Biologie

La méthode scientifique est utilisée pour résoudre des problèmes et expliquer des phénomènes. Le développement de la méthode scientifique a coïncidé avec des changements de philosophie qui ont sous-tendu la découverte scientifique, transformant radicalement la vision de la société sur la nature. Au cours de la Renaissance européenne, des individus tels que Francis Bacon, Galilée et Isaac Newton ont formalisé le concept de méthode scientifique et l’ont mis en pratique. Bien que la méthode...

Membranes cellulaires et diffusion Pour fonctionner, les cellules doivent faire entrer et sortir des matériaux de leur cytoplasme via leurs membranes cellulaires. Ces membranes sont semi-perméables, ce qui signifie que certaines molécules sont autorisées à passer, mais pas d’autres. Ce mouvement des molécules est médié par la bicouche phospholipidique et ses protéines intégrées, dont certaines agissent comme des canaux de transport pour des molécules qui ne pourraient autrement pas passer à...

Arrière-plan Les cellules représentent les unités biologiques les plus fondamentales de tous les organismes, qu’il s’agisse d’organismes unicellulaires simples comme les bactéries, ou de grands organismes multicellulaires comme les éléphants et les séquoias géants. Au milieudu 19 e siècle, la théorie cellulaire a été proposée pour définir une cellule, qui stipule : Chaque organisme vivant est composé d’une ou plusieurs cellules. Les cellules sont les unités fonctionnelles de tous les...

Biomolécules Les organismes contiennent une grande variété de molécules organiques avec de nombreuses fonctions qui dépendent des structures chimiques et des propriétés de ces molécules. Toutes les molécules organiques contiennent un squelette de carbone et des atomes d’hydrogène. L’atome de carbone joue un rôle central dans la formation d’une grande variété de molécules organiques de taille, de forme et de complexité diverses. Les molécules inorganiques, en revanche, ont généralement des...

Homéostasie Les conditions de l’environnement extérieur d’un organisme peuvent changer rapidement et radicalement. Pour survivre, les organismes doivent maintenir un environnement interne assez constant, ce qui implique une régulation continue de la température, du pH et d’autres facteurs. Cet état équilibré est connu sous le nom d’homéostasie, qui décrit les processus par lesquels les organismes maintiennent leurs conditions internes optimales. Pour maintenir l’homéostasie, les organismes ont...

Génétique mendélienne L’évolution est causée par des changements dans la composition génétique des populations. Dans le domaine de la génétique des populations, les scientifiques modélisent ce processus comme des changements dans la fréquence des allèles aux loci génétiques individuels. Cette représentation simple de la façon dont l’évolution se produit date de l’analyse de Gregor Mendel des modèles d’hérédité des caractères chez les pois, présentée pour la première fois en 1865. Mendel a...

La révélation que l’ADN est la molécule héréditaire de tous les organismes a conduit à d’énormes percées scientifiques et médicales et a considérablement amélioré notre compréhension de nous-mêmes et des autres organismes. L’isolement et le profilage de l’ADN ont été les premières étapes fondamentales de nombreuses avancées du siècle dernier ; de l’identification de la fonction des gènes aux révolutions de l’agriculture et de la médecine légale. Isoler l’ADN des cellules L’isolement de l’ADN...

Arrière-plan Au débutdu 20e siècle, la pneumonie était responsable d’une grande partie des décès dus aux maladies infectieuses1. Afin de mettre au point un vaccin efficace contre la pneumonie, Frederick Griffith a entrepris d’étudier deux souches différentes de Streptococcus pneumoniae : une souche non virulente d’apparence rugueuse (souche R) et une souche virulente d’aspect lisse (souche S) due à une capsule polysaccharidique externe2. Cette couche externe de la bactérie de la souche S leur...

Autotrophes Presque tous les organismes vivants sur Terre dépendent de la photosynthèse, qui est le processus qui convertit l’énergie solaire en un sucre simple appelé glucose. Cette molécule peut être utilisée comme source d’énergie à court terme ou pour construire des glucides plus complexes comme les amidons pour le stockage d’énergie à long terme. Les autotrophes sont des organismes qui captent l’énergie lumineuse par photosynthèse. Aussi appelés producteurs primaires, ils fournissent...

Autotrophes et hétérotrophes Les organismes vivants ont besoin d’un apport continu d’énergie pour maintenir les fonctions cellulaires et organisationnelles telles que la croissance, la réparation, le mouvement, la défense et la reproduction. Les cellules ne peuvent utiliser que de l’énergie chimique pour alimenter leurs fonctions, elles doivent donc récolter de l’énergie à partir de liaisons chimiques de biomolécules, telles que les sucres et les lipides. Les organismes autotrophes, à savoir...

