5,1,2/ Outils de mesure

c’est l’accumulation d’indices convergents qui permet à la communauté scientifique de reconstituer un modèle des climats passés. Ci-dessous la boitàOut' du paléoclimatologue.

1/ Températures

On constate que, depuis les années 1960, les anomalies de température par rapport à la température référence de l’année 1960 ont tendance à être de plus en plus positives. Autrement dit, la température semble globalement augmenter depuis 1960. Cette augmentation se limite à quelques dixièmes de degré, ce qui peut sembler anecdotique, mais qui cependant engendre des modifications environnementales de tout type.

2/ Peintures

Le peintre flamand Pieter Breughel nous montre dans son tableau des chasseurs dans la neige (1565), où l’on voit en arrière-plan des patinoires en plein air.

(Pieter Breughel. Winter Landscape with Skaters and Bird Trap. 1565. huile / toile 37 x 55,5 cm Brussels)

Le nom Groenland, signifie littéralement « Terre verte » était un pays où pouvaient paître les troupeaux des colonisateurs vikings. Les Vikings se sont installés au Groenland durant une phase de (relatif) réchauffement, nommé “l’optimum médiéval” aux alentours de l’an mil, où l’hémisphère Nord connut une longue série d’étés secs et chauds, particulièrement favorables aux récoltes, ainsi qu’un net recul des glaces à l’extrême nord de l’océan Atlantique.

Peintures rupestres Chauvet, Lascaux, Cosquer, Niau

site	i	date	époque
Le Portel		11.600 ± 150 BP	Magdalenian
Trois-Freres		13.000 ± BP
Rouffignac		13.000 ± BP
Niaux		14.000 ± 11.500 BP
Le Cap Blanc		15.000 ± 14.000 BP
Altamira		17.000 ± 13.000 BP
Cosquer (Phase 2)		19.000 ± BP	Solutrean
Lascaux		20.000 ± BP
Le Placard		21.000 ± 20.000 BP
Cougnac		25.000 ± 14.000 BP	Gravettian
Pech-Merle		25.000 ± 16.000 BP
Gargas		27.000 ± BP
Cosquer		27.000 ± BP
Chauvet		32.000 ± 30.000 BP	Aurignacian

La grotte Chauvet (36 000 ans) est une grotte ornée paléolithique située sur le territoire de la commune de Vallon-Pont-d'Arc (sud de l'Ardèche, France). Découverte en 1994, elle a d'abord été nommée grotte ornée de la Combe d'Arc (du nom du lieu-dit où elle se trouve) mais porte aujourd'hui le nom de son inventeur Jean-Marie Chauvet.

https://www.bradshawfoundation.com/clottes/index.php

3/ Vivant

l’aire de répartition d’un papillon dont le développement nécessite une température minimale. On constate que, depuis le début du XXe siècle, cette température a été atteinte dans des pays qui ne la présentaient pas habituellement. L’élévation de température permet donc la colonisation du Royaume-Uni par le Tircis qui va concurrencer les espèces endémiques et peut-être même les remplacer.

► Les vendanges correspondent à la période où les grains de raisin, arrivés à maturité, sont récoltés pour les transformer en vin. Cette maturité dépend notamment de l’ensoleillement reçu et de la température pendant l’été, saison de croissance du fruit.

4/ Eaux

Le glacier progressant vers la vallée dans les périodes froides : plus il fait froid, plus le front du glacier sera à faible altitude ; et, inversement, il remonte vers les sommets dans les périodes chaudes.

Le permafrost est une couche de sol qui reste gelée toute l’année pendant au moins deux années consécutives. Ces sols représentent presque 25 % des sols de l’hémisphère nord

La variation du niveau marin reflète le volume des océans et est déterminée par des marégraphes, puis complétée par de l’altimétrie satellitaire depuis 1993.

5/ Pollens

Le terme de « palynologie » (du grec : παλ́υνειν, répandre, saupoudrer, lui-même tiré de : π́αλη, farine, poussière pollinique), créé en 1944

Manuel p.297

TP observation de pollens au microscope : https://forum.mikroscopia.com/topic/242-la-jacinthe-pollen/ ; doc en pdf

Les grains de pollen et les spores des végétaux terrestres sont disséminés en grande quantité chaque année et ont une enveloppe résistant à la décomposition : ils s’accumulent donc dans les sédiments continentaux.

Certaines espèces végétales ne se développent que dans des climats particuliers. Les pollens produits lors de leur reproduction possèdent une paroi très résistante, ce qui favorise leur conservation. Certaines zones comme les tourbières conservent ainsi les pollens produits dans les environs au cours du temps. L’analyse des pollens en fonction de la profondeur, donc du temps, permet alors de reconstituer les climats du passé.

Diagramme pollinique simplifié de la tourbière de la Pile, proche de Lyon

On peut repérer deux périodes plus chaudes qui sont datées de –20 000 ans à l’actuel et de –105 000 ans à –65 000 ans. Avec le même raisonnement, on peut délimiter une seule période froide allant de –65 000 ans à –20 000 ans. L’époque la plus froide observable sur ce diagramme est située entre –25 000 ans et –20 000 ans où les herbacées sont les plus développées au détriment des arbres qui ne supportent pas les températures trop basses et négatives sur de longues périodes.

6/ Fossiles

paleo-, de παλαιός / palaiós, « ancien » ;

-ontos, de ὄντος / óntos, participe présent au génitif du verbe εἰμί / eimí, « être » : « étant » ;

-logie, de λόγος / lógos, « l'étude, le discours ».

La paléontologie peut être définie comme la science des fossiles

sciences participatives :

https://phosphatieres.com/

https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/Img689-2020-10-12.xml

https://www.agso.net/Les-phosphatieres-du-Quercy.html

https://geoltheque.obs-mip.fr/fichesortie/a-la-recherche-des-paysages-du-passe-dans-le-sud-quercy/

Un cénogramme est un graphique permettant de caractériser un biotope à partir de la masse des mammifères adultes qui l'habitent.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Cénogramme

Graphique obtenu en disposant par ordre croissant de taille les espèces d'une communauté classées par groupe trophique.

https://vitrinelinguistique.oqlf.gouv.qc.ca/fiche-gdt/fiche/8463520/cenogramme

Il s'agit de représenter, en deux dimensions, les masses moyennes des adultes des espèces de mammifères répertoriées dans un milieu donné (les carnivores et chiroptères étant exclus). Les espèces sont classées par ordre décroissant de cette masse moyenne. On reporte chaque espèce dans un repère cartésien, l'abscisse correspondant au rang de l'espèce dans le classement, l'ordonnée au logarithme de la masse moyenne de l'espèce.

https://www.futura-sciences.com/planete/dossiers/paleontologie-nous-mammiferes-1720/page/8/

L’Holocène est le nom donné à la période interglaciaire qui a succédé au dernier cycle glaciaire. Cette période tout de suite chaude par rapport à ce qui précède, a débuté il y a environ 12 000 ans et elle est encore en cours de nos jours. D’un point de vue archéologique, l’Holocène regroupe toute l’histoire postérieure au Paléolithique et commence avec celle du Mésolithique. L’environnement est tout d’abord transformé par le réchauffement climatique naturel et la reconquête végétale qui l’accompagne. Depuis le Néolithique et l’invention de l’agriculture, l’impact de l’homme sur l’environnement s’amplifie en lien avec l’augmentation de la population. Sur le site d’Étiolles, cette période néolithique est marquée par des couches de colluvions, c’est-à-dire des sédiments déposés en bas de pente suite à l’érosion, ici principalement agricole.

