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13.3 : Protistes - Biologie


Les organismes eucaryotes qui ne correspondaient pas aux critères des royaumes Animalia, Fungi ou Plantae étaient historiquement appelés protistes et classés dans le royaume Protista. En tant que groupe collectif, les protistes présentent une étonnante diversité de morphologies, de physiologies et d'écologies.

Caractéristiques des protistes

Il existe plus de 100 000 espèces vivantes de protistes décrites, et on ne sait pas combien d'espèces non décrites peuvent exister. Étant donné que de nombreux protistes vivent dans des relations symbiotiques avec d'autres organismes et que ces relations sont souvent spécifiques à une espèce, il existe un énorme potentiel de diversité protiste non décrite qui correspond à la diversité des hôtes. En tant que terme fourre-tout pour les organismes eucaryotes qui ne sont pas des animaux, des plantes, des champignons ou un seul groupe phylogénétiquement apparenté, il n'est pas surprenant que peu de caractéristiques soient communes à tous les protistes.

Presque tous les protistes existent dans un certain type d'environnement aquatique, y compris les environnements d'eau douce et marins, les sols humides et même la neige. Plusieurs espèces de protistes sont des parasites qui infectent les animaux ou les plantes. Un parasite est un organisme qui vit sur ou dans un autre organisme et s'en nourrit, souvent sans le tuer. Quelques espèces de protistes vivent d'organismes morts ou de leurs déchets et contribuent à leur décomposition.

Structure protiste

Les cellules des protistes sont parmi les plus élaborées de toutes les cellules. La plupart des protistes sont microscopiques et unicellulaires, mais il existe de véritables formes multicellulaires. Quelques protistes vivent comme des colonies qui se comportent à certains égards comme un groupe de cellules libres et à d'autres comme un organisme multicellulaire. D'autres protistes sont composés d'énormes cellules uniques multinucléées qui ressemblent à des taches amorphes de boue ou, dans d'autres cas, à des fougères. En fait, de nombreuses cellules protistes sont multinucléées ; chez certaines espèces, les noyaux sont de tailles différentes et ont des rôles distincts dans la fonction des cellules protistes.

Les cellules protistes uniques varient en taille de moins d'un micromètre à 3 mètres de longueur des cellules multinucléées de l'algue Caulerpa. Les cellules protistes peuvent être enveloppées par des membranes cellulaires de type animal ou des parois cellulaires de type végétal. D'autres sont enfermés dans des coquilles vitreuses à base de silice ou enroulés avec des pellicules de bandes de protéines imbriquées. La pellicule fonctionne comme une armure flexible, empêchant le protiste d'être déchiré ou percé sans compromettre son amplitude de mouvement.

La majorité des protistes sont mobiles, mais différents types de protistes ont développé des modes de mouvement variés. Certains protistes ont un ou plusieurs flagelles, qu'ils tournent ou fouettent. D'autres sont couverts de rangées ou de touffes de minuscules cils qu'ils battent en coordination pour nager. D'autres encore envoient des pseudopodes en forme de lobe de n'importe où sur la cellule, ancrent le pseudopode à un substrat et tirent le reste de la cellule vers le point d'ancrage. Certains protistes peuvent se diriger vers la lumière en couplant leur stratégie de locomotion avec un organe sensible à la lumière.

Comment les protistes obtiennent de l'énergie

Les protistes présentent de nombreuses formes de nutrition et peuvent être aérobies ou anaérobies. Les protistes photosynthétiques (photoautotrophes) sont caractérisés par la présence de chloroplastes. D'autres protistes sont hétérotrophes et consomment des matières organiques (comme d'autres organismes) pour se nourrir. Les amibes et certaines autres espèces de protistes hétérotrophes ingèrent des particules par un processus appelé phagocytose, dans lequel la membrane cellulaire engloutit une particule alimentaire et la ramène vers l'intérieur, pinçant un sac membraneux intracellulaire, ou vésicule, appelé vacuole alimentaire (Figure 13.3.2). Cette vésicule fusionne ensuite avec un lysosome et la particule alimentaire est décomposée en petites molécules qui peuvent diffuser dans le cytoplasme et être utilisées dans le métabolisme cellulaire. Les restes non digérés sont finalement expulsés de la cellule par exocytose.

Certains hétérotrophes absorbent les nutriments des organismes morts ou de leurs déchets organiques, et d'autres sont capables d'utiliser la photosynthèse ou de se nourrir de matière organique, selon les conditions.

La reproduction

Les protistes se reproduisent par divers mécanismes. La plupart sont capables d'une certaine forme de reproduction asexuée, telle que la fission binaire pour produire deux cellules filles, ou la fission multiple pour se diviser simultanément en plusieurs cellules filles. D'autres produisent de minuscules bourgeons qui se divisent et grossissent jusqu'à la taille du protiste parental. La reproduction sexuée, impliquant la méiose et la fécondation, est courante chez les protistes, et de nombreuses espèces de protistes peuvent passer de la reproduction asexuée à la reproduction sexuée si nécessaire. La reproduction sexuée est souvent associée à des périodes d'épuisement des nutriments ou de changements environnementaux. La reproduction sexuée peut permettre au protiste de recombiner des gènes et de produire de nouvelles variations de descendance qui peuvent être mieux adaptées à la survie dans le nouvel environnement. Cependant, la reproduction sexuée est également souvent associée à des kystes qui constituent une étape protectrice et de repos. Selon leur habitat, les kystes peuvent être particulièrement résistants aux températures extrêmes, à la dessiccation ou à un pH bas. Cette stratégie permet également à certains protistes d'« attendre » les facteurs de stress jusqu'à ce que leur environnement devienne plus favorable à la survie ou jusqu'à ce qu'ils soient transportés (comme par le vent, l'eau ou le transport sur un organisme plus grand) vers un environnement différent car les kystes ne présentent pratiquement aucune cellule cellulaire. métabolisme.

