Les trois domaines du vivant
Quelques activités sur la classification du vivant, la découverte des procaryotes et la place des eucaryotes
La démarche proposée ici permet d'aborder les aspects historiques de la classification, les techniques scientifiques d'études des cellules et des molécules, le principe de la phylogénie moléculaire et son application évidente à un monde non classable autrement , celui des procaryotes. Enfin, on remet en question la place des Eucaryotes et on s'interroge sur l'origine de la vie.
Comment l'avancée des techniques d'observation a-t-elle conduit les scientifiques à modifier la classification du vivant ?
L'invention du microscope a permis de caractériser les bactéries puis d'inventer le groupe des procaryotes :
l' observation et l' analyse des arbres du vivant montre qu'avant le microscope, seuls les organismes visibles à l' œil nu sont classés.
un peu d'histoire des sciences : dossier fournissant des images des arbres du vivant et les étapes de la classification depuis l' Aristote jusqu'à nos jours où la place privilégiée des Eucaryotes est de plus en plus réduite par rapport à celle des Bactéries et des Archées.
- L'observation des premiers procaryotes a chamboulé la vision du vivant et remis en cause les classifications.
Ces dossiers fournissent de nombreuses images et des informations sur les procaryotes choisis pour réaliser une classification phylogénétique .
On essaiera de trouver des critères de classification en observant ces images, on en profitera pour comprendre comment ces images ont été obtenues (MET, MEB, colorisation...)
On pourra discuter des points communs à tous les procaryotes qui les distinguent des eucaryotes mêmes si pour certains procaryotes, la limite est difficile à établir (présence d'un noyau par exemple).
cheminement vers les trois domaines du vivant
Mais comment classer des procaryotes qui se ressemblent tous ? Quelle place leur donner par rapport aux eucaryotes ?
Les scientifiques ont pu définir deux groupes de procaryotes : les archées et les bactéries. Ils les ont caractérisées et comparées au eucaryotes.
comparaison des données moléculaires et cellulaires : tableau comparatif : L'analyse des données cellulaires et moléculaires montre qu'il est difficile de caractériser un domaine par des caractères spécifiques. Ces comparaisons posent le problème de l'origine de ces trois groupes et des mécanismes de l'évolution (transferts horizontaux de gènes).
On pourra mettre en relation les spécificités moléculaires avec les conditions de vie extrêmes, mais elles sont développées aussi bien par les archées que par les bactéries. adaptation thermophile des procaryotes
La seule solution pour établir une parenté entre des organismes quand aucun caractère cellulaire et moléculaire n'est spécifique est de comparer des molécules séquencées :
comparaison des séquences des arn ribosomiques
La comparaison des séquences des ARN ribosomiques retrace la démarche historique suivie par Carl Woese et son équipe.
On obtient un arbre du vivant montrant ses trois domaines : Archées, Bactéries, Eucaryotes. Chaque nouvel organisme procaryote trouve sa place dans cet arbre grâce à l'étude de son génome.
On peut à partir de cet arbre s'interroger sur l' origine des eucaryotes.
Théorie endosymbiotique et origine des organites semi-autonomes (comparaison des génomes des chloroplastes à ceux des bactéries, archées et eucaryotes) peuvent alors être abordées.
Comment cette classification du vivant en trois domaines pose-t-elle la question de l'origine de la vie et de ses conditions ?
L'hyperthermophilie partagée par de nombreuses archées et quelques bactéries indique-t-elle que la vie est apparue dans un le milieu très chaud ?
arbre du vivant et hyperthermophilie
La racine de cet arbre désigne une origine du vivant hyperthermophile (traits gras) mais les scientifiques discutent toujours de cette hypothèse.
Pour en savoir davantage : "microbes de l'enfer" Patrick Forterre. Belin-Pour la science 2007.
ibsn : 978-2-7011-4425-2
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