Unité 8 Flashcards
Les 7 propriétés de la vie
↣Tous les organismes vivants partagent ces propriétés:
- organisé: cellules- tissus - organes - système
- Énergie: Convertit nourriture
- Reproduction; asexué ou non
- Hérédité (est besoins pour l’évolution): progéniture, gamètes, se ressemble au parents
- croissance et développement
- Régulation et homéostasie
- Réponse aux stimuli
- Age de l’univers
- Age de la terre
- Premières évidences de la vie sur Terre
↣ age de l’univers: 13.8 milliard d’années (big bang)
↣ age de la Terre: 4.6 milliard d’années
↣Premières évidences de la vie sur Terre: 4 milliard d’années
Les premières évidences de la vie sur Terre datent d’il y a 4 milliards d’années et viennent de stromatolithes fossilisés.
↣ Stromatolithe déf:
Roche calcaire formée par certains procaryotes lorsque se déposent au fil du temps des films de sédiments en minces couches successives.
(Des cyanobactéries: forme des colonies en filament forme des espèces de matelas de calcium et piégeait. Forme des minces couches de calcium)
↣ Fossile déf:
Vestige ou empreinte d’organisme ancien conservé dans une roche sédimentaire ou dans un autre matériau durable.
La vie sur Terre utilise le carbone
↣Très abondant sur la Terre et dans son atmosphère
↣ Peut s’associer à 4 autres atomes pour former des molécules réactives ou stables (organiques)
↣ Peut s’associer à d’autres molécules de carbone (polymérisation)
Le carbone (C), l’oxygène (O), l’hydrogène (H) et l’azote (N) constituent la majorité des molécules biologiques:
↣ Les glucides
↣ Les protéines
↣ Les acides gras
↣ Les acides nucléiques, etc.
Des conditions propices à la vie
↣Jeune Terre 4.6 Ba (masse en fusion)
⇰ Impact d’astéroïdes et comètes nombreux
⇰ Activité volcanique importante
⇰ Température élevée
↣ Refroidissement progressif, formation d’une atmosphère et des océans
⇰ Atmosphère: vapeur d’eau, dioxyde de carbone, ammoniaque et méthane; peu d’oxygène
⇰ Après plus de 500 Ma de transformations, l’environnement terrestre devient plus propice à la naissance de la vie
Les archives fossiles et géologiques
Quatre étapes essentielles:
- Nomme les
a) La synthèse abiotique et l’accumulation de petites molécules organiques comme les acides aminés et les bases azotées
b) La fusion de ces petites molécules pour former des macromolécules, notamment des protéines et des acides nucléiques :
c) La formation de protocellules
d) L’apparition de molécules capables d’autoréplication rendant l’hérédité possible
a) La synthèse abiotique et l’accumulation de petites molécules organiques comme les acides aminés et les bases azotées
Soupe primordiale déf: combinaison hypothétique de conditions ayant mené à la transition d’un monde abiotique vers un monde biotique (eau, monomères, énergie)
↣ Des composés organiques peuvent se former à partir de molécules très simples
↣ L’énergie nécessaire à ces synthèses organiques aurait pu provenir de rayons UV ou de la foudre
- 2 scientifiques ont essayé de reproduire les soupe dans labo soit en faisant l’expérience Stanley Miller.
b) La fusion de ces petites molécules pour former des macromolécules, notamment des protéines et des acides nucléiques :
La fusion de ces petites molécules pour former des macromolécules, notamment des protéines et des acides nucléiques :
↣De monomères (1 molécule) à oligomères (2-10 molécules répétées) ou polymères (>10) ↣ Des expériences ont démontré que des polymères d’amino acides et de bases azotées peuvent se former spontanément sans enzymes ni ribosomes:
1. Molécules précurseurs (amino acides simples ou bases azotées)
2. Énergie thermale (chaleur)