Paléolithique : Période de la Préhistoire. On distingue : le Paléolithique inférieur (780 000 ans à 250 000 ans en Europe), le Paléolithique moyen (250 000 à 35 000), le Paléolithique supérieur (35 000 à 9500 ans).

https://archeologie.culture.gouv.fr/etiolles/fr/node/6565#holoc_ne_4642

L’anthropocène est un ensemble de transformations environnementales dues aux activités humaines ayant des conséquences sur l’habitabilité de la planète, pour les humains et le reste de la biodiversité.

principe d’actualisme

"Théorie postulant que les lois régissant les phénomènes géologiques actuels étaient également valables dans le passé" Foucault & Raoult Dictionnaire de Géologie, Masson.

La paléoécologie (paléo = ancien) se base fréquemment sur l'écologie des espèces actuelles pour reconstituer un paléoenvironnement. Par exemple, la découverte de Foraminifères planctoniques ou de Radiolaires  dans une strate conduira à émettre l'hypothèse que les sédiments qui les contiennent se sont déposés en milieu marin. En effet, les espèces actuelles correspondantes sont sténohalines (= vivant dans une eau à salinité bien définie) et ne se rencontrent pas dans des eaux peu ou pas salées.

Un tel raisonnement implique d'admettre que les espèces considérées vivent actuellement dans le même milieu que par le passé. L'hypothèse formulée doit être testée par confrontation avec les autres indices dont on dispose (minéralogiques, lithologiques...)

Certaines espèces peuvent alors être considérées comme des témoins de milieux de sédimentation : on parle alors de fossiles de faciès.

Exemples d'application du principe d'actualisme :

• estimation de la profondeur de la mer de la craie

• température de la mer de la craie

https://svt.ac-versailles.fr/IMG/archives/docpeda/banques/Limay/docs/actualis.htm

Exploiter des bases de données pour reconstituer les paléoceintures climatiques.

https://cache.media.eduscol.education.fr/file/SVT/16/2/RA20_Lycee_G_T_SVT_Theme2_BaseDonneesPaleontologique_1313162.pdf

Paleobiology Database (PBDB) est un site internet public, développé depuis 2000 et soutenu par la NSF1, permettant l’exploitation d’une base de données très riche de paléontologie.

Cette base de données paléontologique est le fruit du travail collaboratif et pluridisciplinaire de chercheurs du monde entier.

Accès à Paleobiology database (pbdb)

Le lien : https://paleobiodb.org/

7/ Sédiments

Manuel p.299

TP observation de microfossiles au microscope

Le carottage consiste à récupérer un volume (souvent un cylindre) de sédiment en place, c'est-à-dire enconservant l’intégrité et la position des différentes couches qui le composent. Le principe est simple : on fait entrer un tube creux dans le sédiment puis on le remonte. Les carottes sont coupées en deux dans la longueur : une moitié est utilisée pour analyse,

l’autre est conservée pour archive.

Il existe ainsi plusieurs carothèques dans le monde, dont une au CNRS à Gif sur Yvette.

Les carottes sont étiquetées, emballées dans un film plastique et protégées dans un tube en plastique.

Les carottes sont coupées en deux dans la longueur : une moitié est utilisée pour analyse, l’autre est conservée pour archive.

Il existe ainsi plusieurs carothèques dans le monde, dont une au CNRS à Gif sur Yvette.

Les carottes sont étiquetées, emballées dans un film plastique et protégées dans un tube en plastique.

Sur le navire sont réalisées différentes observations et mesures :

• Description de la carotte

• Analyse spectrale

• Photographie

• Analyse des propriétés physiques

• Echantillonnage

• Observation de la fraction supérieure à 150µm, après lavage et tamisage (observation des microfossiles)

Plus tard à terre, d’autres études pourront être réalisées à partir des carothèques.

Différentes équipes vont sur le même échantillon obtenir des données diverses et complémentaires qui vont permettre de reconstituer les conditions du dépôt : les assemblages de fossiles, les concentrations en diverses isotopes, la nature des sédiments…

On pourra retrouver la température de l’eau, le sens du courant…

Les boues sont des sédiments fins (grain ≤ 64µm).

En domaine océanique, on distingue :

— les boues calcaires, à Globigérine,

— les boues siliceuses, à Radiolaires, à Diatomées

— les boues rouges des grands fonds, essentiellement formées d’argiles.

Les sédiments océaniques profonds sont un mélange d’apports éoliens (poussières continentales, notamment désertiques, transportées par le vent qui se déposent dans l’océan), de particules transportées par les courants (sédimentation hémipélagique) et de particules d’origine biologique produites près de la surface et qui sédimentent à la mort des êtres vivants (sédimentation pélagique).

La sédimentation peut être carbonatée :

• Ptéropodes

• Coccolithophoridés

• Foraminifères

La sédimentation peut aussi être siliceuse :

• Radiolaires

• Diatomées

La sédimentation pélagique a pour origine la zone photique de l’océan, c’est-à-dire la zone sous la surface dans laquelle la lumière est présente. Elle est estimée à quelque chose de l’ordre de 100 à 200 tests/ m2/jour.

La craie est formée de Coccolithophoridés à 90 % , végétaux unicellulaires très petits (2 à 10 µm) aux squelettes calcaires.

Les coccolithophoridés, présents sur Terre depuis plus de 200 Millions d’années, sont des algues unicellulaires exclusivement marines. Ces microalgues font partie du nanoplancton, c'est-à-dire que leur taille est comprise entre 5 et 50 microns. Elles se caractérisent par leur squelette externe en carbonate de calcium. Cette sorte de « coquille » appelée la coccosphère est composée de plus petits éléments sphériques : coccolithes.

Coccolithophoridés, algues unicellulaires de petite taille (0,01mm) entourés d’une enveloppe sphérique (Coccosphère) formée d’un assemblage de plaques calcaires généralement en forme de disques (Coccolithes).

On distingue selon le nombre de loges

— Les Foraminifères uniloculaires,

— Les Foraminifères biloculaires,

— Les Foraminifères pluriloculaires (parmi lesquels les Fusulinidés, les Miliolidés et les Nummulitidés). Les Globigérinidés sont un groupe de Foraminifères dont la taille est de l’ordre de 0,5 à 1mm. Ils sont particulièrement abondants au voisinage de l’Equateur.

