 487 pp.

Articles :
Burke, K., 2011. Plate tectonics, the Wilson cycle, and mantle plumes: Geodynamics from the top. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 39, 1-29.
Coltice, N., Husson, L., Faccenna, C., Arnould, M., 2019. What drives tectonic plates? Science Advances 5, eaax4295.
Dewey, J.F., Burke, K., 1974. Hot Spots and Continental Break-up: Implications for Collisional Orogeny. Geology 2, 57-60.
Merdith, A.S., Williams, S.E., Brune, S., Collins, A.S., Müller, R.D., 2019. Rift and plate boundary evolution across two supercontinent cycles. Global and Planetary Change 173, 1-14.
Vine, F.J., Matthews, D.H. 1963. Magnetic anomalies over oceanic ridges. Nature, 4897, 947-949.
Wilson, J.T., 1966. Did the Atlantic Close and then Re-Open? Nature 211, 676.

Site web (cours, figures, conférences) :
Deparis, V. 2011. Histoire de la théorie de la tectonique des plaques. http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/histoire-tectonique-plaques.xml
Sacco, L. 2008. On a simulé la formation d'un supercontinent. https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/geologie-on-simule-formation-supercontinent-16000/
Scotese, C.R. 2010. Paleomap project. http://www.scotese.com/earth.htm

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Second chapitre du cours de L2 SVT Mer Structure et évolution géologique des océans sur le cycle de Wilson. Références Livres : Debelmas, J., Mascle, G., Basile, C. 2008. Les grandes structures géologiques, 5e édition. Dunod, Paris, 322 pp. Robert, ... Ajouté par: Baptiste SUCHERAS

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Le double rôle de la syncytine
(dans la mise en place du placenta chez l'Homme)

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Placenta chez les femelles, masse musculaire chez les mâles : le double héritage d'un virus - Communiqués et dossiers de presse - CNRS

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Coupe transversale de muscles de souris (en bleu : marquage des noyaux ; en vert : marquage des membranes des fibres musculaires). Les souris mâles normales présentent des fibres musculaires plus grosses que celles des souris mutantes, inactivées pour la syncytine.

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1.2  Plante, productrice de matière organique

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1.2 Complexification des génomes

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1.2 Cerveau et mouvement volontaire

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En 1982, Richard Dawkins introduit le concept de "phénotype étendu" dans son ouvrage du même nom. Il considère le phénotype étendu comme étant sa plus importante contribution à la théorie de l'évolution de Darwin. Dawkins nous invite à réfléchir à la relation complexe qui lie le phénotype, c'est-à-dire l'ensemble des traits physiques d'un organisme, aux gènes qui concourent à son expression

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En 1982, Richard Dawkins introduit le concept de "phénotype étendu" dans son ouvrage du même nom. Il considère le phénotype étendu comme étant sa plus importante contribution à la théorie de l'évolution de Darwin. Dawkins nous invite à réfléchir à la relation complexe qui lie le phénotype, c'est-à-dire l'ensemble des traits physiques d'un organisme, aux gènes qui concourent à son expression

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Le castor construit des barrages, c'est là que se manifeste l'expression de ses gènes au-delà de son corps. Un exemple parmi tant d'autres pour illustrer le concept de phénotype étendu décrit par l'éthologiste britannique Richard Dawkins en 1982 dans son ouvrage du même nom.

Un épisode de la série "Sur les traces de...".

Réalisation : Mathieu Perdoncin

Production : Universcience, Educagri éditions, Dimson, France Télévisions

Année de production : 2012

Durée : 2min09

Accessibilité : sous-titres français

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Richard Dawkins | Le phénotype étendu | Le blob, l'extra-média

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Le castor construit des barrages, c'est là que se manifeste l'expression de ses gènes au-delà de son corps. Un exemple parmi tant d'autres pour illustrer le concept de phénotype étendu décrit par l'éthologiste britannique Richard Dawkins en 1982 dans son ouvrage du même nom. Un épisode de la série "Sur les traces de...".

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Une web-série du Muséum en 5 épisodes pour comprendre le monde fascinant des virus, décrypté par les scientifiques du Muséum.

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La racine - Basique

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La Plante en Kit ! Ep5 - La racine, avec Marc-André Sélosse

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Logiciel pour comprendre les effets de la sélection naturelle

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Logiciel pour comprendre les effets de la sélection naturelle

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La valeur sélective (ω) quantifie la capacité d'un individu à survivre et à se reproduire en fonction de son génotype.

Dans ce modèle les valeurs sélectives s'étendent de :

0 = mort avant de pouvoir se reproduire / stérilité
1 = succès reproducteur maximal

Après avoir attribué une valeur sélective à chaque génotype, vous pourrez prédire l'évolution de chaque allèle, de génération en génération.