Diversité protiste

Avec l'avènement du séquençage de l'ADN, les relations entre les groupes protistes et entre les groupes protistes et les autres eucaryotes commencent à se préciser. De nombreuses relations basées sur des similitudes morphologiques sont remplacées par de nouvelles relations basées sur des similitudes génétiques. Les protistes qui présentent des caractéristiques morphologiques similaires peuvent avoir développé des structures analogues en raison de pressions sélectives similaires plutôt qu'en raison d'une ascendance commune récente. Ce phénomène est appelé évolution convergente. C'est l'une des raisons pour lesquelles la classification des protistes est si difficile. Le schéma de classification émergent regroupe l'ensemble du domaine Eukaryota en six « supergroupes » qui contiennent tous les protistes ainsi que les animaux, les plantes et les champignons (Figure 13.3.3) ; ceux-ci incluent les Excavata, Chromalveolata, Rhizaria, Archaeplastida, Amoebozoa et Opisthokonta. Les supergroupes sont considérés comme monophylétiques; on pense que tous les organismes au sein de chaque supergroupe ont évolué à partir d'un seul ancêtre commun, et donc tous les membres sont plus étroitement liés les uns aux autres qu'aux organismes extérieurs à ce groupe. Il manque encore des preuves de la monophylie de certains groupes.

Agents pathogènes humains

De nombreux protistes sont des parasites pathogènes qui doivent infecter d'autres organismes pour survivre et se propager. Les parasites protistes comprennent les agents responsables du paludisme, de la maladie du sommeil africaine et de la gastro-entérite d'origine hydrique chez l'homme. D'autres agents pathogènes protistes s'attaquent aux plantes, provoquant une destruction massive des cultures vivrières.

Espèces Plasmodium

Membres du genre Plasmodium doivent infecter un moustique et un vertébré pour compléter leur cycle de vie. Chez les vertébrés, le parasite se développe dans les cellules du foie et continue à infecter les globules rouges, éclatant et détruisant les cellules sanguines à chaque cycle de réplication asexuée (Figure 13.3.4). Des quatre Plasmodium espèces connues pour infecter les humains, P. falciparum représente 50 pour cent de tous les cas de paludisme et est la principale cause de décès liés à la maladie dans les régions tropicales du monde. En 2010, on estimait que le paludisme causait entre 0,5 et 1 million de décès, principalement chez les enfants africains. Au cours du paludisme, P. falciparum peut infecter et détruire plus de la moitié des cellules sanguines circulantes d'un humain, entraînant une anémie sévère. En réponse aux déchets libérés lorsque les parasites éclatent des cellules sanguines infectées, le système immunitaire de l'hôte déclenche une réponse inflammatoire massive avec des épisodes de fièvre provoquant le délire, car les parasites détruisent les globules rouges, déversant les déchets parasitaires dans la circulation sanguine. P. falciparum est transmis à l'homme par le moustique africain du paludisme, Anopheles gambiae. Les techniques pour tuer, stériliser ou éviter l'exposition à cette espèce de moustique très agressive sont cruciales pour la lutte contre le paludisme.

CONCEPT EN ACTION

Ce film décrit la pathogenèse de Plasmodium falciparum, l'agent causal du paludisme.

Trypanosomes

T. brucei, le parasite responsable de la maladie du sommeil africaine, perturbe le système immunitaire humain en modifiant son épaisse couche de glycoprotéines de surface à chaque cycle infectieux (Figure 13.3.5). Les glycoprotéines sont identifiées par le système immunitaire comme des corps étrangers, et une défense anticorps spécifique est montée contre le parasite. Cependant, T. brucei a des milliers d'antigènes possibles, et à chaque génération suivante, le protiste passe à un revêtement de glycoprotéine avec une structure moléculaire différente. De cette façon, T. brucei est capable de se répliquer en continu sans que le système immunitaire réussisse jamais à éliminer le parasite. Sans traitement, la maladie du sommeil africaine entraîne invariablement la mort à cause des dommages qu'elle cause au système nerveux. En période épidémique, la mortalité due à la maladie peut être élevée. Des mesures de surveillance et de contrôle accrues ont conduit à une réduction des cas signalés ; certains des nombres les plus bas signalés en 50 ans (moins de 10 000 cas dans toute l'Afrique subsaharienne) se sont produits depuis 2009.

En Amérique latine, une autre espèce du genre, T. cruzi, est responsable de la maladie de Chagas. T. cruzi les infections sont principalement causées par un insecte suceur de sang. Le parasite habite les tissus du cœur et du système digestif pendant la phase chronique de l'infection, entraînant une malnutrition et une insuffisance cardiaque causées par des rythmes cardiaques anormaux. On estime que 10 millions de personnes sont infectées par la maladie de Chagas, qui a causé 10 000 décès en 2008.

CONCEPT EN ACTION

Ce film traite de la pathogenèse de Trypanosoma brucei, l'agent causal de la maladie du sommeil africaine.

Parasites des plantes

Les parasites protistes des plantes terrestres comprennent des agents qui détruisent les cultures vivrières. L'oomycète Plasmopara viticola parasite les plants de vigne, provoquant une maladie appelée mildiou (Figure 13.3.6une). Les plants de vigne infectés par P. viticole paraissent rabougris et ont des feuilles fanées décolorées. La propagation du mildiou a provoqué le quasi-effondrement de l'industrie viticole française au XIXe siècle.