Le test est facilement conservé dans les sédiments et leur abondance ainsi que leur sensibilité aux conditions environnementales en font d’excellents marqueurs stratigraphiques et climatiques.

Le terme de microfossile s’applique à des fossiles ne pouvant s’étudier qu’à la loupe ou au microscope.

Les foraminifères sont présents dans les océans depuis au moins 550 millions d’années, et nombreux à l’état de fossile dans les sédiments marins. L’analyse de leurs coquilles et des matières qui les entourent permet d’en apprendre beaucoup sur les conditions du milieu.

Reconstituer un climat avec les Foraminifères

— Abondance dans le sédiment et diversité : le contenu des sédiments dépend de leur latitude d’origine :

• Aux latitudes tropicales, le sédiment est très riche en micro fossiles, et la fraction détritique est négligeable ou absente. On observe de nombreux Globigérinidés, de tailles et de formes diverses. La biodiversité est importante.

• Aux latitudes polaires, le sédiment présente une fraction détritique supérieure ou égale à 50%. Les fossiles sont rares et de taille réduite. La biodiversité est limitée.

On pourra donc en première approximation utiliser comme règle pour reconstituer le climat que plus les eaux sont chaudes, plus les microfossiles sont abondants, grands et divers et la fraction détritique réduite.

La réduction de la part du détritique par rapport au biogénique s’explique par deux phénomènes :

- d’une part les êtres vivants sont de plus en plus abondants lorsqu’on va vers les zones chaudes. Il y a donc une sorte de dilution du détritique par le biogénique. C’est une diminution relative.

- la fraction détritique correspond à ce qui est abandonné par les glaces, donc plus on s’éloigne des zones polaires, moins il y en a de façon absolue.

On peut dans certains cas distinguer au niveau macroscopique dans une carotte les périodes chaudes et les périodes froides : plus il y a de biogénique, donc de carbonate, plus le sédiment est clair, et plus il y a de détritique, plus il est foncé.

— Le sens d’enroulement des coquilles des Foraminifères s’observe sur la face ventrale, c’est-à-dire du côté où se trouve l’ouverture et se lit du proloculum (la première loge) vers l’ouverture.

Par exemple : enroulement dextre (sens inverse des aiguilles d’une montre).

Le sens d’enroulement peut être différent en fonction de facteurs environnementaux tels que la température. Ainsi Neogloboquadrina pachyderma est un foraminifère dont l’enroulement du test (coquille) est :

à enroulement dextre (vers la droite) lorsque l’eau de surface est chaude.

à enroulement senestre (vers la gauche) lorsque l’eau de surface est froide.

La détermination du sens d’enroulement permet donc dans une certaine mesure de reconstituer des variations climatiques.

— Les préférences écologiques des différentes espèces de Foraminifères

La répartition des Foraminifères est liée à la température de l’eau, et constitue donc un indicateur de la température :

Par exemple : les globigérines se répartissent dans les eaux chaudes. Les radiolaires par contre se répartissent dans les eaux froides, donc aux latitudes plus élevées.

De manière plus fine dans l’Atlantique nord actuellement, on peut répartir les Foraminifères en cinq grandes provinces et associer à chaque province une ou plusieurs espèces de Foraminifère :

Groupe Espèces

Arctique Neogloboquadrina pachyderma (senestre)

Subarctique N. pachyderma (dextre), Globigerina bulloides, G quinqueloba

Subtropical Globigerinoides ruber

La température de surface variant avec la saison, la répartition en latitude des Foraminifère va aussi varier saisonnièrement. Il ne faudra donc pas s’étonner de voir dans un même sédiment des espèces de climat différent, l’une ayant pu se déposer l’été, l’autre l’hiver.

Denisovans

text 262 words : https://www.newscientist.com/article/mg24933192-500-the-other-humans-the-emerging-story-of-the-mysterious-denisovans/

video 19'40 : https://youtu.be/spjH7wqms9g?si=8BRfmATaN23YZJkP Humans May Be Far Older Than We Thought

Denisovans were an enigmatic human species that, until recently, had only been identified thanks to DNA from fragmentary fossils, including a finger and a jaw bone. More recently, a spectacular skull found in Harbin, China, has enabled us to put a face to this mysterious species and potentially give the Denisovans a new name: Homo longi, or Dragon Man. But it didn't stop there. Three more skulls uncovered in Yunxian, China, are upending everything we know about human evolution. These 1-million-year-old artefacts offer a tantilising hint that Homo sapiens may be much older than previously thought and suggest we may be looking in the wrong time and place to find Ancestor X, the relative that modern humans, Neanderthals and Denisovans all decend from. Join paleoanthropologist, Ella al-Shamahi as we explore the story of Denisovans and how they are changing everything we know about human evolution. 00:00 Intro 01:25 The Human we Found in DNA 03:19 The Skull Hidden in a Well 06:08 The Family Tree Problem 12:52 What Were Denisovans Really Like? 16:40 Why Are We the Only Humans Left?

2/ Variation des paramètres orbitaux

Mettre les variations temporelles des paramètres orbitaux, définis par Milankovitch, en relation avec les variations cycliques des températures.

rappels :

sphéricité+rotation+inclinaison

Manuel p.300

Les cycles de Milankovitch sont des variations cycliques de paramètres de l'orbite de la Terre (les paramètres de Milankovitch) qui engendrent des variations du climat terrestre.

Les principaux cycles sont :

• le cycle de l'excentricité : il s'agit de la variation de la forme de l'orbite terrestre, qui oscille entre une forme plus circulaire et une forme plus elliptique. Le cycle principal a une période d'environ 400 000 ans et des cycles secondaires de l'ordre de 100 000 ans ;

• le cycle de l'obliquité : il s'agit de la variation de l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre par rapport à son orbite. Ce cycle a une période d'environ 41 000 ans ;

• le cycle de la précession des équinoxes : il s'agit de la variation de l'orientation de l'axe de rotation de la Terre. Ce cycle a une période d'environ 26 000 ans.

cycles de Milankovitch

La répartition en latitude des climats et l'alternance des saisons sont des conséquences de la

• sphéricité de la Terre, et de sa

• rotation autour d'un axe

• incliné par rapport au plan de révolution autour du Soleil.

3/ Variations des masses atmo&hydrosphériques

https://www.ventusky.com/

https://earth.nullschool.net/#current/wind/surface/level/orthographic=-38.04,25.98,330

Exploiter la carte géologique du monde pour calculer les vitesses d’extension des dorsales

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/tectoglob3d/-> geological map -> sea floor age

tectonique des plaques, circulation océanique

la variation de la position des continents a modifié la circulation océanique

la circulation océanique modifie la circulation atmosphérique

4/ Effet de serre & cycle du Carbone

Mobiliser les connaissances acquises sur les conséquences des activités humaines sur l’effet de serre et sur le cycle du carbone.