Si votre objectif se limite à connaître la tendance de cette évolution, il ne vous est pas nécessaire de connaître les valeurs sélectives exactes :
- laissez la valeur 0,5 à la fréquence initiale
- donnez la valeur 1 au(x) génotype(s) le(s) plus avantageux
- donnez des valeurs inférieures aux suivants (plus la valeur est faible, plus le génotype est désavantageux)
- donnez la valeur 0 à tout génotype ne permettant aucune reproduction

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Evolution allélique / sélection naturelle

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La valeur sélective (ω) quantifie la capacité d'un individu à survivre et à se reproduire en fonction de son génotype. Dans ce modèle les valeurs sélectives s'étendent de : 0 = mort avant de pouvoir se reproduire / stérilité 1 = succès reproducteur maximal Après avoir attribué une valeur sélective à chaque génotype, vous pourrez prédire l'évolution de chaque allèle, de génération en génération.

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Cartes géologiques de la France en libre accès à toutes les échelles !!!! 2D et 3D. 

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Cartes géologiques de la France en libre accès à toutes les échelles !!!! 2D et 3D. 

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Sur le Géoportail - Outil fabuleux !

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Serious game

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Vidéo sur les cellules immortelles d'Henrietta Lacks

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Vidéo sur les cellules immortelles d'Henrietta Lacks

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The immortal cells of Henrietta Lacks - Robin Bulleri

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1.3 Reproduction de la plante entre vie fixée et mobilité

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1.2 Complexification des génomes

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1.3 Cerveau, organe fragile

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Le phénotype étendu, c'est "l'expression de ses gènes au-delà de son corps". Découvrez en vidéo cette théorie, contribution de Richard Dawkins à la théorie de l'évolution. 

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Le phénotype étendu, c'est "l'expression de ses gènes au-delà de son corps". Découvrez en vidéo cette théorie, contribution de Richard Dawkins à la théorie de l'évolution. 

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Si vous franchissez la Méditerranée pour vous rendre en Afrique du Nord, il vous sera difficile d'échapper à une tradition des plus agréable : celle du thé à la menthe. Mais connaissez-vous son origine ? Car le thé n'est pas vraiment originaire d'Afrique...

Un épisode de "Clin d'oeil en méditerranée".

Réalisation : Laure Coeroli Fernandez

Production : France 3 Corse, ViaStella

Année de production : 2018

Durée : 2min26

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Le thé à la menthe | Le blob, l'extra-média

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Si vous franchissez la Méditerranée pour vous rendre en Afrique du Nord, il vous sera difficile d'échapper à une tradition des plus agréable : celle du thé à la menthe. Mais connaissez-vous son origine ? Car le thé n'est pas vraiment originaire d'Afrique... Un épisode de "Clin d'oeil en méditerranée".

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Le bourgeon - Basique

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La Plante en Kit ! Ep6 - Le bourgeon, par Marc-André Sélosse

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La dérive génétique est une notion qui reste abstraite pour beaucoup d'élèves, même si son étude s'appuie sur des exemples concrets. L'idée que le simple brassage aléatoire des allèles aboutisse inévitablement à une perte de biodiversité génétique reste contre-intuitive pour certains.

L'utilisation de modèles numériques ou analogiques (tirage de boules dans un chapeau) permet souvent de démontrer que le simple jeu du hasard aboutit bien à ce résultat prévisible. Cependant, les élèves, mais également les enseignants, font souvent remarquer que les modèles proposés ne prennent pas en compte la reproduction sexuée et la diploïdie des organismes.

Nous vous proposons un modèle qui, tout en restant très simple à comprendre, correspond de plus près à la réalité que les modèles usuels. Il n'est plus question d'un simple " tirage de boules ", mais bien d'organismes diploïdes sexués, produisant des gamètes.

Présentation de l'interface :

(la fiche technique est téléchargeable ici, voir aussi à la fin de l'article)

Au lancement du logiciel, un premier écran invite l'utilisateur à saisir l'effectif, le nombre d'allèles ainsi que la probabilité d'éventuelles mutations.

Il est également possible de nommer les allèles, et de changer la couleur d'affichage de ceux-ci.

Enfin, il est possible de débrayer l'option qui assure qu'à chaque génération des mâles et des femelles seront présents (au risque de voir le modèle s'arrêter).

Lorsque l'utilisateur valide ces réglages, l'écran principal du modèle apparaît :

Sur cet écran, l'utilisateur peut engendrer les enfants par tirage, soit un par un, soit de manière groupée (une génération ou dix générations). Deux parents de sexes différents sont alors tirés au sort, les gamètes sont émis, la fécondation a lieu et l'enfant qui en est issu rejoint la génération suivante.

Il est possible de régler la vitesse, mais aussi d'enclencher un " mode instantané " qui permettra d'avancer très vite dans les générations.

Un graphique permet de suivre l'évolution temporelle de la fréquence des allèles, ainsi qu'un tableau récapitulatif qui indique à quelle génération un allèle a disparu.

Pistes d'exploitation :

Un modèle est une représentation simplifiée de la réalité, s'appuyant sur des hypothèses, des règles etc. Ainsi, il nous semble inapproprié d'utiliser un modèle comme point de départ d'un apprentissage. Il sera par contre très utile pour vérifier si les explications (ou les hypothèses) proposées par l'élève peuvent bien rendre compte du phénomène observé.