Phytophthora infestans est un oomycète responsable du mildiou de la pomme de terre, qui provoque la décomposition des tiges et des tiges de la pomme de terre en une boue noire (Figure 13.3.6b). Brûlure généralisée de la pomme de terre causée par P. infeste a précipité la célèbre famine irlandaise de la pomme de terre au XIXe siècle qui a coûté la vie à environ 1 million de personnes et a conduit à l'émigration d'Irlande d'au moins 1 million de plus. Le mildiou continue d'affecter les cultures de pommes de terre dans certaines régions des États-Unis et de la Russie, anéantissant jusqu'à 70 pour cent des cultures lorsqu'aucun pesticide n'est appliqué.

Protistes bénéfiques

Les protistes jouent des rôles écologiques d'une importance critique en tant que producteurs, en particulier dans les océans du monde. Ils sont tout aussi importants à l'autre extrémité des réseaux trophiques en tant que décomposeurs.

Les protistes comme sources de nourriture

Les protistes sont des sources essentielles de nutrition pour de nombreux autres organismes. Dans certains cas, comme dans le plancton, les protistes sont consommés directement. Alternativement, les protistes photosynthétiques servent de producteurs de nutrition pour d'autres organismes par fixation du carbone. Par exemple, les dinoflagellés photosynthétiques appelés zooxanthelles transmettent la majeure partie de leur énergie aux polypes coralliens qui les abritent (Figure 13.3.7). Dans cette relation mutuellement bénéfique, les polypes fournissent un environnement protecteur et des nutriments aux zooxanthelles. Les polypes sécrètent le carbonate de calcium qui construit les récifs coralliens. Sans symbiotes de dinoflagellés, les coraux perdent des pigments d'algues dans un processus appelé blanchissement des coraux, et ils finissent par mourir. Cela explique pourquoi les coraux constructeurs de récifs ne résident pas dans des eaux de plus de 20 mètres de profondeur : pas assez de lumière n'atteint ces profondeurs pour que les dinoflagellés puissent effectuer la photosynthèse.

Les protistes eux-mêmes et leurs produits de la photosynthèse sont essentiels - directement ou indirectement - à la survie d'organismes allant des bactéries aux mammifères. En tant que producteurs primaires, les protistes nourrissent une grande partie des espèces aquatiques du monde. (Sur terre, les plantes terrestres servent de producteurs primaires.) En fait, environ un quart de la photosynthèse mondiale est réalisée par les protistes, en particulier les dinoflagellés, les diatomées et les algues multicellulaires.

Les protistes ne créent pas de sources de nourriture uniquement pour les organismes marins. Par exemple, certaines espèces anaérobies existent dans le tube digestif des termites et des blattes xylophages, où elles contribuent à digérer la cellulose ingérée par ces insectes lors de leur percement dans le bois. L'enzyme utilisée pour digérer la cellulose est en fait produite par des bactéries vivant dans les cellules protistes. Le termite fournit la source de nourriture au protiste et à ses bactéries, et le protiste et les bactéries fournissent des nutriments au termite en décomposant la cellulose.

Agents de décomposition

De nombreux protistes ressemblant à des champignons sont des saprobes, des organismes qui se nourrissent d'organismes morts ou des déchets produits par des organismes (saprophyte est un terme équivalent), et sont spécialisés pour absorber les nutriments de la matière organique non vivante. Par exemple, de nombreux types d'oomycètes se développent sur des animaux morts ou des algues. Les protistes saprobiques ont pour fonction essentielle de restituer les nutriments inorganiques au sol et à l'eau. Ce processus permet la croissance de nouvelles plantes, qui à leur tour génèrent de la nourriture pour d'autres organismes le long de la chaîne alimentaire. En effet, sans les espèces saprobiques, telles que les protistes, les champignons et les bactéries, la vie cesserait d'exister car tout le carbone organique serait « immobilisé » dans les organismes morts.

Résumé de la section

Les protistes sont extrêmement divers en termes de caractéristiques biologiques et écologiques en grande partie du fait qu'ils sont un assemblage artificiel de groupes phylogénétiquement sans rapport. Les protistes présentent des structures cellulaires très variées, plusieurs types de stratégies de reproduction, pratiquement tous les types de nutrition possibles et des habitats variés. La plupart des protistes unicellulaires sont mobiles, mais ces organismes utilisent diverses structures pour le transport.

Le processus de classification des protistes en groupes significatifs est en cours, mais les données génétiques des 20 dernières années ont clarifié de nombreuses relations qui étaient auparavant floues ou erronées. L'opinion majoritaire à l'heure actuelle est d'ordonner tous les eucaryotes en six supergroupes. Le but de ce schéma de classification est de créer des groupes d'espèces qui sont toutes dérivées d'un ancêtre commun.

Choix multiple

Les protistes capables d'absorber les nutriments des organismes morts sont appelés _____________.

A. photoautotrophes
B. autotrophes
C. saprobes
D. hétérotrophes

C

Quel protiste parasite échappe au système immunitaire de l'hôte en modifiant ses protéines de surface à chaque génération ?

A. Paramécie caudatum
B. Trypanosoma brucei
C. Plasmodium falciparum
D. Phytophthora infestans

B

Réponse libre

Comment tuer Anophèle les moustiques affectent le Plasmodium protistes ?

Plasmodium les parasites infectent les humains et causent le paludisme. Cependant, ils doivent terminer une partie de leur cycle de vie dans les Anophèle moustiques, et ils ne peuvent être transmis à l'homme que par la piqûre d'un moustique. Si la population de moustiques diminuait, alors moins Plasmodium serait capable de se développer et de se transmettre à l'homme, réduisant ainsi l'incidence des infections humaines par ce parasite.

Sans traitement, pourquoi la maladie du sommeil africaine entraîne-t-elle invariablement la mort ?

Les trypanosomes qui causent cette maladie sont capables d'exprimer une couche de glycoprotéines avec une structure moléculaire différente à chaque génération. Parce que le système immunitaire doit répondre à des antigènes spécifiques pour élever une défense significative, la nature changeante des antigènes trypanosomiens empêche le système immunitaire d'éliminer jamais cette infection. Une infection trypanosomienne massive conduit finalement à une défaillance de l'organe hôte et à la mort.