Mobiliser les acquis antérieurs sur le cycle du carbone biosphérique et les enrichir des connaissances sur les réservoirs géologiques (carbonates, matière organique fossile) et leurs interactions.

Manuel p.286-289

cours enseignement scientifique schéma-bilan-global

Notions qui ne sont pas redéveloppées en enseignement de spécialité mais les acquis sont attendus :

• la distinction entre climat et météorologie,

• le mécanisme de l’effet de serre, gaz à effet de serre,

• le cycle biogéochimique du carbone

• l’étude du réchauffement climatique

• l'albédo = rapport entre la quantité d’énergie réfléchie et la quantité d’énergie incidente

D’environ 1°C en 150 ans, le réchauffement climatique observé au début du XXI^e siècle est corrélé à la perturbation du cycle biogéochimique du carbone par l’émission de gaz à effet de serre liée aux activités humaines.

netographie

video 7'24'' : https://www.hatier-clic.fr/miniliens/mie/2020/9782401073401/est_c02_act2_classe_inversee.mp4

http://acces.ens-lyon.fr/acces/terre/paleo/variations/paleoclimats/syntheses/variations-du-climats/astro/milanko9.htm

https://aurelienb.pagesperso-orange.fr/HTML/milankovitch/index.htm

http://aurelienb.pagesperso-orange.fr/downloads/MILAN.pdf

logiciel slimclimat : http://www.lmd.jussieu.fr/~crlmd/simclimat/

évaluation

EXERCICE 1 : (7 points) Bac Général Spé SVT 2023 – Amérique du Nord Sujet 1

Cycle du carbone et variations climatiques passées

Le cycle du carbone est constitué de flux entre les grandes enveloppes terrestres : la biosphère, la lithosphère, l’atmosphère et l’hydrosphère. Ces échanges sont à l’origine de la modification des concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

Montrer comment les modifications des flux de carbone ont pu intervenir sur les changements climatiques à l’échelle des temps géologiques.

Vous rédigerez un texte argumenté. On attend que l’exposé soit étayé par des expériences, des observations, des exemples…

EXERCICE 1 : (7 points) Bac Général Spé SVT 2023 – Métropole Sujet 1

Climat et utilisation des combustibles fossiles 

En 150 ans, les émissions anthropiques de CO₂ sont passées d’environ 1 Gigatonne par an (Gt.an^-1) à environ 34 Gt.an^-1, expliquant en grande partie le réchauffement climatique actuel.

Ces émissions sont entre autres dues à l’utilisation de combustibles fossiles comme le charbon, roche sédimentaire dont les principaux gisements se sont formés à partir de forêts du Carbonifère.

Montrer que le réchauffement climatique actuel est en partie lié à l’utilisation par l’être humain de l’énergie solaire du passé. 

Vous rédigerez un texte argumenté. On attend des expériences, des observations, des exemples pour appuyer votre exposé et argumenter votre propos.

Le phénotype étendu est un concept imaginé par Richard Dawkins et présenté dans un ouvrage éponyme [gr. ε ̓πω ́νυμος « attribué comme surnom », composé de επι ́ « sur » et de ο ́νομα « nom »], The Extended Phenotype, 1982, selon lequel le phénotype ne doit pas être limité au résultat de l'expression des gènes par les processus biologiques (synthèse des protéines, la croissance des tissus) mais étendu à toutes les manifestations qui en découlent, y compris celles qui passent par l'activité du système nerveux central et plus généralement par le comportement de l'animal dans son environnement.

5/ Parenté des primates passés

Positionner quelques espèces fossiles dans un arbre phylogénétique, à partir de l'étude de caractères.

Analyser des arguments scientifiques qui ont permis de préciser la parenté de Homo sapiens avec les autres Homo, et notamment la parenté éventuelle avec les Néandertaliens ou les Dénisoviens.

trier les cartes d'identité des fossiles rencontrés

Manuel p.226-27

5/ LES CLIMATS DE LA TERRE

Depuis 150 ans, le climat planétaire présente un réchauffement d’environ 1°C. Les scientifiques pointent le fait que ce changement climatique a des conséquences importantes déjà observables sur la météorologie, la biosphère et l’humanité. L’objectif de ce thème est de s’approprier les outils nécessaires pour appréhender les enjeux climatiques contemporains en établissant des comparaisons avec différents exemples de variations climatiques passées. Il s’agit en particulier de comprendre que les méthodes d’étude et les mécanismes expliquant les variations constatées peuvent être de natures différentes. Certains mécanismes, déjà étudiés, sont réactivés dans ce contexte. Après avoir compris les causes et la dynamique des variations climatiques passées et mobilisé ses acquis précédents (cycle du carbone, effet de serre, circulation océanique…), on peut aborder les enjeux contemporains liés au réchauffement climatique : ses conséquences sur la biosphère et l’humanité, mais aussi les possibilités envisagées en matière d’atténuation et d’adaptation. L’étude du réchauffement climatique, celle de ses causes mais aussi de ses conséquences sur l’atmosphère et sur les océans sont abordées en complémentarité par l’enseignement scientifique dispensé en classe terminale.

5,1/ LES VARIATIONS CLIMATIQUES PASSÉES

Objectifs : pour comprendre les variations climatiques,

• identifier les méthodes de mesure les plus adéquates,

• comprendre les mécanismes potentiellement responsables de ces évolutions et

• acquérir une idée générale de l’amplitude thermique des variations climatiques reconstruites depuis le début du Paléozoïque.

• être capable de formuler des hypothèses explicatives sur les spécificités du réchauffement climatique à la lueur de ses connaissances des climats passés.

• exercer un regard critique sur tous les biais d’interprétation pouvant affecter la compréhension de systèmes complexes impliquant de nombreux phénomènes.

Liens : SVT – classe de seconde : érosion des paysages, enseignement de spécialité en classe de première : services écosystémiques ; enseignement scientifique en classe de première : Soleil, source d’énergie. Physique-chimie, enseignement de spécialité en classe terminale : réactions chimiques, isotopes ; mathématiques, enseignement de spécialité en classe terminale, mathématiques complémentaires, enseignement optionnel en classe terminale : modélisation statistique.

5,1,1/ Causes du climat

1/ Météo & climat

Distinguer des données relevant du climat d’une part, de la météorologie d’autre part.

Manuel p.50

https://www.ventusky.com/

https://www.infoclimat.fr/cartes/observations-meteo/temps-reel/temperature/france.html

https://www.lelivrescolaire.fr/page/4822475

https://www.lelivrescolaire.fr/page/16121207

La confusion entre météorologie et climatologie est très répandue ce qui conduit à des raisonnements et des conclusions fausses. Il est donc nécessaire de savoir distinguer l’un de l’autre.