La démarche que nous proposons est la suivante :

situation déclenchante où la diversité génétique a diminué au cours du temps, dans une population d'effectif réduit (ex. lions du Ngorongoro)
⇓
émergence d'un problème
" Comment expliquer cette baisse de biodiversité génétique ? "
⇓
formulation d'une hypothèse
" On suppose que l'effectif réduit de la population est responsable de la disparition de certains allèles "
⇓
utilisation du modèle et exploitation statistique des résultats pour vérifier cette hypothèse (voir paragraphe plus bas)
⇓
validation de l'hypothèse (la baisse de diversité est d'autant plus rapide que l'effectif est faible)
⇓
proposition d'un mécanisme :
" Les brassages aléatoires associés à la reproduction sexuée sont à l'origine de la disparition de certains allèles dans la population "
⇓
formulation d'une conclusion

Exploitation statistique du modèle :

Il n'est pas indispensable d'aller jusqu'à une collecte, une mutualisation voire une exploitation statistique des résultats issus du modèle. Mais cela reste un exercice intéressant d'un point de vue méthodologique, qui sensibilisera l'élève à la nécessité de réaliser un grand nombre de relevés pour que ceux-ci soient significatifs.

L'idée est de déterminer le nombre moyen de générations nécessaire pour qu'il ne reste plus qu'un seul allèle en fonction de l'effectif de la population.

Vu le nombre important d'essais (et donc de tirages !), il est impensable qu'un seul élève ou binôme réalise l'intégralité des relevés. Cela incitera les élèves à mutualiser les résultats, à l'aide d'une feuille de calcul partagée par exemple.

Deux organisations (au moins) sont alors envisageables :

- chaque élève (ou binôme selon le nombre d'élèves par poste) réalise plusieurs essais pour un effectif donné, relève pour chaque essai le nombre de générations au bout duquel tous les allèles (sauf un) ont disparu, puis réalise une moyenne à partir de ces nombres

- chaque élève réalise un essai pour chaque effectif, et relève à chaque fois le nombre de générations au bout duquel tous les allèles (sauf un) ont disparu

Au terme de ces tirages, les résultats sont mutualisés dans un tableau qui pourrait ressembler à ceci :

Le graphique obtenu montre qu'il existe bien une relation (linéaire ?) entre l'effectif d'une population et le nombre de générations au bout duquel il ne reste qu'un seul allèle pour un gène donné.

Les élèves sont souvent surpris (et c'est une bonne chose) des écarts immenses entre les relevés pour un effectif donné. Il n'a fallu que 27 générations pour une population de 30 individus, alors que 52 générations ont été nécessaires pour une population de 10 individus. Cela contribue à leur faire réaliser que des écarts individuels peuvent aller à l'encontre d'une tendance statistique (une fille peut présenter une taille supérieure à un garçon).
Conclusion :
S'il ne doit pas se substituer à la réalité, un modèle numérique comme celui-ci peut s'avérer très utile pour facilité la compréhension de notions abstraites telles que la dérive génétique.

Grâce à ce modèle, l'élève pourra mettre à l'épreuve l'hypothèse qu'il aura émis pour expliquer la baisse de diversité génétique observée (sur documents par exemple), mais également proposer un mécanisme qui ne pourra être pleinement appréhendé qu'en regardant le logiciel fonctionner.

Liens :

- application " en ligne " :
https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/index.htm

- application " hors-ligne " :
https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/derive-diplo-local.zip

- fiche technique :
https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/FT-derive-diplo.pdf
Auteur : Philippe Cosentino

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Un modèle diploïde pour la dérive génétique

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La dérive génétique est une notion qui reste abstraite pour beaucoup d'élèves, même si son étude s'appuie sur des exemples concrets. L'idée que le simple brassage aléatoire des allèles aboutisse inévitablement à une perte de biodiversité génétique reste contre-intuitive pour certains. L'utilisation de modèles numériques ou analogiques (tirage de boules dans un chapeau) permet souvent ...

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Université laval - Québec

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Comme l'indique le terme, ces méthodes permettent d'établir l'âge des couches ou des corps géologiques les uns par rapport aux autres. En d'autres termes, on établira lequel, entre deux corps géologiques, est le plus jeune ou le plus vieux, sans aucune connotation d'âge absolu qui serait exprimé en nombre d'années. Il y a deux grands groupes de méthodes de datation relative: les méthodes physiques et les méthodes paléontologiques.

Méthodes physiques de datation relative.

Un premier concept de datation relative a été présenté en 1669, par un physicien danois, Nicolas Steno. Il s'agit du principe de l' horizontalité primaire des couches sédimentaires et du principe de superposition.

Simpliste, peut-être, mais il n'est pas toujours évident, dans des couches plissées à la verticale ou encore déversées, renversées et même couchées par les mouvements orogéniques (formation des chaînes de montagnes), quel est le sens de la superposition originelle et par conséquent quelles couches sont les plus vieilles et lesquelles sont les plus jeunes.

En 1830, Charles Lyell a proposé, dans son remarquable traité "Les principes de la Géologie", un second concept de datation relative des couches géologiques, la règle des recoupements: un corps rocheux qui en recoupe un autre est nécessairement plus jeune que celui qu'il recoupe.

