Diversité, phylogénie et arbre du vivant

Question 1

Comment se manifeste la diversité du vivant ?

Answer 1

• diversité spécifique
  richesse des espèces vivantes et disparues
  1,7 millions d’espèces répertoriées sur 10 millions
• diversité génétique
  formes différentes au sein d’une même espèce
• diversité écosystémique
  richesse des milieux de vie, des biotopes dans lesquels vivent ces organismes

Question 2

Qu’est-ce que la théorie cellulaire ?

Answer 2

tous les êtres vivants sont constitués d’unités structurales et fonctionnelles : les cellules

énoncée par Schleiden (botaniste) et Schwann (zoologiste) au XVIIIe

Question 3

Quelles sont les caractéristiques communes du vivant ?

Answer 3

• organisation membranaire circonscrite
  cf membranes des cellules
• métabolisme
  respiration, alimentation
• reproduction
  reproduction à l’identique (hérédité)
• adaptation

organisation circonscrite, métabolisme, reproduction => définitions fondées principalement sur l’autonomie et le métabolisme

reproduction, adaptation => définitions fondées principalement sur la capacité à évoluer

Question 4

Que possède la cellule ?

(quelles capacités ?)

Answer 4

• membrane plasmique
• métabolisme énergétique
• capacités reproductives
• capacités adaptatives

Question 5

Quelle est la définition du vivant ?

Answer 5

être vivant = système circonscrit autonome possédant des capacités évolutives et adaptatives

Question 6

De quoi est constitué un virus ?

Answer 6

• génome de petite taille
  ADN, ARN
  simple ou double brin
• capside
  protéines en couches et en motifs réguliers et répétitifs
• enveloppe (pour les virus enveloppés)
  bicouche lipidique et protéines membranaires
  acquise lors du processus de bourgeonnement

Question 7

Les virus sont-ils des êtres vivants ?

Answer 7

• pas de membrane plasmique (mais peut prendre celle de la cellule infectée) => pas d’organisation confinée
• pas de métabolisme
• reproduction non autonome
  => pas d’autonomie => pas des êtres vivants

Question 8

Comment fonctionne le cycle de vie d’un virus hypothétique ?

Answer 8

• pas capables de produire des protéines eux-mêmes
• les virus exploitent la machinerie de la cellule hôte pour tous les aspects de leur multiplication
  _____
• entrée dans la cellule et retrait de l’enveloppe de l’ADN
• réplication de l’ADN
• transcription de l’ADN puis traduction pour fabriquer les protéines de l’enveloppe protéique
• assemblage des particules virales filles et sortie de la cellule

ADN : stocke de l’information génétique à long terme
ARN : utilisé pour transférer le code génétique du noyau aux ribosomes, en vue de concevoir des protéines
transcription : processus de copie (d’un segment) du matériel génétique (ADN ou ARN) en ARNm
transcription : étape de synthèse des protéines par les ribosomes, à partir de l’information génétique contenue dans les ARNm

voir schéma slide 24

Question 9

Comment se déroule le cycle de vie d’un bactériophage lambda ?

Answer 9

• adsorption/accrochage du virus sur une bactérie + injection de son ADN phagique
• début transcription ADN phagique
• traduction en enzymes phagiques dont une endonucléase dégradant le chromosome bactérien
• réplication du génome du phage
• suite réplication et synthèse des protéines de la capside et queue
• assemblage des particules phagiques et début de synthèse du lysozyme (enzyme)
• lyse cellulaire par action du lysozyme + libération de 200 à 1000 nouveaux virus

voir schéma slide 25

Question 10

Qu’est-ce que la phylogénie ? À quoi sert-elle ?

Answer 10

phylogénie = science qui permet la classification des organismes

but : trouver des parentés évolutives entre les êtres vivants

Question 11

Comment sont constitués les arbres phylogénétiques ?

Answer 11

• arbre enraciné de bas en haut en fonction du temps, succession d’ancêtres au cours du temps
• feuilles : organismes actuels ou fossiles représentant des organismes ou des groupes d’organismes (taxons)
• branches : liens de parenté
• noeuds : ancêtres communs hypothétiques
• racine : sert à orienter l’arbre dans le temps

à savoir comment enraciner un arbre

voir slide 37 ou fig 1-3 poly

Question 12

Qu’est-ce qu’un groupe monophylétique ?