Météorologie : étude des phénomènes atmosphériques	Climatologie : étude du climat
μετεωρολογια « traité sur les corps ou les phénomènes célestes »	κλιμα « inclinaison du ciel »
Météorologie : étude des paramètres atmosphériques à un instant donné pour essayer de prévoir à court terme (quelques jours) les variations de ces paramètres.	Climatologie : étude sur le long terme des variations du climat global ou local. Un climat est défini sur une période de trente ans actuellement, mais peut concerner des temps plus longs pour les climats du passé (siècles, millénaires, etc.).
Pour la météorologie, les prévisions sont de l’ordre de l’heure à la semaine ( pour les agriculteurs,deux semaines), et sur une zone très localisée : une ville, une région au maximum.	Pour la climatologie, les prévisions ou les conclusions concernent un mois au minimum jusqu’au millénaire voire plus. Et cela pour une région et jusqu’au globe complet.

Appareil	Mesure	Unité
thermomètre	température	°C, F, K
baromètre	pression	Pa, bar, atm, mmHg
hygromètre	hygrométrie	% eau
pluviomètre	pluviométrie	mm
célomètres	nébulosité	Octas, dixième
anémomètre	vitesse des vents	km/h
girouette	direction des vents	°

Hygrométrie : mesure de l’humidité relative, correspondant à la quantité d’eau présente sous forme de vapeur dans l’air. À 100 %, il pleut.

Nébulosité : proportion du ciel couvert par les nuages.

Pluviométrie : mesure du volume des précipitations sur une période et une surface données.

La climatologie étudie les variations du climat local ou global à moyen ou long terme (années, siècles, millénaires…).

La météorologie étudie les phénomènes atmosphériques locaux qu’elle prévoit à court terme (jours, semaines).

Météo et climat sont définis par un ensemble de grandeurs atmosphériques observées dans une région donnée pendant une période donnée. Ces grandeurs sont principalement la température, la pression, l’hygrométrie, la pluviométrie, la nébulosité, la vitesse et la direction des vents. Météo et climat utilisent les mêmes paramètres mais sur échelle de temps et espace différentes.

2/ Variation des paramètres orbitaux

Mettre les variations temporelles des paramètres orbitaux, définis par Milankovitch, en relation avec les variations cycliques des températures.

rappels :

sphéricité+rotation+inclinaison

4,4,2/ Evolution culturelle

Cf cours d'enseignement scientifique

1/ Le Phenotype étendu

Extraire, organiser et exploiter des informations pour appréhender la notion de phénotype étendu ;

p108-109

Le phénotype étendu est un concept imaginé par Richard Dawkins et présenté dans un ouvrage éponyme [gr. ε ̓πω ́νυμος « attribué comme surnom », composé de επι ́ « sur » et de ο ́νομα « nom »], The Extended Phenotype, 1982, selon lequel le phénotype ne doit pas être limité au résultat de l'expression des gènes par les processus biologiques (synthèse des protéines, la croissance des tissus) mais étendu à toutes les manifestations qui en découlent, y compris celles qui passent par l'activité du système nerveux central et plus généralement par le comportement de l'animal dans son environnement.

La diversification phénotypique des êtres vivants n’est pas uniquement due à la diversification génétique, la notion de phenotype (trait, caractère) doit être étendue au delà de la génétique, de ce qui est inné.

2/ Notion de culture

Extraire, organiser et exploiter des informations pour appréhender la notion d’évolution culturelle et ses liens avec celle d’évolution biologique.

Manuel p110

Konrad Lorenz : Ethologie : étude du comportement animal

Quelques cas de diversifications comportementales

Des singes lavent des patates

Diversification de populations d’oiseaux en fonction du chant : notamment chez les oiseaux-chanteurs ou oiseaux oscines (des études ont été réalisées chez la Paruline à sourcils blancs ou encore chez le Diamant mandarin)

Chez certains animaux, les comportements acquis peuvent être transmis d’une génération à l’autre et constituer une source de diversité : ainsi

• du chant des oiseaux,

• de l’utilisation d’outils dans des populations animales,

• le recrutement de composants inertes du milieu qui modulent le phénotype (constructions, parures…).

• de la culture notamment dans les sociétés humaines.

Ces traits (caractère, phenotype) sont transmis entre contemporains et de génération en génération, et subissent une évolution (apparition de nouveaux traits, qui peuvent être sélectionnés, contre-sélectionnés ou perdus par hasard).

3/ Conclusion historicocritique sur l’évolution

concept, histoire, sélection naturelle, évolution, espèce, taxon

https://www.didac-tic.fr/concepts/evolution/

Sitothèque

4,3/ L’ÉVOLUTION DES GÉNOMES AU SEIN DES POPULATIONS

Objectifs : il s’agit avant tout de mobiliser les acquis sur les mécanismes de l’évolution et de comprendre, en s’appuyant sur des exemples variés, que ces mécanismes concernent toutes les populations vivantes.

Liens : SVT – classe de seconde : biodiversité ; enseignement scientifique de la classe terminale : loi de Hardy-Weinberg.

4,3,1/ l’équilibre théorique des populations

vu en enseignement scientifique

1/ Espèce et population

Questionner la notion d’espèce en s’appuyant sur les apports modernes du séquençage de l’ADN

Écrivez un brouillon de définition du mot « espèce » 

Manuel p92-93

Des définitions de l'espèce :

au programme de 6e : « La diversité des espèces est à la base de la biodiversité. Une espèce est un ensemble d'individus qui évoluent conjointement sur le plan héréditaire. »

Mayr donne de l'espèce la définition largement admise : « l'espèce représente un groupe de populations réellement ou potentiellement interfécondes et séparé reproductivement de tout autre groupe analogue. »

Conception biologique de l'espèce (BSC) = une espèce est un groupe de populations naturelles au sein desquelles les individus peuvent échanger du matériel génétique ; toute espèce est séparée des autres par des mécanismes d'isolement reproductif.

Conception phylogénétique de l'espèce (PSC) = concept cladistique = un groupe d'organismes qui peuvent être distingués d'autres groupes et auquel apartiennent les ancêtres et les descendants d'une lignée évolutive = le plus petit agrégat de populations identifiable par une combinaison unique d'états de caractères chez des individus comparables.

Conception évolutive de l'espèce (ESC) = une espèce est une lignée évolutive formée de populations ancestrales et de leurs descendants, qui est distincte des autres lignées évolutives et qui a son propre destin.

espèce = ensemble d'individus qui produisent une descendance fertile d'un point de rupture du flux généalogique juqu'au suivant.