Simpliste à nouveau, mais fondamental. Ces observations se font à toutes les échelles, au niveau d'un petit affleurement de quelques mètres carrés, jusqu'au niveau d'une région de plusieurs dizaines de kilomètres carrés.

C'est au début du 19 e siècle qu'on a compris l'importance de reconnaître des structures bien particulières dans les successions de roches, les discordances, pour établir des datations relatives. On reconnaît deux principaux types de discordances: discordance d'érosion et discordance angulaire.

a) Discordance d'érosion: l'exemple ci-dessous illustre ce qu'on entend par ce type de discordance.

Cette surface irrégulière entre roche ignée et roche sédimentaire, dans l'exemple ci-haut, est une discordance d'érosion. Dans les exemples précédents, le temps géologique est représenté par le temps de dépôt des couches ou par la mise en place d'intrusions qui représentent des événements courts en temps. Ici, la discordance d'érosion représente aussi du temps géologique, mais du temps où, non seulement il n'y a pas eu de dépôt, mais où il y a eu érosion, suppression de dépôt.

b) Discordance angulaire: l'exemple qui suit illustre en séquence comment se forme une telle discordance.

Comme dans le cas précédent, cette discordance représente du temps géologique, ici, tout le temps du plissement et de l'érosion.

Méthodes paléontologiques de datation relative.

Parallèlement au développement des méthodes physiques de datation relative par la superposition, les recoupements et les discordances, une méthode qui deviendra la plus utilisée, et qui demeure toujours la plus utilisée, a vu le jour au milieu du 18 e siècle. C'est la méthode de datation par les fossiles.

C'est en creusant dans des couches horizontales à des fins de construction de canaux en Angleterre, qu'un ingénieur du nom de William Smith s'est rendu compte que d'un site à l'autre, il retrouvait toujours la même succession de roche. Il en était rendu au point que, s'il commençait à creuser dans un type donné de roche, il pouvait prédire quelle roche il retrouverait ensuite. Non seulement cela était vrai pour la composition de la roche, mais aussi pour les fossiles qu'il y trouvait. En effet, les couches dans lesquelles il creusait était très riches en fossiles. Smith voyait très bien que, pour une couche donnée, l'assemblage des fossiles qui s'y trouvaient différait des assemblages des couches sous- et sus-jacentes. De plus, l'ordre vertical dans lequel il retrouvait ces divers assemblages était le même d'un site à l'autre. Il venait de découvrir la loi des successions fauniques, ... mais sans trop le savoir.

En effet, ce n'est qu'un siècle plus tard que Charles Darwin publia sa théorie de l'évolution qui mettait en évidence que les assemblages fauniques avaient changé avec le temps et que chaque temps géologique était caractérisé par un assemblage faunique qui lui était propre. Par conséquent, à partir du moment où l'on sait que tel temps géologique se caractérise par tel assemblage faunique, on est en mesure de dire qu'une couche qui contient le dit assemblage date de ce temps.

Les fossiles constituent les objets servant aux datations. Sommairement définis, les fossiles sont les restes d'animaux, incluant leurs pistes, qu'on retrouve dans un sédiment ou une roche.

Les fossiles peuvent être très abondants dans certaines couches. Ils ont longtemps constitué la méthode par excellence de datation des couches géologiques et continuent à être l'outil privilégié. Depuis le temps qu'on les étudie, on a constitué des archives importantes, des sortes de catalogues qui répertorient les divers genres et espèces, avec les localités où ils ont été récoltés, ainsi que leurs âges respectifs selon l'échelle relative des temps géologiques. On s'est rendu compte, entre autres, que certains fossiles ont une durée de vie très longue, alors que d'autres n'ont été trouvés que dans des intervalles de temps très courts. Ces derniers sont utiles pour la datation puisqu'ils représentent un temps précis, alors que les fossiles à longue durée de vie sont peu utiles.

On utilise communément trois façons de dater les couches par les fossiles: par les fossiles pilotes, par assemblages fossilifères et par lignées évolutives.

a) La méthode des fossiles pilotes. Cette méthode utilise évidemment les fossiles à courte durée de vie qui indiquent des âges bien précis. Une couche contenant un de ces fossiles pourra donc être datée avec assez de précision. Cependant, on ne trouve pas toujours de tels fossiles.

b) La méthode des assemblages fossilifères. Cette méthode se fonde sur la somme des fossiles trouvés dans une couche donnée. On assume que tous les fossiles trouvés ensemble sur une couche sédimentaire représentent des organismes qui ont tous vécu au même temps. Les deux schémas qui suivent expliquent la méthode.

Supposons que l'on veuille connaître quand la photo suivante a été prise.

L'âge de cette photo de famille, c'est-à-dire le moment ou a été pris le cliché, est relativement facile à déterminer si on sait que le père a vécu de 1903 à 1973 (bande verte), que sa fille est née en 1934 et vit toujours, et que le petit-fils est né en 1972 mais décédé en bas âge, en 1980. La seule période de temps où ces trois personnes ont été vivantes en même temps est en 1972-73, d'où l'âge de la photo.