3. Catalyste (agent chimique qui augmente le taux d’une réaction chimique particulière): Fe2+, Pb2+ , Mg2+, etc.
↣ L’argile est un catalyste minéral pour la polymérisation de l’ARN
c)La formation de protocellules
La formation de protocellules
Protocellule déf Agrégat de molécules produit par voie abiotique et entouré d’une membrane ou d’une structure apparentée à une membrane Des expériences ont démontré que des vésicules peuvent se former spontanément lorsque l’on met des lipides et d’autres molécules organiques en présence d’eau:
↣ Réunir les constituants à l’intérieur d’une membrane favorise les réactions de réplication (= métabolisme interne)
↣ Les vésicules peuvent augmenter de taille (= croissance)
↣ Les membranes peuvent avoir une perméabilité sélective (= régulation)
↣ Les membranes peuvent performer des réactions métaboliques en utilisat des molécules externes (= réponse à l’environnement)
d) L’apparition de molécules capables d’autoréplication rendant l’hérédité possible
L’apparition de molécules capables d’autoréplication rendant l’hérédité possible
↣ Les protéines (p. ex: les enzymes) sont synthétisées à opartir d’information génétique encodée dans l’ADN et l’ARN.
↣ L’ADN et l’ARN sont synthétisées et répliquées par la machinerie cellulaire par réactions enzymatiques.
↣ Alors, laquelle est d’abord apparue? La protéine ou bien l’acide nucléique?
↣ Les molécules d’ARN peuvent aussi être des catalystes et fonctionner en enzymes, on appelle ces molécules des ribozymes
↣ Les ribozymes peuvent faire des copies complémentaires de molécules d’ARN (= autoréplication)
↣ Les premières cellules encodent probablement l’information génétique au sein de l’ARN
↣ La sélection naturelle aurait pu favoriser les molécules d’ARN qui s’autorépliquent plus rapidement
↣ Le transfert de l’ARN d’une vésicule mère à deux vésicules filles est considéré comme de l’hérédité.
Étant donné cette hérédité, des erreurs de réplication d’ARN, des variations en termes de taux de réplication, l’évolution par la sélection naturelle peut procéder!
Les archives fossiles et géographiques:
↣ Les fossiles se retrouvent principalement dans les roches sédimentaires
↣ Les archives fossiles sont basées sur l’ordre dans lequel les fossiles se sont accumulés (ordre chronologique vertical).
↣ L’âge relatif des couches sédimentaires (strates) est déterminé selon leur position l’une par rapport à l’autre (biostratigraphie)
↣ L’âge absolu est déterminé par datation radiométrique
Datation radiométrique déf
technique de datation basée sur la désintégration des isotopes radioactifs d’un organisme.
- Au moment de la mort de l’organisme, le ratio entre deux isotopes du carbone C 12/C14 est le même que celui de l’environnement. C’est dû au fait que les plantes incorporent ces isotopes dans la même proportion dans laquelle ils sont présents dans l’atmosphère (proportion que nous connaissons).
- L’istotope C 14 est instable; il de désintègre avec le temps à un taux constant (taux que nous connaissons) alors que la quantité de l’isotope C 12, qui est stable, demeure constante jusqu’à ce que le fossile soit découvert.
- En mesurant le ratio de C12/C14 du fossile, il est possible de déterminer précisément son âge
Les archives fossiles et géologiques
Succession faunique déf Séquence verticale de flore et de faune fossilisée pouvant être identifiée de façon fiable sur de très grandes distances horizontales.
↣ La biostratigraphie utilise ce principe pour définir des biozones (c.-à-d. des intervalles de strates géologiques avec une composition spécifique de fossiles).
Les espèces qui ont des exigences écologiques spécifiques et qui ont vécu pendant une période géologique très courte font d’excellents biomarqueurs ou espèces diagnostiques pour la datation des roches sédimentaires.