« dans la nature il n’y a pas d’espèces : il n’apparait que des barrières de reproduction. Les espèces, c’est nous qui les créons à partir d’un modèle théorique » (G. Lecointre, professeur au Museum National d’Histoire Naturelle - Revue Espèces – n° 1 –septembre 2011) : http://www.especes.org/

espèces, spéciation, critères phénotypiques & d'interfécondité

espèce = ensemble d'individus qui produisent une descendance fertile d'un point de rupture du flux généalogique juqu'au suivant.

l'espèce est une réalité statistique, collective

video PH.Gouyon 3’20  : https://videos.reseau-canope.fr/corpus/lignees_d_especes-HD.mp4

2/ La loi de Hardy-Weinberg

video 3'51 : https://youtu.be/pPNm1RHu-fY

En 1908, le mathématicien britannique Geoffroy H. Hardy et le médecin allemand Wilhelm Weinberg proposent un modèle théorique qui prévoit "la stabilité des fréquences relatives des allèles dans les populations eucaryotes à reproduction sexuée".

Le principe de (Castle-)Hardy-Weinberg ( aussi connue comme loi d'Hardy-Weinberg, modèle d'Hardy-Weinberg, Hardy-Fleury-Weinberg ; en anglais, Hardy–Weinberg equilibrium ou HWE) est une théorie de génétique des populations, qui postule qu'au sein d'une population (idéale), il y a équilibre des fréquences allélique et génotypique d'une génération à l'autre.

L'équilibre de Hardy-Weinberg reste le modèle théorique central de la génétique des populations. La notion d'équilibre dans le modèle de Hardy-Weinberg est assujettie à différentes hypothèses :

1. La population sur laquelle on étudie cette notion d'équilibre est panmictique. Les couples se forment au hasard (panmixie), et de même leurs gamètes se rencontrent au hasard (pangamie).

2. La population est très grande en effectif, ceci pour diminuer très fortement les variations d'échantillonnage.

3. Il ne doit y avoir dans la population, ni sélection, ni mutation, ni migration.

4. Les générations successives sont discrètes (pas de superposition de générations dans les croisements).

5. Les différents génotypes sont viables et féconds.

Dans ces conditions la diversité génétique de la population se maintien et doit tendre vers un équilibre stable de la distribution génotypique. Les relations entre fréquences génotypiques et fréquences alléliques permettent d'estimer celles-ci à partir de fréquences phénotypiques.

S'il existe deux allèles (A et a) chez un individu dont les fréquences sont p et q, la fréquence des trois génotypes possibles (AA, Aa et aa) sera respectivement de p², 2pq et q². L'équilibre de Hardy-Weinberg est : p² + 2pq + q²=1

Dans les populations eucaryotes à reproduction sexuée, le modèle théorique de Hardy-Weinberg prévoit la stabilité des fréquences relatives des allèles dans une population.

3/ La fréquence des allèles dans une population

Extraire, organiser et exploiter des informations sur l’évolution de fréquences alléliques dans des populations.

Comprendre et identifier les facteurs éloignant de l’équilibre théorique de Hardy-Weinberg.

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/edumodeles/algo/

paramétrer l’algorithme à droite (cf manuel p87)

Dans les populations réelles, différents facteurs empêchent d’atteindre l’équilibre théorique de Hardy-Weinberg

4,3,2/ Quatre forces évolutives modifient l’équilibre théorique

vu en enseignement scientifique

1/ Les migrations modifient l’équilibre par im° & em°

schéma

• Migration = changement de lieu d'un organisme provoquant l'isolement de certains génômes, donc une évolution différente et éventuellement un croisement avec une nouvelle population et dans ce cas l'apport de nouveaux gènes pour la population.

2/ Les mutations font des innovations évolutives

Rappel sur les types de mutations vues en 1S

modification de Séquence,

un ou plusieurs nucléotides

substitution, délétion , addition=insertion,

faux-sens, non-sens,

décalante ou non

neutre = silencieuse  : horloge moléculaire

Mutation neutre, favorable, défavorable

• Mutation = provoque l'apparition de nouveaux allèles par modification de gènes c'est-à-dire d'une séquence de nucléotides (bases) dans l'ADN.

3/ La séléction naturelle filtre les allèles

Extraire, organiser et exploiter des informations sur l’évolution de fréquences alléliques dans des populations.

Comprendre et identifier les facteurs éloignant de l’équilibre théorique de Hardy-Weinberg, notamment la sélection, l’appariement non-aléatoire

Sélection sexuelle : danse des paradisiers : http://youtu.be/YTR21os8gTA

https://videos.reseau-canope.fr/corpus/selection_naturelle-HD.mp4

L’appariement aléatoire c'est ce qui se passe lorsque les individus choisissent les partenaires qu'ils souhaitent pour l'accouplement. L'accouplement non aléatoire est celui qui se produit chez les individus qui ont une relation plus étroite.

L'appariement non aléatoire provoque une distribution non aléatoire des allèles chez un individu. S'il existe deux allèles (A et a) chez un individu dont les fréquences sont p et q, la fréquence des trois génotypes possibles (AA, Aa et aa) sera respectivement de p², 2pq et q². C'est ce qu'on appelle l'équilibre de Hardy-Weinberg.

Jeu Constantino /Phalène : afficher les graphiques et interpréter

Version web  “en ligne”

Dossier web “hors ligne”

Version exécutable (.exe) à télécharger (dézipper dans un dossier, permet de ne pas dépendre d’un navigateur)

Version “Android” pour tablettes et téléphone

Jeu Colorado / lapins : http://phet.colorado.edu/en/simulation/natural-selection

faire la liste des facteurs influençant l’effectif de la population de lapins, de loups, de végétaux

Facteurs biotique, abiotique

abiotique : température, humidité, climat, saisons, pression, salinité, pollution, ...

biotiques : sexuelle (attirance, préférence, fécondité, force, prolifération, ...), prédation, alimentation,

• Sélection = filtre à allèles par l'intermédiaire de facteurs biotique, et/ou abiotique : du milieu, de la reproduction, de l'alimentation, de la prédation, ...élimination des individus (allèles) les moins adptes à survivre et se reproduire

1859 : publication de l'Origine des Espèces au moyen de la Sélection Naturelle, ou la Préservation des Races les meilleures dans la Lutte pour la Vie, |par Charles Darwin

titre de la première édition : On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life

bilan 2nde : La sélection naturelle résulte de la pression du milieu et des interactions entre les organismes. Elle conduit au fait que certains individus auront une descendance plus nombreuse que d’autres dans certaines conditions.

4/ La dérive génétique diverge selon l’effectif

Extraire, organiser et exploiter des informations sur l’évolution de fréquences alléliques dans des populations.

Comprendre et identifier les facteurs éloignant de l’équilibre théorique de Hardy-Weinberg, notamment la population finie (dérive).

démarche : https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article545

tirage de dès avec tableur : =ENT(ALEA()*6+1)

tirage de dés avec une calculatrice : casio : RANINT#(1,6)

OPTN → NUM → PROBA ou STAT → RAND → #RANDINT → (1,6) → EX → à chaque EX on obtient un nouveau tirage des dés.

on peut aussi utiliser un dé virtuel en ligne

Réalisez un tableau de résultats avec les différents tirages

Démarche sur logiciel : pour accélérer les tirages et comptages, on peut utiliser un logiciel :

logiciel Constantino : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/index.htm

Effectuer 4 tirages (2 couleurs / 10 individus puis 100 individus ; 5 couleurs / 10 individuds puis 100 individus) , suivre sur plusieurs générations et noter le nombre de générations nécessaires pour obtenir une population uniforme (toutes les boules de la même couleur).