Glossaire

Amibozoa
le supergroupe eucaryote qui contient les amibes et les moisissures visqueuses
Archaeplastida
le supergroupe eucaryote qui contient des plantes terrestres, des algues vertes et des algues rouges
Chromalveolata
le supergroupe eucaryote qui contient les dinoflagellés, les ciliés, les algues brunes, les diatomées et les moisissures aquatiques
Excavata
le supergroupe eucaryote qui contient des organismes unicellulaires flagellés avec un sillon d'alimentation
Opisthokonta
le supergroupe eucaryote qui contient les champignons, les animaux et les choanoflagellés
parasite
un organisme qui vit sur ou dans un autre organisme et s'en nourrit, souvent sans le tuer
pellicule
un revêtement cellulaire externe composé de bandes de protéines imbriquées qui fonctionnent comme une armure flexible, empêchant les cellules d'être déchirées ou percées sans compromettre leur amplitude de mouvement
Rhizaria
le supergroupe eucaryote qui contient des organismes qui se déplacent par mouvement amiboïde

Chapitre 13 - Méiose et cycles de vie sexuelle

  • Un cycle de vie est la séquence d'étapes de génération en génération dans l'histoire de la reproduction d'un organisme.
  • Elle commence dès la conception d'un organisme et se poursuit jusqu'à ce que l'organisme produise sa propre progéniture.

Les cellules humaines contiennent des ensembles de chromosomes.

  • Chez l'homme, chaque cellule somatique (toutes les cellules autres que le sperme ou l'ovule) possède 46 chromosomes.
    • Chaque chromosome peut être distingué par sa taille, la position du centromère et le motif de coloration avec certains colorants.
    • Les deux chromosomes constituant une paire ont la même longueur, la même position du centromère et le même schéma de coloration.
    • Ces paires de chromosomes homologues portent des gènes qui contrôlent les mêmes caractères hérités.
    • Les femelles humaines ont une paire homologue de chromosomes X (XX).
    • Les hommes humains ont un chromosome X et un chromosome Y (XY).
    • La plupart des gènes portés sur le chromosome X n'ont pas d'homologues sur le minuscule Y.
    • Le chromosome Y a également des gènes non présents sur le chromosome X.
    • Les 46 chromosomes de chaque cellule somatique sont deux ensembles de 23, un ensemble maternel (de votre mère) et un ensemble paternel (de votre père).
    • Pour l'homme, le nombre haploïde de chromosomes est de 23 (n = 23) et le nombre diploïde est de 46 (2n = 46).

    Discutons du rôle de la méiose dans le cycle de vie humain.

    • Le cycle de vie humain commence lorsqu'un spermatozoïde haploïde fusionne avec un ovule haploïde.
    • Ces cellules fusionnent (syngamie), entraînant la fécondation.
    • L'œuf fécondé (zygote) est diploïde car il contient deux ensembles haploïdes de chromosomes portant des gènes des lignées familiales maternelle et paternelle.
    • Lorsqu'un organisme se développe d'un zygote à un adulte sexuellement mature, la mitose génère toutes les cellules somatiques du corps.
      • Chaque cellule somatique contient un ensemble complet de chromosomes diploïdes.
      • Si les gamètes étaient produits par mitose, la fusion des gamètes produirait une progéniture avec quatre ensembles de chromosomes après une génération, huit après une seconde, et ainsi de suite.
      • Les spermatozoïdes ou les ovules humains ont un ensemble haploïde de 23 chromosomes différents, un pour chaque paire homologue.

      Les organismes présentent une variété de cycles de vie sexuels.

      • La fécondation et la méiose alternent dans tous les cycles de vie sexuelle.
      • Cependant, le moment de la méiose et de la fécondation varie selon les espèces.
      • Ces variations peuvent être regroupées en trois grands types de cycles de vie.
      • Chez la plupart des animaux, y compris les humains, les gamètes sont les seules cellules haploïdes.
        • Les gamètes ne se divisent pas mais fusionnent pour former un zygote diploïde qui se divise par mitose pour produire un organisme multicellulaire.
        • Ce cycle de vie comprend deux stades multicellulaires, un haploïde et un diploïde.
        • Le stade diploïde multicellulaire est appelé sporophyte.
        • La méiose dans le sporophyte produit des spores haploïdes qui se développent par mitose au stade de gamétophyte haploïde.
        • Les gamètes produits par mitose par le gamétophyte fusionnent pour former le zygote, qui se développe dans le sporophyte par mitose.
        • Les gamètes fusionnent pour former un zygote, qui est la seule phase diploïde.
        • Le zygote subit une méiose pour produire des cellules haploïdes.
        • Ces cellules haploïdes se développent par mitose pour former l'organisme adulte multicellulaire haploïde.
        • L'adulte haploïde produit des gamètes par mitose.