On fait de la sorte avec les fossiles. Prenons un assemblage de fossiles (A, B, C, D et E) qui se trouve dans une même couche. On consulte les catalogues pour connaître quelle a été la durée de vie de chacun des organismes qu'ils représentent.

Si on y apprend que A est connu du Silurien inférieur au Carbonifère inférieur, que B est connu du Dévonien inférieur au Carbonifère supérieur, que C a une durée de vie très longue qui va de l'anté-Ordovicien au post-Carbonifère, que D va de l'Ordovicien supérieur au Dévonien inférieur, et que E va du Silurien supérieur au Dévonien supérieur, le seul temps où ces formes ont pu se retrouver ensemble dans le même milieu correspond au temps où elles ont pu vivre toutes en même temps, soit le Dévonien inférieur. L'assemblage et la couche qui le contient datent donc du Dévonien inférieur. Aucun de ces fossiles pris individuellement n'aurait pu fournir un âge aussi précis.

c) La méthode des lignées évolutives. La recherche paléontologique sur l'évolution de divers groupes biologiques durant les temps géologiques a mis en évidence plusieurs lignées évolutives, souvent sur de courtes durées de temps. Pour illustrer l'utilité de ces lignées pour les datations relatives, prenons l'exemple d'une lignée évolutive des espèces d'un genre donné, soit les espèces A, B, C, D et E, avec un bon contrôle de la répartition temporelle de chacune des espèces.

Puisqu'il s'agit d'une lignée évolutive, la durée de vie d'une espèce marque un temps bien précis. La présence d'une de ces espèces dans une couche, fixe donc une limite d'âge précise à cette couche; par exemple, si on trouvait l'espèce C, on saurait que la couche doit avoir un âge Dévonien moyen.

Une échelle relative des temps géologiques.

C'est grâce aux méthodes de datation relative, que les géologues et surtout les paléontologues européens ont construit, au siècle passé, une échelle relative des temps géologiques. Voici cette échelle:

Remarquez qu'il n'y a ici aucun temps exprimé en nombre d'années. En fait, on avait une très vague idée du temps réel impliqué. Les limites entre les principales unités ont été établies principalement sur des changements fauniques importants (flèches rouges). Ainsi, la limite entre le Paléozoïque (litt., la vie ancienne) et le Mésozoïque (litt., le milieu de la vie) correspond à la grande extinction de la fin du Permien où 95% des espèces sont disparues de la surface du Globe, alors que la limite entre le Mésozoïque et le Cénozoïque (litt., la vie récente) correspond à la disparition de plusieurs groupes dont les dinosaures. Le Protérozoïque (litt., antérieurement à la vie) a été ainsi nommé car on croyait à l'époque que la vie n'avait commencé qu'au Cambrien (aujourd'hui, on sait qu'elle est beaucoup plus ancienne).

Chaque période géologique porte un nom qui lui a été donné au 19 e siècle par les géologues de l'Europe de l'Ouest ou de Grande Bretagne: le Cambrien (Cambria, le nom romain du Pays de Galles), l'Ordovicien et le Silurien (d'après le nom des tribus celtes, les Ordovices et les Silures, qui vivaient au pays de Galles durant la conquête romaine), le Dévonien (d'après le Devonshire County en Angleterre où ces roches furent étudiées pour la première fois), le Carbonifère (roches riches en charbon), le Permien (d'après la province de Perm, en Russie, où ces roches furent étudiées pour la première fois), le Trias (roches qui se divisent en trois unités en Europe), le Jurassique (d'après le Jura en France et en Suisse où des roches de cet âge furent étudiées pour la première fois), le Crétacé (creta, mot latin pour craie; appliqué pour la première fois à des falaises blanches le long de la Manche).

Prenez le temps de faire l' exercice suivant qui vous permettra de vrifier si vous avez bien saisi la notion du temps gologique reprsent par la suite des lments d'une coupe stratigraphique.

Retour au plan 4.1

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Comme l'indique le terme, ces méthodes permettent d'établir l'âge des couches ou des corps géologiques les uns par rapport aux autres. En d'autres termes, on établira lequel, entre deux corps géologiques, est le plus jeune ou le plus vieux, sans aucune connotation d'âge absolu qui serait exprimé en nombre d'années.

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US Department of Commerce, NOAA, Global Monitoring Laboratory

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Global Monitoring Laboratory - Carbon Cycle Greenhouse Gases

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The Global Monitoring Laboratory conducts research on greenhouse gas and carbon cycle feedbacks, changes in clouds, aerosols, and surface radiation, and recovery of stratospheric ozone.

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Le Dictionnaire Cordial comporte plus de 120 000 entrées. Il reconnaît les formes fléchies (féminin, pluriel, conjugaison des verbes). Les noms propres ne sont pas pris en compte.