– 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

autres logiciels

http://philippe.cosentino.free.fr/productions/derivehtml5/

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/edumodeles/algo/

• Dérive = modification aléatoire de la fréquence des allèles dans une population

bilan 2nde : La dérive génétique est une modification aléatoire de la fréquence des allèles au sein d'une population au cours des générations successives. Elle se produit de façon plus rapide lorsque l’effectif de la population est faible.

Dans les populations réelles, différents facteurs empêchent d’atteindre l’équilibre théorique : l’existence de mutations, le caractère favorable ou défavorable de celles-ci, la taille limitée d’une population (effets de la dérive génétique), les migrations et les préférences sexuelles. Les populations sont soumises à la sélection naturelle et à la dérive génétique. À cause de l’instabilité de l’environnement biotique et abiotique, une différenciation génétique se produit obligatoirement au cours du temps. Cette différenciation peut conduire à limiter les échanges réguliers de gènes entre différentes populations. Toutes les espèces apparaissent donc comme des ensembles hétérogènes de populations, évoluant continuellement dans le temps.

Webographie

des sites « spécialisés » sur la notion d’espèce :

museum dHN : http://edu.mnhn.fr/mod/page/view.php?id=286

Les mécanismes de l'évolution : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/evolution/evol/tridiv_4.html#IVB ;

Speciation and extinction : http://www.bio.georgiasouthern.edu/bio-home/harvey/lect/lectures.html?flnm=bgsp&ttl=Speciation%20and%20Differentiation&ccode=el&mda=scrn

futura sciences : http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/zoologie-2/d/espece_2261/

Doit-on abandonner le concept d’espèce ? : http://www.inra.fr/dpenv/leguyc46.htm

http://www.reseau-canope.fr/corpus/video/la-speciation-122.html

Petit glossaire des termes utilisés dans le cours d'Evolution : http://genet.univ-tours.fr/EXCOFFIER/Laurent/Glossaire.htm

Mechanisms : the processes of evolution : http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/evo_14

Video 5’ Groupes humains : homogénéité et diversité : https://videotheque.cnrs.fr/index.php?urlaction=doc&id_doc=2242

modélisation numérique pour s’enhardir avec la loi de Hardy-Weinberg : https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article1049#pb

L'anémie falciforme et le paludisme : http://genet.univ-tours.fr//gen001700_fichiers/htm/gen12ch8b.htm

la phalène du bouleau : http://genet.univ-tours.fr//gen001700_fichiers/htm/ch8a/gen12ch8aec1.htm

Jeu Constantino /Phalène :

Version web  “en ligne”

Dossier web “hors ligne”

Version exécutable (.exe) à télécharger (dézipper dans un dossier, permet de ne pas dépendre d’un navigateur)

Version “Android” pour tablettes et téléphone

Jeu Colorado / lapins : http://phet.colorado.edu/en/simulation/natural-selection

logiciel Fusin : http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/fusin/derive_genetique.swf

logiciel Constantino : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/derive-diplo/index.htm

Effectuer 4 tirages (2 couleurs / 10 individus puis 100 individus ; 5 couleurs / 10 individuds puis 100 individus) , suivre sur plusieurs générations et noter le nombre de générations nécessaires pour obtenir une population uniforme (toutes les boules de la même couleur).

– 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

Histoire du concept d'évolution : http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/biodiversite/dossiers-thematiques/les-trois-domaines-du-vivant/historique-de-la-classification-du-vivant-1

video Tu mourras moins bête - ARTE 3’14 Qui était Darwin : https://youtu.be/X91tEaZgnwU

La notion d’espèce : http://edu.mnhn.fr/mod/page/view.php?id=286

la revue « espèces » : https://especes.org/

video PHGouyon 3’20 La spéciation : https://www.reseau-canope.fr/corpus/video/la-speciation-122.html

video PHGouyon 3’20 les lignées : https://videos.reseau-canope.fr/corpus/lignees_d_especes-HD.mp4

video 5’37 danse des paradisiers : http://youtu.be/YTR21os8gTA

Interactive tree of life : http://www.onezoom.org/

construction de l'arbre au cours des ans : http://www.onezoom.org/tetrapods.htm (clic en haut à droite, compteur années en bas)

another tree of life : http://tolweb.org/tree/

Timetree : http://timetree.org/

Lifemap : http://lifemap-otol.univ-lyon1.fr/

arbre du vivant : http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article3438

classifications : http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article3354

videos sur communication animale :

Maratus volans : l’araignée paon doit exécuter une danse réussie si elle veut vivre : https://youtu.be/IBkXcVVnS84

parade du colibri : https://youtu.be/F337lSmg2Oo

Cet oiseau se travestit pour séduire : https://youtu.be/yD1cfffD0MU

crabe hermite : http://www.bbc.com/earth/story/20141103-hermit-crab

Seven Worlds, One Planet: Battle of the snow monkeys : https://www.facebook.com/BBCOne/videos/603388663777180/

parade du paon : http://www.lumni.fr/video/charles-darwin-une-affaire-de-seduction

oiseaux de paradis (Nlle Guinée): http://youtu.be/YTR21os8gTA

oiseau lyre (Australie): https://youtu.be/b2AGqPs10kU

Bilan : L’inéluctable évolution des génomes au sein des populations

Notions : mutation, sélection, dérive, évolution.

Dans les populations eucaryotes à reproduction sexuée, le modèle théorique de Hardy-Weinberg prévoit la stabilité des fréquences relatives des allèles dans une population. Mais, dans les populations réelles, différents facteurs empêchent d’atteindre cet équilibre théorique : l’existence de mutations, le caractère favorable ou défavorable de celles-ci, la taille limitée d’une population (effets de la dérive génétique), les migrations et les préférences sexuelles.

Les populations sont soumises à la sélection naturelle et à la dérive génétique. À cause de l’instabilité de l’environnement biotique et abiotique, une différenciation génétique se produit obligatoirement au cours du temps. Cette différenciation peut conduire à limiter les échanges réguliers de gènes entre différentes populations. Toutes les espèces apparaissent donc comme des ensembles hétérogènes de populations, évoluant continuellement dans le temps.

Précisions : les conditions d’applications du modèle de Hardy-Weinberg sont mobilisées en lien avec l’enseignement scientifique. Une espèce peut être considérée comme une population d’individus suffisamment isolée génétiquement des autres populations.

Comprendre et identifier les facteurs éloignant de l’équilibre théorique de Hardy-Weinberg, notamment l’appariement non-aléatoire, la sélection, la population finie (dérive).