Ex: Foraminifera (eucaryotes unicellulaires aquatiques) Cambrien, 540 Ma
↣ Très grande distribution géographique
↣ Espèces aux habitats très spécifiques
↣ Grande diversité morphologique
↣Souvent très bien préservés (test de CaCO3 ) Ca2+ + HCO3 - → CaCO3 + H+
Le fait de connaître les âges relatifs et absolus des fossiles nous permet de mieux comprendre l’évolution des organismes.
Avec la systématique, la paléontologie nous informe sur l’histoire évolutive des organismes:
↣ Plusieurs fossiles appartiennent à des espèces qui sont maintenant éteintes
↣ Certains fossiles ressemblent à des organismes toujours existants
↣ Les organismes peuvent changer très rapidement d’un point de vue morphologique
↣Les archives fossiles, aussi substantielles soient-elles, est une chronique incomplète de l’évolution:
⇰ Plusieurs fossiles ont été détruits avec le temps ou n’ont pas encore été découverts
⇰ Comportent un biais en faveur des espèces qui ont vécu sur de très longues périodes, et celles avec des coquilles ou des squelettes solides (qui facilitent la fossilisation)
↣ Les discontinuités observées dans les archives fossiles peuvent refléter d’importants événements géologiques, écologiques et évolutifs:
⇰ Les plaques tectoniques, la sédimentation, l’érosion
⇰ Les changements du climat, d’habitats, le retrait des mers et des glaciers
⇰ Les colonisations d’espèces, l’évolution, la spéciation, les extinctions, etc.
Événements clés dans l’histoire de la vie
- nomme les
a) Premiers organismes unicellulaires (les procaryotes)
b) La photosynthèse et l’augmentation de l’O2 atmosphérique
c) Les premiers eucaryotes
d) multicellularité
e) L’explosion du Cambrien
Événements clés dans l’histoire de la vie
- nomme les
a) Premiers organismes unicellulaires (les procaryotes)
b) La photosynthèse et l’augmentation de l’O2 atmosphérique
c) Les premiers eucaryotes
d) multicellularité
e) L’explosion du Cambrien
f) La colonisation des milieux terrestres
b) La photosynthèse et l’augmentation de l’O2 atmosphérique
Quand? Il y a 2.7 milliards d’années
↣ Oxygène initialement rare dans l’atmosphère
↣ Lorsque les premiers procaryotes photosynthétiques sont apparus, l’O2 produite par la scission de l’eau (1) s’est d’abord dissoute dans les océans, puis (2) s’est accumulée dans l’atmosphère
↣ A probablement causé l’extinction de plusieurs groupes de procaryotes, et l’évolution d’adaptations à l’O2 chez d’autres groupes
c)Les premiers eucaryotes
Quand? Il y a 2.1 milliards d’années
↣ Eucaryotes unicellulaires modernes possèdent:
Un noyau dans une enveloppe nucléaire
Des organelles comme les mitochondries, le réticulum endoplasmique, les chloroplastes, etc.
↣ Les eucaryotes seraient apparus par endosymbiose: une cellule procaryote aurait phagocyté une petite cellule qui serait devenue, au fil de l’évolution, un organite présent chez tous les eucaryotes
d) multicellularité
Quand? Il y a 1.2 milliards d’années
Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer l’évolution de la multicellularité, dont:
L’hypothèse coloniale: des colonies se forment avec la coopération d’organismes unicellulaires de la même espèce. Éventuellement, les cellules cessent de se séparer. Un spécialisation peut survenir.
↣ Ex: colonies de cyanobactéries
L’hypothèse de la symbiose: Les cellules de différentes espèces établissent à long-terme une association mutuellement bénéfique. Moins probable puisque cela impliquerait l’intégration de deux génomes en un seul.
La multicellularité est apparue indépendamment plusieurs fois (au moins 25 fois chez les eucaryotes), et certains groupes ont perdu cette caractéristique.
d) multicellularité
Quand? Il y a 1.2 milliards d’années
Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer l’évolution de la multicellularité, dont:
1. L’hypothèse coloniale: des colonies se forment avec la coopération d’organismes unicellulaires de la même espèce. Éventuellement, les cellules cessent de se séparer. Un spécialisation peut survenir.