La division cellulaire est fondamentale pour tous les organismes vivants et nécessaire à la croissance et au développement. En tant que moyen de reproduction essentiel pour tous les êtres vivants, la division cellulaire permet aux organismes de transférer leur matériel génétique à leur progéniture. Pour un organisme unicellulaire, la division cellulaire génère un organisme complètement nouveau. Pour les organismes multicellulaires, la division cellulaire produit de nouvelles cellules pour le...

Arrière-plan Tous les organismes vivants doivent remplir un ensemble de fonctions de base afin de se maintenir. L’un de ces processus implique le transport de matériaux dans tout l’organisme. Par conséquent, les organismes ont besoin d’échanger des matériaux avec l’environnement, ce que l’on peut voir à petite échelle des cellules transportant des protéines et d’autres matériaux entre eux ou à plus grande échelle comme le cycle de l’eau, où l’eau se déplace continuellement sur, au-dessus et...

Catalyseurs biologiques Tous les organismes vivants effectuent en permanence de nombreuses réactions biochimiques pour maintenir leur présence. La plupart de ces réactions nécessitent un apport d’énergie pour démarrer, ce qu’on appelle l’énergie d’activation. Les catalyseurs sont des produits chimiques qui réduisent l’énergie d’activation. Même si les catalyseurs facilitent une réaction chimique, ils ne sont pas consommés par celle-ci. Cela signifie qu’un catalyseur peut faciliter une réaction...

La drosophile comme organisme modèle La mouche commune des fruits, Drosophila melanogaster, est un organisme modèle largement utilisé en biologie, bien qu’elle puisse être plus communément reconnue comme un ravageur frugivore. Il y a de multiples raisons qui font de D. melanogaster un excellent organisme expérimental : leur temps de génération d’environ deux semaines permet d’étudier plusieurs générations, ils sont facilement maintenus dans de très petits tubes et leur dimorphisme sexuel permet...

La chaîne alimentaire L’énergie est l’un des facteurs abiotiques les plus importants d’un écosystème, et les organismes d’un écosystème sont reliés par le flux d’énergie et de matière entre eux. Comme l’énergie ne peut être ni créée ni détruite, elle ne peut que changer de forme ou être transférée à l’organisme suivant dans une chaîne alimentaire. Par exemple, chaque fois qu’une vache broute de l’herbe ou qu’un balbuzard pêcheur chasse et consomme du poisson, l’énergie est transférée de...

La diversité des écosystèmes est importante pour la santé de la planète et notre survie en tant qu’humains ; il est donc extrêmement important pour nous de comprendre et de mesurer la biodiversité, qui est définie comme la variabilité entre les organismes vivants d’un écosystème. La biodiversité peut être mesurée à de nombreux niveaux différents, notamment génétique, des espèces, des communautés et des écosystèmes. Une façon de mesurer la biodiversité est d’évaluer la richesse en espèces d’un...

L’histoire de la vie sur Terre Des fossiles d’organismes différents de tout ce qui est vivant aujourd’hui ont été documentés dès le XVIIe siècle, mais ce n’est qu’au début du XIXe siècle que les scientifiques ont commencé à reconnaître que les couches successives de roches fossilifères étaient comme des pages successives de l’histoire de la vie sur terre. Bien que cette reconnaissance ait donné naissance au domaine de la paléontologie, l’idée d’une extinction mondiale complète d’une espèce...

Répartition des espèces La biogéographie est l’étude de la distribution des espèces dans l’espace géographique et des processus qui façonnent ces distributions. Cette discipline est basée sur l’hypothèse que chaque espèce d’un lieu doit avoir immigré d’une autre zone géographique ou avoir évolué à partir d’une espèce locale. Dans chaque habitat, une variété de facteurs biotiques et abiotiques agissent sur les espèces individuelles pour façonner les taux de naissance, de mortalité,...

Modèles de population Une population écologique est un groupe d’individus d’une même espèce vivant dans une zone en même temps. Pour persister, une population doit soit croître, soit maintenir sa taille. L’écologie des populations est l’étude de la façon dont la taille de la population et la répartition par âge changent au fil du temps par le biais d’interactions avec d’autres espèces et l’environnement, ainsi qu’avec des individus de leur propre espèce. Une caractéristique particulièrement...

Les populations ne vivent pas isolées, c’est pourquoi chaque population interagit avec les autres d’une certaine manière. Ces interactions donnent naissance à un réseau de populations. Par conséquent, une communauté écologique est composée de tels réseaux de population de diverses espèces qui interagissent les unes avec les autres au sein d’une même zone. Ces composants biologiques, ou biotiques, peuvent également interagir étroitement avec des composants non vivants, ou abiotiques, formant un...

La certitude du changement climatique reste une controverse publique malgré le consensus d’environ 97 % des climatologues actifs, qui non seulement s’accordent à dire que le climat de la Terre change, mais affirment également que ce changement est intensifié par l’activité humaine, principalement les émissions de carbone 1. Le décalage entre le public et les experts est en partie dû à une mauvaise compréhension des mécanismes impliqués dans le changement climatique ainsi qu’aux différences...

