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SV-A L'organisme vivant en lien avec son environnement (BCPST 1 et 2) |
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SV-B Interactions entre les organismes et leur milieu de vie (BCPST 1 et 2) |
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SV-C La cellule dans son environnement (BCPST 1) |
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SV-D Organisation fonctionnelle des molécules du vivant (BCPST 1) |
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SV-E Le métabolisme cellulaire (BCPST 1) |
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SV-F Génomique structurale et fonctionnelle (BCPST 1 et BCPST 2) |
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SV-G Reproduction (BCPST 2) |
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SV-H Mécanismes du développement : exemple du développement du membre des Tétrapodes (BCPST 2) |
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SV-I Communications intercellulaires et intégration d'une fonction à l'organisme (BCPST 2) |
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SV-J Populations et écosystèmes (BCPST 1) |
SV-K Évolution et phylogénie (BCPST 1 et BCPST 2)  IntroSV-K Évolution et phylogénie (BCPST 1 et BCPST 2)
La diversité du vivant est le résultat d'une histoire évolutive et est en devenir permanent. Il s'agit ici de comprendre les mécanismes de l'évolution, à la lumière de la théorie synthétique de l'évolution, qui explique l'origine de la diversité génétique au sein des populations et des espèces, mais aussi de la diversité de celles-ci.
La phylogénie permet de reconstruire l'histoire évolutive des taxons. En BCPST 1, l'objectif est de comprendre les principes d'établissement des phylogénies. En outre, il existe d'autres regroupements d'organismes qui ne sont pas en rapport avec la phylogénie. C'est l'occasion de montrer que les classifications n'ont pas toutes la même signification, et que chacune dépend des objectifs du classificateur. En BCPST 2, il s'agit de se centrer sur l'exploitation d'arbres phylogénétiques afin de discuter des scénarios évolutifs.
Cette partie permet aussi aux étudiants de prendre du recul sur l'évolution biologique, qui constitue un fil rouge des programmes scolaires, et qui vise à dépasser des obstacles épistémologiques. Il s'agit notamment de dépasser une pensée finaliste en mobilisant un raisonnement sélectif darwinien et en laissant sa place au hasard. On évite aussi toute forme de fixisme (il n'y a ni fossile vivant, ni organisme primitif, ni pérennité de l'espèce).
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SV-K-1 Les mécanismes de l'évolution (BCPST 2) |
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SV-K-2 Une approche phylogénétique de la biodiversité (BCPST 1 et BCPST 2) |
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SV-K-2-1 Classer la biodiversité (BCPST 1) |
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SV-K-2-2 Analyser des arbres phylogénétiques pour construire des scénarios évolutifs (BCPST 2) |
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Plusieurs arbres du vivant se sont succédés depuis les premières classifications phylogénétiques avec l'enrichissement des données sur la biodiversité et l'évolution des technologies moléculaires.
Les virus ne sont pas placés dans l'arbre du vivant.
La racine de l'arbre des Eucaryotes est encore sujette à discussion. Cet arbre illustre la divergence évolutive, la possibilité d'évolution régressive et l'homoplasie (convergence et réversion). C'est le cas par exemple pour la possession de plastes et l'état pluricellulaire.
Certains groupes définis par leurs ressemblances écologiques témoignent d'une convergence évolutive, comme les végétaux (au sens des organismes réalisant la photosynthèse oxygénique), les algues ou les champignons.
La confrontation d'arbres phylogénétiques peut révéler des coévolutions et/ou cospéciations.
Précisions et limites :
Cette partie s'appuie sur les organismes vus par ailleurs dans le programme, au cours des travaux pratiques et des sorties. L'arbre des Eucaryotes est fourni aux étudiants pour conduire une analyse phylogénétique.
Les endosymbioses primaires et secondaires sont étudiées à partir de l'exemple des algues hétérocontes (algues brunes et diatomées) et des Archéoplastidés (ou Lignée verte).
Les pertes de la pluricellularité sont traitées avec l'exemple des levures.
La diversité des algues est abordée notamment en travaux pratiques avec les exemples des algues unicellulaires, filamenteuses (Antithamnion ou Polysiphonia), en lame (Ulva) et à thalle ramifié/complexe (Fucus).
La diversité des unicellulaires est abordée notamment en travaux pratiques avec les exemples de E. coli, Nitrobacter sp., Rhizobium sp., Saccharomyces cerevisiae, paramécies, Trypanosoma sp., diatomées, Chlamydomonas sp.. |
- Identifier un transfert horizontal de gène comme une différence de topologie (incongruence) entre les arbres phylogénétiques basés sur ce gène et sur d'autres gènes.
- Argumenter l'absence des virus dans l'arbre du vivant.
- Argumenter que l'évolution ne peut pas être présentée en termes de « progrès », qu'elle peut être simplificatrice, et qu'elle n'a ni direction, ni but.
- Exploiter des données afin de discuter l'histoire évolutive d'un groupe, les données et les arbres phylogénétiques étant fournies.
- Argumenter la théorie endosymbiotique des plastes ainsi que les endosymbioses primaires et secondaires des plastes.
- Identifier et expliquer des convergences évolutives.
- Réaliser des observations macroscopiques et microscopiques, avec ou sans coloration, afin de mettre en évidence des caractères des algues exploitables dans le cadre d'une analyse phylogénétique.
- Exploiter des données biochimiques et des clichés de microscopie électronique d'algues et d'organismes unicellulaires pour discuter leur place dans l'arbre phylogénétique ou la signification évolutive d'un de leurs caractères.
Liens :
Regards sur les organismes (SV-A)
Diversité génétique (SV-F-4)
Homologie ; Convergence et régression évolutives (SV-A ; SV-B ; SV-G-1 ; SV-G-2)
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