        Concept 13.3 La méiose réduit le nombre de jeux de chromosomes de diploïde à haploïde

        • De nombreuses étapes de la méiose ressemblent aux étapes de la mitose.
          • Les deux sont précédés par la réplication des chromosomes.
          • La première division, la méiose I, sépare les chromosomes homologues.
          • La seconde, la méiose II, sépare les chromatides sœurs.
          • Celles-ci sont génétiquement identiques et jointes au centromère.
          • Le centrosome unique est répliqué, formant deux centrosomes.
          • La prophase I occupe généralement plus de 90 % du temps nécessaire à la méiose.
          • Au cours de la prophase I, les chromosomes commencent à se condenser.
          • Les chromosomes homologues s'apparient de manière lâche le long de leur longueur, alignés avec précision gène pour gène.
            • En traversant, les molécules d'ADN dans les chromatides non sœurs se brisent aux endroits correspondants puis rejoignent l'autre chromatide.
            • Dans la synapsis, une structure protéique appelée complexe synaptonémique se forme entre les homologues, les maintenant étroitement ensemble sur toute leur longueur.
            • Au fur et à mesure que le complexe synaptonémique se désassemble à la fin de la prophase, chaque paire de chromosomes devient visible sous la forme d'une tétrade ou d'un groupe de quatre chromatides.
            • Chaque tétrade a un ou plusieurs chiasmata, sites où les chromatides des chromosomes homologues se sont croisées et des segments des chromatides ont été échangés.
            • Des microtubules en fuseau se forment à partir des centrosomes, qui se sont déplacés vers les pôles.
            • La rupture de l'enveloppe nucléaire et des nucléoles a lieu.
            • Les kinétochores de chaque homologue se fixent aux microtubules de l'un des pôles.

            Métaphase I

            • À la métaphase I, les tétrades sont toutes disposées sur la plaque métaphasique, avec un chromosome face à chaque pôle.
              • Les microtubules d'un pôle sont attachés au kinétochore d'un chromosome de chaque tétrade, tandis que ceux de l'autre pôle sont attachés à l'autre.
              • Dans l'anaphase I, les chromosomes homologues se séparent. Un chromosome se déplace vers chaque pôle, guidé par l'appareil à fuseau.
                • Les chromatides sœurs restent attachées au centromère et se déplacent en une seule unité vers le pôle.

                Télophase I et cytokinèse

                • Dans la télophase I, le mouvement des chromosomes homologues se poursuit jusqu'à ce qu'il y ait un ensemble haploïde à chaque pôle.
                  • Chaque chromosome est constitué de deux chromatides sœurs.
                  • Dans les cellules animales, un sillon de clivage se forme. Dans les cellules végétales, une plaque cellulaire se forme.
                  • La méiose II est très similaire à la mitose.
                    • Au cours de la prophase II, un appareil à fuseau se forme et se fixe aux kinétochores de chaque chromatide sœur.
                      • Les fibres fusiformes d'un pôle s'attachent au kinétochore d'une chromatide sœur, et celles de l'autre pôle s'attachent au kinétochore de l'autre chromatide sœur.
                      • En raison du croisement dans la méiose I, les deux chromatides sœurs de chaque chromosome ne sont plus génétiquement identiques.
                      • Les kinétochores des chromatides sœurs s'attachent aux microtubules s'étendant des pôles opposés.
                      • Des noyaux se forment autour des chromosomes, qui commencent à se développer, et la cytokinèse sépare le cytoplasme.

                      Il existe des différences clés entre la mitose et la méiose.

                      • La mitose et la méiose présentent plusieurs différences clés.
                        • Le nombre de chromosomes est réduit de diploïde à haploïde dans la méiose mais est conservé dans la mitose.
                        • La mitose produit des cellules filles génétiquement identiques au parent et entre elles.
                        • La méiose produit des cellules génétiquement distinctes de la cellule mère et les unes des autres.
                        1. Au cours de la prophase I de la méiose, les chromosomes homologues répliqués s'alignent et deviennent physiquement connectés sur leur longueur par un complexe protéique semblable à une fermeture à glissière, le complexe synaptonémal, dans un processus appelé synapsis. Un réarrangement génétique entre les chromatides non sœurs appelé croisement se produit également. Une fois le complexe synaptonémique désassemblé, les chromosomes homologues joints sont visibles sous la forme d'une tétrade. Les régions en forme de X appelées chiasmata sont visibles comme la manifestation physique du croisement. La synapsis et le croisement ne se produisent pas dans la mitose.
                        2. À la métaphase I de la méiose, des paires homologues de chromosomes s'alignent le long de la plaque métaphasique. Dans la mitose, les chromosomes répliqués individuels s'alignent le long de la plaque métaphasique.
                        3. À l'anaphase I de la méiose, ce sont les chromosomes homologues, et non les chromatides sœurs, qui se séparent et sont transportés aux pôles opposés de la cellule. Les chromatides sœurs de chaque chromosome répliqué restent attachées. Lors de la mitose, les chromatides sœurs se séparent pour devenir des chromosomes individuels.

                        Concept 13.4 La variation génétique produite dans les cycles de vie sexuels contribue à l'évolution

                        • Quelle est l'origine de la variation génétique ?
                        • Les mutations sont la source originelle de la diversité génétique.
                        • Une fois que différentes versions de gènes surviennent par mutation, le remaniement pendant la méiose et la fécondation produisent une progéniture avec leur propre ensemble unique de traits.

                        Les cycles de vie sexués produisent une variation génétique parmi la progéniture.

                        • Le comportement des chromosomes pendant la méiose et la fécondation est responsable de la plupart des variations qui surviennent à chaque génération.
                        • Trois mécanismes contribuent à la variation génétique :
                          1. Assortiment indépendant de chromosomes.
                          2. Traverser.
                          3. Fécondation aléatoire.
                        • L'assortiment indépendant de chromosomes contribue à la variabilité génétique en raison de l'orientation aléatoire des paires homologues de chromosomes au niveau de la plaque métaphasique au cours de la méiose I.
                          • Il y a cinquante-cinquante chances qu'une cellule fille particulière de la méiose I reçoive le chromosome maternel d'une certaine paire homologue et cinquante-cinquante chances qu'elle reçoive le chromosome paternel.
                          • Si n = 3, il y a 23 = 8 combinaisons possibles.
                          • Pour les humains avec n = 23, il y a 223, soit plus de 8 millions de combinaisons possibles de chromosomes.
                          • Pour les humains, cela se produit en moyenne une à trois fois par paire de chromosomes.
                          • L'ovule est l'une des plus de 8 millions de combinaisons chromosomiques possibles.
                          • Le sperme réussi est l'une des plus de 8 millions de possibilités.
                          • Le zygote résultant pourrait contenir l'une des 70 000 milliards de combinaisons possibles de chromosomes.
                          • Le croisement ajoute encore plus de variation à cela.
                          1. Assortiment indépendant de chromosomes homologues pendant la méiose I et de chromatides sœurs non identiques pendant la méiose II.
                          2. Croisement entre chromosomes homologues au cours de la prophase I.
                          3. Fécondation aléatoire d'un ovule par un spermatozoïde.