Endosymbiose
Nom féminin singulier
en biologie, symbiose interne entraînant la modification d'organes

"ENDOSYMBIOSE" dans l'encyclopédie

Écrit par

Marie POTAGE,

Arnaud VAN HOLT

* 2 013 mots

* 5 médias

des chloroplastes d'origines différentes. Ainsi les plantes terrestres possèdent des chloroplastes qui proviendraient de l'endosymbiose d'une cyanobactérie (dite endosymbiose primaire) alors que, chez certaines algues, le chloroplaste résulterait de l'endosymbiose d'une cellule végétale contenant déjà un [...] Lire la suite

Écrit par

Bruno DE REVIERS

* 4 856 mots

* 9 médias

). La théorie de l'endosymbiose et l'acquisition de la photosynthèse par les eucaryotes Il est désormais bien démontré que le plaste (compartiment cellulaire - ou organite - dans lequel s'effectue la photosynthèse) des Plantae (taxon regroupant les glaucophytes, les algues rouges et les plantes vertes [...] Lire la suite

Écrit par

Pierre CACHAN,

Georges MANGENOT

* 5 203 mots

* 2 médias

des aspects extrêmement variés ; certains (coopération et commensalisme chez les animaux, ectosymbiose chez les végétaux et les animaux) sont d'une relative simplicité ; d'autres, très complexes (endosymbiose), faisant intervenir des modifications d'organes, d'organites, des associations de fonctions [...] Lire la suite

Écrit par

Pierre LASZLO

* 10 832 mots

* 3 médias

ADN organisé dans un noyau) est une chimère évolutive, composée à partir de matériel majoritairement eubactérien et archéobactérien. On démontre aussi, ce que pressentaient depuis longtemps les biologistes, que les mitochondries ou chloroplastes des cellules eucaryotes proviennent d'une endosymbiose [...] Lire la suite

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Définition de endosymbiose - Encyclopædia Universalis

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Le Dictionnaire Cordial comporte plus de 120 000 entrées. Il reconnaît les formes fléchies (féminin, pluriel, conjugaison des verbes). Les noms propres ne sont pas pris en compte. Nom féminin singulier en biologie, symbiose interne entraînant la modification d'organes Écrit par Marie POTAGE, Arnaud VAN HOLT * 2 013 mots * 5 médias des chloroplastes d'origines différentes.

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b) Le brassage des génomes à chaque génération : 

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b) Le brassage des génomes à chaque génération : 

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1.4 La domestication des plantes

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1.3 Inéluctable évolution du génome populations

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2. Produire le mouvement: contraction musculaire et apport d'énergie

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2. Produire le mouvement: contraction musculaire et apport d'énergie

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Evolution culturelle dans l´espèce humaine

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Evolution culturelle dans l´espèce humaine

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Pour la Science

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La culture, moteur de l’évolution humaine

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Si notre espèce brille par son intelligence et sa créativité, c’est parce que nous sommes avant tout des animaux sociaux. Langage, empathie, enseignement… : ces éléments qui facilitent les interactions sociales et le partage des connaissances auraient été autant de clés au succès évolutif d’Homo sap…

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Exploitation des cartes géologiques dans les nouveaux programmes lycée

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Exploitation des cartes géologiques dans les nouveaux programmes lycée

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Références au programme
Thème : La Terre, la vie et l'organisation du vivant À la recherche du passé géologique de notre planète
Connaissances: Le temps et les roches

Capacités:

Extraire des informations à partir de cartes géologiques

Utiliser les apports complémentaires de la chronologie relative et de la chronologie absolue pour reconstituer une histoire géologique.

Connaissances: Les traces du passé mouvementé de la Terre

Observer la carte géologique mondiale afin d'identifier quelques ceintures orogéniques.

Recenser et organiser les informations chronologiques sur les formations magmatiques et métamorphiques, figurant sur une carte de France au millionième.

Recenser, extraire et organiser des données de terrain ou cartographiques pour argumenter .

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Thème : La Terre, la vie et l'organisation du vivant À la recherche du passé géologique de notre planète Connaissances: Le temps et les roches Capacités: Extraire des informations à partir de cartes géologiques Utiliser les apports complémentaires de la chronologie relative et de la chronologie absolue pour reconstituer une histoire géologique.

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Cette algue d'un milliard d'années pourrait être à l'origine de toutes les plantes

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Cette algue d'un milliard d'années pourrait être à l'origine de toutes les plantes

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À l'œil nu, cette trace de filament brun mesure à peine deux millimètres. Il s'agit pourtant de la plus ancienne algue verte multicellulaire du monde, affirme une nouvelle étude du Virginia Tech parue dans Nature Ecology & Evolution. Âgée d'un milliard d'années, elle constituerait l'ancêtre commun de toutes les plantes terrestres, qui sont apparues sur Terre 500 millions d'années plus tard. Cette minuscule algue, nommée Proterocladus antiquus, a été découverte dans la formation rocheuse de Nanfen, au nord de la province de Liaoning, à la frontière entre la Chine et la Corée du Nord. Vivant probablement dans un océan peu profond, elle a été " cuite " sous un épais tapis de sédiments, la préservant ainsi à l'intérieur de la roche.

Le saviez-vous ?

Algue rouge ou algue verte, qui fut la première ?