La vie dans une population Les organismes des populations interagissent les uns avec les autres de manière complexe, où les individus se disputent des ressources telles que la nourriture, un abri et des partenaires. Ces interactions sont coûteuses car les individus investissent de l’énergie pour acquérir la ressource, il existe donc une variété de stratégies que les organismes adoptent pour obtenir un avantage sur leurs concurrents. Ceci est clairement observé avec les systèmes d’accouplement...

Alimentation optimale Les organismes doivent acquérir et utiliser les ressources de leur environnement pour survivre. Bien que la nourriture soit l’une des principales ressources que les organismes doivent rechercher, les individus doivent également rechercher des habitats, des abris et des partenaires. Ce processus de recherche de ressources est connu sous le nom de recherche de nourriture, qui implique une série de coûts et d’avantages. Plus précisément, l’acquisition d’une ressource procure...

Choisir des partenaires L’aptitude évolutive est largement déterminée par la capacité d’un organisme à survivre et à produire avec succès une progéniture. La sélection sexuelle, qui joue un rôle important dans la détermination des couples d’accouplement, et donc dans les gènes transmis à la génération suivante, est essentielle à ce processus. Souvent, une compétition intense pour les partenaires au sein d’une population exerce une pression sélective sur les traits liés à la parade nuptiale...

Organisation sociale Différents niveaux d’organisation sociale sont observés au sein du règne animal, allant du plus simple au plus complexe. Ces systèmes peuvent grandement améliorer la survie et le succès reproductif d’un individu ou d’une population. Parmi ceux-ci, l’eusocialité est le plus haut niveau d’organisation sociale, impliquant des divisions du travail basées sur les castes sociales. Cependant, ce système est rarement observé dans la nature, car il oblige les individus à aider les...

Aptitude La variation généralisée des phénotypes dans les populations naturelles fournit la matière première de l’évolution, c’est-à-dire le changement des traits héréditaires des populations au fil des générations successives. La sélection naturelle est l’un des principaux mécanismes de l’évolution et nécessite que des traits variables soient héréditaires et associés à une survie différentielle et/ou à un succès reproducteur. Les phénotypes qui sont en corrélation avec un plus grand succès...

Sélection naturelle et évolution adaptative Dans les milieux naturels, l’évolution adaptative a lieu par sélection naturelle, un processus dans lequel les différences de traits entraînent des différences de survie et de succès reproductif entre les individus. Cela se produit parce que les individus avec certains phénotypes ont une probabilité de survie plus élevée et/ou produisent plus de descendants survivants que les individus avec d’autres phénotypes. Un exemple classique de cela a été...

Les changements évolutifs sont intéressants et importants à étudier, mais les changements dans les populations se produisent sur de longues périodes de temps et dans d’immenses espaces physiques et sont donc très difficiles à mesurer. En général, l’étude de phénomènes comme celui-ci nécessite l’utilisation de modèles mathématiques qui sont construits à l’aide de paramètres qui peuvent être facilement mesurés. Ces modèles sont ensuite utilisés pour faire des prédictions sur la façon dont les...

Les humains tentent de classer correctement les êtres vivants depuis qu’Aristote a fait la première tentative au 4ème siècle avant JC. Le système d’Aristote a été amélioré à la Renaissance, puis, par la suite, par Carolus Linnaeus au milieu des années 1700. Ces systèmes de classification et d’organisation plus formels regroupaient les espèces en fonction de leur similitude physique les unes avec les autres. Par exemple, tous les vertébrés ont une colonne vertébrale, mais pas les invertébrés.

De l’eau à la terre Le règne Plantae est apparu pour la première fois il y a environ 410 millions d’années, lorsque les algues vertes sont passées de l’eau à la terre. Bien que difficile, cette transition a profité aux premiers colonisateurs de plusieurs façons. Initialement, la plupart des organismes vivants (y compris les plantes et les animaux) vivaient dans l’océan, ce qui rendait les environnements aquatiques surpeuplés et très compétitifs. En revanche, la terre était un environnement...

Le règne animal est composé d’une gamme d’organismes unis par un ensemble de caractéristiques communes. À quelques exceptions près, les animaux sont des eucaryotes multicellulaires qui se déplacent, consomment de la matière organique et se reproduisent sexuellement. Bien que ces attributs soient partagés, les espèces de ce règne sont également extrêmement diverses. Cette diversité est due à l’adaptation de chaque espèce à une niche différente. La niche d’une espèce comprend la superficie, la...

Les bactéries et les champignons sont deux groupes d’organismes très divers qui peuvent avoir des effets bénéfiques ou néfastes importants sur la santé humaine. Pour cette raison, il est important de comprendre et de distinguer les espèces individuelles de ces groupes. Comme vous vous en souviendrez, les taxonomistes biologiques regroupent les organismes en fonction de leur parenté phylogénétique. Les trois domaines de la vie, les bactéries, les archées et les eucaryotes, séparent la vie en...