                          L'adaptation évolutive dépend de la variation génétique d'une population.

                          • Darwin a reconnu l'importance de la variation génétique dans l'évolution.
                            • Une population évolue grâce au succès de reproduction différentiel de ses membres variants.
                            • Les individus les mieux adaptés à l'environnement local laissent le plus de descendants, transmettant ainsi leurs gènes.
                            • Les gènes autrefois favorisés diminueront.
                            • Cependant, ce travail était en grande partie inconnu jusqu'en 1900, après que Darwin et Mendel étaient tous deux morts depuis plus de 15 ans.

                            Plan de conférence pour Campbell/Reece Biology, 7e édition, © Pearson Education, Inc. 13-1


                            Vue générale de Explorer la création avec la biologie, 3e édition, manuel à couverture souple

                            Ce manuel d'étudiant à couverture souple, Explorer la création avec la biologie, 3e édition, est conçu pour être le premier cours de sciences de l'élève au secondaire. Il s'agit d'un cours de biologie préparatoire au collège qui fournit une introduction détaillée aux méthodes et aux concepts de la biologie générale.

                            Dans ce cours, votre étudiant devra :

                            • Voir la preuve de la création de Dieu alors qu'ils apprennent les principes scientifiques
                            • Mener des expériences d'une manière méthodique qui les prépare non seulement pour les cours futurs, mais pour la vie
                            • Prendre des notes personnelles, mener et enregistrer des expériences et être capable d'interpréter les résultats
                            • Développer des compétences pour réfléchir à travers et au-delà des manuels et être capable de créer leurs propres expériences du concept à l'interprétation des résultats
                            • Développer davantage les compétences dans leur propre style d'apprentissage et la façon dont ils traitent, enregistrent, étudient et conservent au mieux les informations apprises
                            • Être capable de tenir une discussion logique sur Dieu et la science basée sur des faits et des croyances

                            13.3 : Protistes - Biologie

                            Tous les articles publiés par MDPI sont rendus immédiatement disponibles dans le monde entier sous une licence en libre accès. Aucune autorisation particulière n'est requise pour réutiliser tout ou partie de l'article publié par MDPI, y compris les figures et les tableaux. Pour les articles publiés sous une licence Creative Common CC BY en accès libre, toute partie de l'article peut être réutilisée sans autorisation à condition que l'article original soit clairement cité.

                            Les articles de fond représentent la recherche la plus avancée avec un potentiel important d'impact élevé dans le domaine. Les articles de fond sont soumis sur invitation individuelle ou sur recommandation des éditeurs scientifiques et font l'objet d'un examen par les pairs avant publication.

                            L'article de fond peut être soit un article de recherche original, soit une nouvelle étude de recherche substantielle qui implique souvent plusieurs techniques ou approches, ou un article de synthèse complet avec des mises à jour concises et précises sur les derniers progrès dans le domaine qui passe systématiquement en revue les avancées les plus passionnantes dans le domaine scientifique. Littérature. Ce type d'article donne un aperçu des orientations futures de la recherche ou des applications possibles.

                            Les articles du Choix de l'éditeur sont basés sur les recommandations des éditeurs scientifiques des revues MDPI du monde entier. Les rédacteurs en chef sélectionnent un petit nombre d'articles récemment publiés dans la revue qui, selon eux, seront particulièrement intéressants pour les auteurs ou importants dans ce domaine. L'objectif est de fournir un aperçu de certains des travaux les plus passionnants publiés dans les différents domaines de recherche de la revue.


                            UNITÉ 4 : DIVERSITÉ DE VIE

                            Chapitre 9 : La taxonomie et le monde des micro-organismes et des virus

                            Systèmes taxonomiques
                            Activité 9.1.1 : Utilisation d'une clé de classification
                            Virus
                            Royaume Monera
                            Enquête 9.3.1 : Effets des antiseptiques
                            Royaume Protiste
                            Activité 9.4.1 : Examiner les protistes

                            Chapitre 10 : Champignons et plantes

                            Royaume-Champignons
                            Cycle de vie des champignons
                            Enquête 10.2.1 : Surveillance de la croissance des moisissures
                            Importance des champignons
                            Royaume-Plantae
                            L'évolution des plantes terrestres
                            Alternance des générations
                            Mousses
                            Fougères
                            Plantes à graines

                            Chapitre 10 Résumé
                            Chapitre 10 Révision

                            Chapitre 11 : Les invertébrés

                            Le règne animal
                            Les animaux les plus simples
                            Les vers
                            Activité 11.3.1 : Dissection des vers de terre
                            Mollusques et échinodermes
                            Les arthropodes

                            Chapitre 11 Résumé
                            Révision du chapitre 11

                            Phylum Chordata
                            Des poissons
                            Amphibiens
                            Reptiles
                            Des oiseaux
                            Mammifères
                            Activité 12.6.1 : Utiliser des modèles pour le mouvement

                            Carrières en sciences
                            Chapitre 12 Résumé
                            Chapitre 12 Révision

                            Unité 4 Tâche de performance : Création d'un cladogramme
                            Révision de l'unité 4


                            Protistes marins thraustochytrides : production d'AGPI et d'autres technologies émergentes