La question de l'apparition des plantes, vitales à l'équilibre de la planète grâce à la photosynthèse et à leur rôle dans l'écosystème global, demeure hautement débattue dans la communauté scientifique. Les fossiles sont rares, fragmentés, et souvent sujets à controverses. En 2017, un fossile d'algue rouge de 1,6 milliard d'années a été découvert en Inde, mais de nombreux chercheurs sont restés dubitatifs aussi bien sur la nature de l'algue que sur sa datation. En 2018, une autre algue rouge de 1,05 milliard d'années avait été décrite. Les plantes vertes (chlorophytes) seraient donc apparues sensiblement au même moment. La question est aussi de savoir si les algues ont colonisé les eaux douces depuis la mer, ou si elles sont au contraire nées dans les lacs et rivières avant d'atteindre les océans.

Une ressemblance frappante avec certaines algues modernes

En examinant la structure et les ramifications de l'algue, les chercheurs ont pu déduire que Proterocladus antiquus poussait probablement dressée au fond de la mer, en s'agrégeant sous forme de touffes denses. " Le fossile que nous avons trouvé ressemble d'ailleurs à de nombreuses algues vertes modernes, notamment les siphonocladaceae ", explique Shuhai Xiao, coauteur de l'étude. Si Proterocladus antiquus appartient bien à cette famille, cela suggère qu'elle serait bien native de l'océan et non pas dérivée d'une algue d'eau douce. " La présence abondante de Proterocladus dans la formation de Nanfen indique que les chlorophytes ont certainement joué un rôle écologique et géobiologique important, au moins au niveau local ", soulignent les auteurs, en favorisant notamment l'enfouissement du carbone dans les environnements côtiers.
Article de Bruno Scala publié le 22/02/2012 Il y a plus d'un milliard d'années, une cellule à noyau concluait un accord avec une cyanobactérie cyanobactérie : la photosynthèse de la seconde contre l'hébergement dans la quiétude de la première. En français, c'est une endosymbiose endosymbiose. Elle est à l'origine des plantes actuelles, ou " lignée verte ". Comment s'est passé cet événement fondateur ? Combien de fois a-t-il eu lieu ? Le lignée verte génome d'un génome glaucophyte, organisme unicellulaire, indique qu'il ne s'est produit qu'une seule fois. Oui, la lignée verte serait monophylétique...glaucophyte monophylétique
Toutes les plantes et les algues chlorophylliennes (ce que l'on appelle la lignée verte) sont issues d'une endosymbiose entre une cyanobactérie et un organisme unicellulaire. L'ensemble a évolué en un organisme contenant un chloroplaste et se développant grâce à la photosynthèse. Mais se prononcer sur le nombre d'occurrences de cet événement est une tâche difficile qui fait débat au sein de la communauté scientifique. De nouveaux travaux indiquent que cette endosymbiose n'a eu lieu qu'une seule fois et que les plantes (au sens strict, Archaeplastida ou lignée verte) constituent donc un groupe monophylétique.

Cet ancêtre monocellulaire de toutes les plantes est rapproché d'un groupe actuel, celui des glaucophytes. Ces modestes organismes intéressent particulièrement les évolutionnistes car ils sont ce que certains appellent (faussement) des fossiles vivants. C'est-à-dire qu'ils n'ont pas beaucoup changé depuis leur formation, il y a plus d'un milliard d'années. Tellement peu qu'il a fallu du temps afin que les chloroplastes qu'ils contiennent soient identifiés comme tels.

La même endosymbiose pour toutes les plantes

Un autre atout de ces organismes, et plus particulièrement de Cyanophora paradoxa, est au centre des travaux en question : ils forment une branche basale de l'arbre contenant toutes les plantes et les algues dont l'existence découle d'une endosymbiose.

Les chercheurs (une large équipe internationale) ont analysé le génome de C. paradoxa, qui contient environ 70 millions de paires de bases. Ils y ont trouvé des traces d'un ancien parasite bactérien, de type Chlamydia. Une caractéristique que partagent également les organismes en apex de l'arbre phylogénétique. Leurs résultats sont présentés dans .

Ménage à trois : endosymbiose et parasitisme

Au cours d'un transfert horizontal, ce parasite bactérien a fourni au couple cyanobactérie-cellule (chloroplaste-glaucophyte) les gènes nécessaires aux échanges de nourriture. Un outil indispensable à l'endosymbiose, donc, et que les scientifiques n'avaient jusqu'à présent pas retrouvé chez C. paradoxa.

Que les glaucophytes d'une part et les algues et plantes d'autre part soient issus d'une endosymbiose utilisant les mêmes mécanismes est une preuve suffisante pour conclure que cette endosymbiose a eu lieu une seule fois, avant la divergence des glaucophytes, et que les Archaeplastida forment un groupe monophylétique. La thèse de la paraphylie nécessite en effet l'occurrence de davantage de transferts de gènes horizontaux ou de réversions.

Selon les auteurs, cet événement se serait produit il y a 1,6 milliard d'années environ, à un moment où, à cause du manque de nourriture et de l'augmentation de lumière du soleil, il était plus avantageux pour les organismes prédateurs de cyanobactéries de profiter de cette capacité à utiliser la lumière via la photosynthèse.

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Cette algue d'un milliard d'années pourrait être à l'origine de toutes les plantes

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Un fossile d'algue verte multicellulaire découvert en Chine et daté d'un milliard d'années repousse la date d'apparition de cette forme de vie, qui a donné lieu par la suite à toutes les plantes...