Extraire, organiser et exploiter des informations sur l’évolution de fréquences alléliques dans des populations.

Questionner la notion d’espèce en s’appuyant sur les apports modernes du séquençage de l’ADN.

4,4/ DES MÉCANISMES NON GÉNÉTIQUES CONTRIBUENT À LA DIVERSITÉ DU VIVANT

Objectifs : il s’agit de comprendre, en s’appuyant sur des exemples variés dans le monde vivant, que la diversification des êtres vivants n’est pas toujours liée à une diversification génétique ou à une transmission d’ADN.

Liens : SVT – enseignement de spécialité de la classe terminale : de la plante sauvage à la plante domestiquée.

4,4,1/ Coévolution

1/ Parasite adapté

Docs p109

la guêpe Dinocampus coccinellae, et son hôte, la coccinelle Coleomegilla maculata.

Le cycle de vie de la guêpe parasite permet de comprendre comment elle détourne le comportement de la coccinelle en sa faveur en provoquant la paralysie de cette dernière afin qu’elle « monte la garde » au-dessus de la nymphe, après avoir nourri involontairement la larve qui s’est développée dans son abdomen. Les études présentées permettent de comprendre le mécanisme complexe permettant le contrôle du système nerveux de l’hôte par l’intermédiaire d’un virus qui est inoculé avec l’oeuf et migre progressivement de l’abdomen à la tête pour entraîner la paralysie au moment même de la métamorphose de la nymphe. De plus, des études ont montré que la ponte de l’oeuf dans l’abdomen s’accompagnait d’une suppression de la réponse immunitaire de la coccinelle, favorisant à la fois le développement de la larve parasite et la réplication du virus inoculé.

Dinocampus coccinellae est une guêpe de la famille des braconides. C’est un parasitoïde de Coccinellidae, en particulier de la coccinelle maculée. Lors de la pupaison, qui se produit à l’extérieur de la coccinelle, la larve manipule son hôte pour que celui-ci la protège. Cette relation parasitique est majoritairement mortelle, mais environ 25 % des coccinelles récupèrent malgré tout après l’éclosion et le départ du parasitoïde.

Par son comportement inné (ponte de l’oeuf dans l’abdomen), la guêpe modifie le comportement de la coccinelle. On peut alors considérer le comportement de « garde du corps » de la coccinelle comme faisant partie du phénotype étendu de la guêpe

Les expressions vernaculaires « guêpe maçonne » et « guêpe potière » désignent diverses espèces de guêpes solitaires qui façonnent des nids en boue afin d'y loger leur larves.

Parasites spécifiques de leur hôte :

parmi les Sphecidae, les genres Sceliphron, Sphex, etc. qui nourrissent leurs larves avec des chenilles Lépidoptères ou des Orthoptères.

parmi les Vespidae, la sous-famille des Eumeninae (Eumenes, Delta, etc.), également carnassières et quelques genres de la sous-famille Masarinae qui nourrissent leurs larve avec du pain d'abeille.

parmi les Crabronidae, quelques espèces du genre Trypoxylon, spécialisé dans les Arachnides

Ichneumon (les ichneumons en français) est un genre d'insectes hyménoptères de la famille des Ichneumonidae, famille qui comprend environ 25 000 espèces décrites (on estime que la famille pourrait en compter de 60 000 à 100 000), soit plus que toute autre famille d'hyménoptères. De nombreuses espèces sont présentes en Europe.

Les ichneumons, qui sont des guêpes parasitoïdes, sont d'importants régulateurs d’insectes ravageurs de cultures. Utilisés dans la lutte biologique, ils jouent un rôle clé de régulation dans leurs écosystèmes.

Mesurant quelques millimètres de long, leur tête est ornée d'antennes ramifiées. Juste derrière, le prothorax est compact et trapu. La partie postérieure du corps de l'insecte (appelé aussi mégastome) est relié à l'avant par un pétiole particulièrement fin.

Leur cible ? Le couvain des fourmis tropicales. Les larves de ces guêpes s'accrochent aux fourmis fourragères qui rentrent dans le nid de la colonie.

Une fois à l'intérieur, elles se nourrissent des pupes de ces dernières, puis quand leur transformation est terminée, ce sont les fourmis elles-mêmes qui continuent à les nourrir.

Une fois adulte, la guêpe parasite quitte la colonie pour se reproduire

Un parasitoïde utilise un virus pour modifier le comportement de son hôte : http://vminfotron-dev.mpl.ird.fr:8080/cbgp-gas/archives/20160621-Gourbal.pdf

La diversification phénotypique des êtres vivants n’est pas uniquement due à la diversification génétique : d’autres mécanismes interviennent comme par exemple les associations non héréditaires entre parasite et leur hôte, le parasite est adapté à une proie très spécifique.

2/ Symbioses en évolution

TP Dissection lichens p106

[mycos (grec) = fungus (latin) = champignon]

Symbiose [syn (grec) : ensemble + bio (grec) : vie] = association à bénéfice réciproque

[ecto (grec) = ext // endo (grec) = int]

http://biopathe.fr/articles.php?lng=fr&pg=331

lexique : http://labopathe.free.fr/symbioses.html

en fait il ya plus d’un champignon : https://www.the-scientist.com/news-opinion/not-one--not-two--but-three-fungi-present-in-lichen-65333?utm_content=83103983&utm_medium=social&utm_source=facebook&hss_channel=fbp-212009668822281

autres ex de symbiose :

• mycorhizes : http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article1794

• nodosités

• lichens

• Oophila & Ambistoma

• Nostoc

• endosymbiose cnidaires / Dinoflagellés 

• Les planaires (Convoluta roscoffensis) qui hébergent des chlorelles dans leur mésoderme)

• Le ver géant Riftia et des bactéries autotrophiques – exemple d’endosymbiose

• Origine symbiotique des chloroplastes et des mitochondries

• tique et Lyme : http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-tiques-et-bacteries-de-lyme-un-benefice-reciproque-32073.php

• Évolution d’une symbiose obligatoire : les fourmis agricultrices de Fidji : https://planet-vie.ens.fr/thematiques/ecologie/relations-interspecifiques/evolution-d-une-symbiose-obligatoire-les-fourmis

hôte et symbiote subissent une évolution contingente, en même temps, on parle de coévolution

3/ Microbiote en coévolution

Exo p122-123

Microbiote: des bactéries qui nous veulent du bien : https://lejournal.cnrs.fr/articles/microbiote-des-bacteries-qui-nous-veulent-du-bien

Faecal bacteria cocktail treats superbug infection : https://www.newscientist.com/article/dn23061-faecal-bacteria-cocktail-treats-superbug-infection

Des mécanismes non génétiques (non héréditaires) interviennent dans l'évolution et la construction du phénotype comme les associations hétérospécifiques : pathogènes ou symbiotes. L'etude du microbiote acquis montre toute sortes de relations entre hôte et symbiote.