                            Les thraustochytrides, les protistes hétérotrophes marins straminipilan, sont maintenant des candidats établis pour la production commerciale de l'acide gras polyinsaturé oméga-3 (ω-3 PUFA), l'acide docosahexaénoïque (DHA), qui est important pour la santé humaine et l'aquaculture. Un criblage approfondi de cultures provenant d'une variété d'habitats a donné des souches qui produisent au moins 50 % de leur biomasse sous forme de lipides, et du DHA comprenant au moins 25 % des acides gras totaux, avec un rendement d'au moins 5 g L -1 . La plupart des lipides se présentent sous forme de triacylglycérols et une moindre quantité sous forme de phospholipides. De nombreuses études ont été menées sur la salinité, le pH, la température et l'optimisation des milieux pour la production de DHA. La production commerciale est basée sur une méthode fed batch, utilisant un rapport C/N élevé qui favorise l'accumulation de lipides. Schizochytrium Le DHA est maintenant disponible dans le commerce sous forme de suppléments nutritionnels pour adultes et d'aliments pour augmenter les niveaux de DHA chez les larves d'animaux d'aquaculture. Les thraustochytrides apparaissent comme une source potentielle d'autres AGPI tels que l'acide arachidonique et les huiles avec une série de profils d'AGPI pouvant avoir des utilisations spécifiques. Ce sont des sources potentielles de pigments asataxanthine et caroténoïde, ainsi que d'autres lipides. Les gènes de la synthèse conventionnelle des acides gras et les voies de synthèse des PUFA de type polykétide des thraustochytrides attirent l'attention pour la production d'huiles végétales recombinantes contenant des PUFA. Les futures études sur la biologie fondamentale de ces organismes, y compris la biodiversité, les adaptations environnementales et la recherche sur le génome, devraient indiquer des directions pour les explorations biotechnologiques. Les domaines potentiels comprennent les enzymes, les polysaccharides et les métabolites secondaires.

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                            13.3 : Protistes - Biologie

                            Chapitre 13 Forces dans les fluides

                            13.1 Pression du fluide

                            13.1.1 Décrire et calculer la pression.

                            13.1.2 Identifier les unités SI appropriées pour mesurer la pression.

                            13.1.3. Décrivez la relation entre la profondeur de l'eau et la pression qu'elle exerce.

                            13.1.4 Décrire comment les forces de pression sont réparties à un niveau donné dans un fluide.

                            13.1.5 Expliquer comment l'altitude affecte la pression atmosphérique.

                            • Pression = Force / Surface.
                            • La pression de l'eau augmente à mesure que la profondeur augmente.
                            • La pression dans un fluide à une profondeur donnée est constante et s'exerce également dans toutes les directions.
                            • La pression atmosphérique diminue à mesure que l'altitude augmente.

                            pression &ndash le résultat d'une force répartie sur une zone

                            pascal &ndash l'unité SI de pression, égale à 1 newton par mètre carré (N/m 2 )

                            fluide &ndash une substance ou un mélange qui s'écoule et n'a pas de forme propre

                            Pression du liquide Brightstorm (5:51): Pression de liquide est l'augmentation de la pression à des profondeurs croissantes dans un liquide. Cette pression augmente parce que le liquide à des profondeurs inférieures doit supporter toute l'eau au-dessus de lui. nous calculons pression liquide en utilisant l'équation pression du liquide = masse x accélération due à g densité x profondeur dans le fluide.

                            Pression atmosphérique de Brightstorm (12:43): Pression atmosphérique est la pression causée par la masse de notre atmosphère gazeuse. Il peut être mesuré en utilisant le mercure dans l'équation pression atmosphérique = densité de mercure x accélération due à la gravité x hauteur de colonne de mercure. Pression atmosphérique peut être mesuré en atm, torr, mm Hg, psi, Pa, etc.

                            Baromètre Brightstorm A (6:55) : A baromètre est un appareil utilisé pour mesurer la pression. La pression manométrique est la différence entre une pression et la pression atmosphérique. La pression manométrique peut être négative alors que la pression totale ne peut pas

                            13.2 Forces et pression dans les fluides

                            13.2.1 Décrire comment la pression est transmise dans un fluide selon le principe de Pascal.

                            13.2.2 Expliquer comment fonctionne un système hydraulique pour modifier une force.

                            13.2.3 Expliquer comment la vitesse et la pression d'un fluide sont liées selon le principe de Pascal.

                            • Selon le principe de Pascal, un changement de pression en tout point d'un fluide est transmis de manière égale et inchangée dans toutes les directions à travers le fluide.
                            • Dans un système de levage hydraulique, une force de sortie accrue est produite par une pression de fluide constante exercée sur la plus grande surface du piston de sortie.
                            • Selon le principe de Bernoulli, à mesure que la vitesse d'un fluide augmente, la pression à l'intérieur du fluide diminue.

                            système hydraulique &ndash un dispositif qui utilise un fluide sous pression agissant sur des pistons de différentes tailles pour augmenter la force

                            soulever &ndash une force ascendante due à une différence de pression entre le haut et le bas d'un vent

                            Principe de Brightstorm Pascal (7:18): Selon Principe de Pascal, dans un fluide uniforme, la pression ne dépend que de la hauteur. Il ne peut y avoir de gradient de pression que celui provoqué par la pression du liquide. Cela se voit dans les vérins hydrauliques qui sont utilisés pour soulever des objets lourds.

                            Principe de Brightstorm Bernoulli (7:57): Le principe de Bernoulli remplace le principe de Pascal et la pression du liquide pour l'écoulement du fluide. It states that as you increase a fluid's speed, you decrease its the pressure that fluid exerts. Stagnant fluid exerts higher pressure than flowing fluid. Airplanes can fly because the way their wings are designed create pockets of stagnant air beneath the wings allows airplanes to fly.