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L'histoire de la génétique commence avec l'observation par l'abbé Mendel du croisement de petits pois à peau lisse ou à peau ridée... qui en déduit ses lois sur la transmission des gènes d'une génération à l'autre.

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L'histoire de la génétique commence avec l'observation par l'abbé Mendel du croisement de petits pois à peau lisse ou à peau ridée... qui en déduit ses lois sur la transmission des gènes d'une génération à l'autre.

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2. Les climats de la Terre : comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain

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2. Les climats de la Terre : comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain

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1.3 Inéluctable évolution du génome populations

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2.1 La cellule musculaire

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Conclusion

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La Plante en Kit ! Ep8 - Conclusion, par Marc-André Sélosse

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L'analyse génétique d'un fossile d'enfant prouve que Néandertaliens et Dénisoviens devaient s'accoupler fréquemment

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L'analyse génétique d'un fossile d'enfant prouve que Néandertaliens et Dénisoviens devaient s'accoupler fréquemment

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Il était une fois, il y a 50.000 ans, une Néandertalienne et un Dénisovien. De leur union naquit une enfant... Un minuscule fragment d'os apporte aujourd'hui la preuve d'un accouplement entre ces deux espèces de la lignée humaine. " C'est la première fois qu'on trouve un descendant direct de ces deux groupes", explique à l'AFP Viviane Slon, de l'Institut Max-Planck d'anthropologie évolutionniste de Leipzig en Allemagne, coauteur de l'étude publiée mercredi 22 août 2018 dans le magazine Nature. Les Dénisoviens et les Néandertaliens se sont séparés il y a 400.000 / 500.000 ans, devenant deux espèces distinctes du genre Homo (les Homo sapiens en formant une autre).

L'homme de Néandertal a disparu de la surface de la Terre il y a environ 40.000 ans, pour une raison toujours inconnue. Les Dénisoviens se sont également éteints mais l'on ne sait pas exactement quand. Par contre, des analyses ADN ont prouvé que l' Homme de Denisova a laissé une partie de son génome à certains Homo sapiens: moins de 1% chez les populations asiatiques et amérindiennes, et jusqu'à 5% pour les aborigènes d'Australie ou les Papous de Nouvelle-Guinée. De la même manière, tous les humains modernes à l'exception des Africains ont dans leur génome environ 2% d'ADN légué par Néandertal, preuve des croisements qui ont pu se produire entre ces espèces dans un lointain passé.

Cette histoire familiale est révélée par un os de 1,5 cm, si petit que les chercheurs ne pouvaient dire au premier abord s'il avait appartenu à un hominidé ou à un animal.
Cette photo prise le 14 juin 2015 et obtenue de l'Université d'Oxford/Institut Max Planck le 22 août 2018 montre un fragment d'os de "Denisova 11" découvert en 2012 par des Russes dans les montagnes de l'Altaï en Sibérie. ©Thomas Higham / University of Oxford / AFP
Découvert en 2012 dans une grotte des montagnes de l'Altaï en Sibérie, près de la frontière actuelle entre la Russie et la Mongolie, "Denny" comme l'ont appelé les chercheurs, appartenait à un être de sexe féminin d'au moins 13 ans, vivant il y a environ 50.000 ans. L'os viendrait de son fémur, de son tibia ou de son humérus. La grotte où elle est décédée, dite de Denisova, était déjà célèbre pour avoir livré les premiers reste fossiles de l'Homme de Denisova, des fragments d'une phalange d'auriculaire.

En analysant "Denny", des généticiens sont parvenus à distinguer les chromosomes que la jeune femme a hérités de son père et de sa mère. Pas de doute pour eux, ils lui ont été légués par une Néandertalienne et un Dénisovien.
©L'enfant de Néandertal et Denisova (AFP - Simon MALFATTO)
" J'ai d'abord pensé qu'il y avait eu une erreur en laboratoire", raconte Svante Pääbo, également chercheur à l'Institut Max-Planck et coauteur de l'étude. En quittant l'Afrique, les Néandertaliens se sont dispersés en Europe et dans l'ouest de l'Asie tandis que les Dénisoviens se sont dirigés vers l'Asie de l'Est. " Néandertaliens et Dénisoviens n'ont peut-être pas eu beaucoup d'occasions de se rencontrer. Mais quand cela arrivait, ils ne semblaient pas avoir de préjugés les uns envers les autres", note Svante Pääbo qui est à l'origine de l'identification de l'Homme de Denisova. " Ils devaient s'accoupler fréquemment, beaucoup plus que ce que nous pensions auparavant, sinon, nous n'aurions pas été aussi chanceux", ajoute-t-il.

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L'analyse génétique d'un fossile d'enfant prouve que Néandertaliens et Dénisoviens devaient s'accoupler fréquemment

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Il était une fois, il y a 50.000 ans, une Néandertalienne et un Dénisovien. De leur union naquit une enfant... Un minuscule fragment d'os apporte aujourd'hui la preuve d'un accouplement entre ces deux espèces de la lignée humaine.