Answer 12

groupe comprenant un ancêtre commun hypothétique et la totalité de ses descendants connus

Question 13

Qu’est-ce qu’un groupe paraphylétique ?

Answer 13

groupe non-monophylétique, comprenant un ancêtre commun et une partie seulement de ses descendants

Question 14

Qu’est-ce qu’un groupe paraphylétique ?

Answer 14

groupe comprenant des membres sans ancêtre commun

voir slide 40

Question 15

Que sont les groupes frères ?

Answer 15

groupes monophylétiques formant ensemble un groupe monophylétique

Question 16

Quand est-ce qu’un arbre est irrésolu ?

Answer 16

quand le noeud est le point de rencontre de 3 ou plus branches
=> point d’imprécision concernat les relations de parenté

Question 17

Qu’est-ce qu’un caractère ?

Answer 17

attribut observable (anatomique ou moléculaire) d’un organisme et présentant ou moins 2 états différents

structures comparables entre les organismes étudiés, présentant donc des similitudes sans être exactement identiques

ex : couleur des yeux

Question 18

Qu’est-ce que l’état primitif et l’état dérivé ?

Answer 18

état primitf : état ancien d’un caractère
état dérivé : nouvel état

le passage d’un état primitif à un état dérivé correspond à une innovation évolutive

Question 19

Qu’est-ce qu’un caractère homologue ?

Answer 19

caractère hérité d’un seul ancêtre commun hypothétique, chez qui cette structure est apparue pour la première fois

caractère dérivé hérité d’un ancêtre commun

Question 20

Qu’est-ce qu’une synapomorphie ?

Answer 20

partage d’un caractère dérivé entre les membres d’un groupe ayant un ancêtre commun hypothétique

Question 21

Quelles sont les étapes d’une reconstruction phylogénétique ?

Answer 21

1. **Définition du problème phylogénétique **
   quels organismes sont plus proches entre-eux ?
2. Choix d’un échantillon d’organismes à étudier
   choisir des organismes représentatifs des taxons du groupe d’étude (intragroupe)
   choisier un organisme représentatif d’un groupe externe (extragroupe)
   rôle de l’extragroupe : définir le sens de transformation des caractères qui vont être comparés entre les organismes pour établir des liens de parenté
3. Construction de la matrice de caractères
   0 : absence d’un caractère
   1 : présence d’un caractère
4. Exploration des caractères sur les arbres possibles
5. Sélection d’un arbre sur le critère de la parcimonie
   choix de l’arbre le plus parcimonieux : celui qui requiert le moins d’innovations évolutives pour les états de caractères

voir fig 1-4

Question 22

Comment est composé le nom d’un organisme ?

Answer 22

nom scientifique (en latin) = nom du genre + nom de l’espèce

Question 23

Comment enraciner un arbre ?

Answer 23

si l’arbre est enraciné sur X, le premier noeud de l’arbre doit être lié à X

un deuxième noeud est lié à la feuille la plus proche de X et ainsi de suite

on peut enraciner des groupes

voir TD1

Question 24

Quels sont les trois domaines du vivant ?

Answer 24

• eucaryotes
• archées
• bactéries

Question 25

Quels sont les caractères communs et différents des trois domaines du vivant ?

Answer 25

• organisation cellulaire
  présence de noyau délimité par enveloppe + système endomembranaire (organites avec membranes) + cytosquelette => eucaryotes seulement
• nature des lipides membranaires
  liaison ester, hydrocarbures linéaires => bactéries et eucaryotes
  liaison éther, hydrocarbures ramifiés => archées
• organisation du génome et mode de division cellulaire
  chromosome circulaire + division par scissiparité => eubactéries et archées
  plusieurs chromosomes linéaires + division par mitose => eucaryotes
• processus d’initiation de traduction
  ARNt initiateurs :
  méthionine => archées et eucaryotes
  formylméthionine => bactéries
  ARN polymérases
  une => bactéries
  plusieurs => archées
  trois => eucaryotes
• tailles
  eubactéries et archées : de l’ordre du µm
  eucaryotes (cellules) : 10 à 30 µm (animales) / 30 à 100 µm (photosynthétiques)

voir slides 70 à 80, surtout 80

Question 26

Présenter les domaines du vivant et les groupes à connaitre

Answer 26

voir Onenote q32