                            13.3 Buoyancy

                            13.3.1 Explain the effect of buoyancy on the apparent weight of an object.

                            13.3.2 Explain the relationship between the volume of fluid displaced by an object and buoyant force acting on the object according to Archimedes&rsquos principle.

                            13.3.3 Describe the relationship among object weight, buoyant force, and whether an object sinks or floats in a fluid.

                            • Buoyancy results in the apparent loss of weight of an object in fluid.
                            • If an object is less dense than the fluid it is in, it would float. If the object is more dense than the fluid it is in, it will sink.
                            • When the buoyant force is equal to the weight, an object floats or is suspended. When the buoyant force is less than the weight, the object sinks.

                            buoyancy &ndash the ability of a fluid to exert an upward force on an object placed in it

                            buoyant force &ndash an upward force acting on an object in a fluid

                            Archimedes&rsquos principle &ndash the equivalence of the buoyant force on an object and the weight of the fluid displaced by the object

                            Brightstorm Archimedes Principle (6:08): Archimedes' principle states that the buoyant force on a fluid is equal to the weight of the displaced fluid. To calculate the buoyant force, we use the equation buoyant force = density of fluid x volume of displaced fluid x acceleration due to gravity. In a completely submerged object, the volume of displaced fluid equals the volume of the object. If the object is floating, the volume of the displaced fluid is less than the volume of the object but the buoyant force = the weight of the object.

                            Brightstorm Buoyancy (9:27): Buoyant force is the force that a fluid exerts on a object that is immersed within it. It is called buoyant force because this force is a lifting force, often making the object buoyant. Buoyant force can be calculated using Archimedes' Principle.

                            Brightstorm Flotation (11:17): In flotation, the buoyant force equals the weight of the floating object and the volume of the object is always greater than the volume of water displaced. Floatation can be calculated using Archimedes' Principle.


                            Major Evolutionary Trends in Animal Protists *

                            Shanklin Laboratory, Wesleyan University, Middletown, Connecticut 06457 U.S.A.

                            Investigations which yielded some of the data presented in this paper were supported in part by Research Grant GB 34155, from the National Science Foundation.

                            Shanklin Laboratory, Wesleyan University, Middletown, Connecticut 06457 U.S.A.

                            Investigations which yielded some of the data presented in this paper were supported in part by Research Grant GB 34155, from the National Science Foundation.

                            Presented as part of a Symposium, “Early Evolution of Protists” (sponsored by the Society of Protozoologists and co-sponsored by the Phycological Society of America and the Society for Invertebrate Pathology), held at the 28th Annual Meeting of the Society of Protozoologists, Oregon State University, Corvallis, August 1975.

                            Résumé

                            SYNOPSIS. Phylogenetic relations are ultimately determined by homologous relationships, including both structural and functional data. Following the establishment of those relationships, the direction of evolutionary change must be determined using paleontologic, developmental, and especially morphocline, data. From that perspective the direction of subsequent development becomes clearer and the problems of origins become more explicit.

                            Using the foregoing methodology it has been possible to identify plausibly monophyletic groups of animal protists or protozoa. Allowing for attendant difficulties, there nevertheless emerges certain fairly convincing generalities: (a) the predominantly pseudopodial forms, with a few minor exceptions, have direct origins from apochlorotic algae (b) the predominantly kinetidal forms (zooflagellates and ciliates), though also derived originally from apochlorotic algae, give evidence of extended evolutionary development with the especially noteworthy emergence of a permanent ingestatory structure (c) both groups have increased size, a tendency towards multinuclearity and polyploidy, cytoplasmic differentiations of various sorts, and complex life cycles.

                            In terms of further evolution, namely the emergence of multicellular animals, the pseudopodial forms are almost certainly a dead end while the kinetidal forms are arguably the ancestors of at least 2 metazoan phyla.


                            Remerciements

                            We thank the SOERE ACBB for providing access to the experimental site, Jean-François Bouhiron, Xavier Charrier and Alice Auffrais (INRA) for on- and off-site support, Guénola Pérès and her team (Université de Rennes 1) for providing data on the earthworm species of the field site, Jens Dyckmans (Goettingen University) for technical advice on the production of stable isotope-enriched CO2, Bryan Griffiths (SRUC) for help with nematode extraction, and two anonymous reviewers and the editor-in-chief for constructive comments. This research was funded by the European Commission through the EcoFINDERS project (FP7-264465) and by the Irish Research Council and French Embassy/Campus France through a Ulysses grant.


                            Remerciements

                            Work at the Institute of Biochemistry and Biophysics was supported by a grant from the National Science Centre of Poland, number 2014/13/B/NZ8/04719. I am especially grateful to Stephen Stearns for his helpful comments and suggestions. Meetings with Professor Stearns were covered by a Mentoring grant from the Foundation for Polish Science. Many useful comments were provided by my colleagues: Piotr Zielenkiewicz, Wlodzimierz Ostoja-Zagorski, Iza Szumiel, and Ula Hibner. This article was stimulated by Prof Robert Austin, who invited me to participate in a conference, 'Physics Approach to Simplifying Complexity in Biology,' which took place in Hong Kong, 15–19, December 2014.

                            Certain images in this publication have been obtained by the author(s) from the Wikipedia/Wikimedia website, where they were made available under a Creative Commons licence or stated to be in the public domain. Please see individual figure captions in this publication for details. To the extent that the law allows, IOP Publishing disclaim any liability that any person may suffer as a result of accessing, using or forwarding the image (s). Any reuse rights should be checked and permission should be sought if necessary from Wikipedia/Wikimedia and/or the copyright owner (as appropriate) before using or forwarding the image(s).


                            Voir la vidéo: Biologie, clasa a X-a, Protozoarele. Încrengătura Rizopodele Rhizopoda (Janvier 2022).