↣ Ex: colonies de cyanobactéries
2. L’hypothèse de la symbiose: Les cellules de différentes espèces établissent à long-terme une association mutuellement bénéfique. Moins probable puisque cela impliquerait l’intégration de deux génomes en un seul.
La multicellularité est apparue indépendamment plusieurs fois (au moins 25 fois chez les eucaryotes), et certains groupes ont perdu cette caractéristique.
↣Succès évolutif de la symmétrie bilatérale (qui existait déjà):
⇰ Organes sensoriels antérieurs (yeux, développement d’un système nerveux)
⇰ Appendices antérieurs pour la prédation
⇰ Appendices antérieurs pour le mouvement (nager, ramper, etc)
↣Période de radiance adaptative:
↣ Radiance adaptative déf Diversification rapide, à partir d’un ancêtre commun, d’une multitude de nouvelles espèces, chacune d’elle étant adaptée à une niche écologique spécifique.
↣ Cette diversification a mené à la formation des premiers réseaux trophiques complexes.
Qu’est-ce qui a causé l’explosion du Cambrien?
- Nomme les
- Des changement environnementaux importants
2. Extinction massive de la faune édiacarienne suivi d’une radiance adaptative
Qu’est-ce qui a causé l’explosion du Cambrien?
- Nomme les
- Des changement environnementaux importants
2. Extinction massive de la faune édiacarienne suivi d’une radiance adaptative
f) La colonisation des milieux terrestres
↣Quand? Il y a 500 millions d’années
↣ Qui? D’abord les plantes (et les eumycètes), puis les animaux (arthropodes et tétrapodes)
↣ Comment? En évoluant des adaptations qui:
⇰ Préviennent la déshydratation (p. ex: le système vasculaire des plantes)
⇰ Permettent la reproduction sur la terre ferme (p. ex: fécondation sans présence d’eau)
⇰ Facilitent la locomotion sur la terre ferme
- Extinction massive de la faune édiacarienne suivi d’une radiance adaptative
↣ Complexification de la chaîne alimentaire
↣ Plus de prédateurs
↣ Course à l’armement (relations prédateurs-proies)
ascension et déclin des groupes d’organismes
L’ascension et le déclin de groupes d’organismes marquent le cours de la vie sur Terre depuis ses débuts, p. ex:
↣ Les procaryotes anaérobies sont apparus, ont prospéré, puis ont décliné avec l’augmentation de l’O2 atmosphérique. Les procaryotes aérobies et les eucaryotes ont alors prospéré.
↣ Des milliards d’années plus tard, les premiers tétrapodes ont colonisé les milieux terrestres, et les amphibiens ont dominé pendant 100 Ma, jusqu’à ce que d’autres tétrapodes, les dinosaures, dominent le milieu terrestre.
↣ Suite à l’extinction des dinosaures, les mammifères se sont diversifiés pour dominer à leur tour.
↣ Le destin naturel de toutes les espèces est l’extinction (près de 99% des espèces ayant existé sur Terre sont éteintes) ou la spéciation (l’évolution de nouvelles espèces)
↣ Taux d’extinction > Taux de spéciation = ascension d’un groupe
↣ Taux d’extinction < Taux de spéciation = déclin d’un groupe
La tectonique des plaques
Le déplacement des plaques tectoniques a des répercussions majeures sur la vie:
Extinctions massives
Extinction massive déf Épisode de l’histoire de la Terre où un nombre considérable d’espèces disparaît soudainement.
↣ Les extinctions massives ont été causées par des changements de température, des éruptions volcaniques massives, des météorites, etc.
↣ Ces changements environnementaux ont causé des cascades d’événements écologiques dramatiques
Radiance adaptative
Les extinctions de masse sont toujours suivies par des épisodes de radiance adaptative menant à l’apparition de nouveaux taxons.
↣ P. ex: La radiance adaptative des mammifères suite à l’extinction des dinosaures:
