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Cas des animaux de ferme
Dans le cas des animaux de ferme, certains paramètres sont importants et ont faciliter leur domestication.
Cas plus compliqué des animaux de compagnie : le chien et le chat
La sélection artificielle correspond à la sélection de caractères avantageux pour l’homme et c’est par ce mécanisme que de nombreuses espèces domestiques ont évolué. La plupart des espèces domestiques trouve leur origine dans l’un des quelques centres historiques de domestication des animaux de ferme. Deux exceptions existent : les chats (Felis silvestris) et les chiens (Canis lupus).
La domestication du loup a débuté à la fin du mésolitique quand les humains étaient des chasseurs cueilleurs nomades. Ces loups qui avaient moins peurs des humains faisaient les poubelles des camps nomades et, au cours du temps se révélèrent utiles. Au début, il servaient de garde et prévenaient lors de l’approche d’animaux sauvages ou bien d’autres populations nomades. Après, il servirent de chasseurs, un attribut acquis par sélection artificielle.
Les premiers chats domestiques avaient une utilité faible et leur domestication a débuté au début de l’ère agriculutural néolithique au proche orient. La domestication des chats sauvages s’est produite par une auto-sélection dans laquelle le comportement sexuel est corrélée à un choix du partenaire sexuel non aléatoire (assortative mating) couplée à un choix des environnements urbains. Le début de la domestication des chats sauvages d’Eurasie s’est faite, au départ, par une sélection naturelle plutôt qu’artificielle suivi d’une spéciation par isolement reproducteur (spéciation sympatrique)
D’après Driscoll – PNAS – 2009 – From wild animals to domestic pets, an evolutionary view of domestication
]]>Un article publié par BIanchi et al dans Nature permet de proposer un mécanisme alternatif particulièrement fin :
L’intéraction entre la protéine Izumo située sur la membrane du spermatozoïde après la réaction acrosomique ne se fait pas avec CD9 comme penser précédemment. On pensait que cette intéraction permettait la fusion entre les membranes du spermatozoïde et la membrane de l’ovocyte (oolemme). En fait, Izumo n’intéragit pas avec CD9 mais avec une autre protéine que les chercheurs ont nommé Juno (la déesse romaine du mariage). Cette intéraction est absolument nécessaire : un ovocyte sans protéine Juno est infécondable. C’est la partie a du schéma
Là où c’est encore plus fort c’est qu’après la fécondation de l’ovocyte par un spermatozoïde, la protéine Juno est expulsée de la membrane dans des vésicules (schéma b). En conséquence, l’absence de la protéine Juno sur la membrane rend donc l’ovocyte infécondable. Voilà le blocage rapide de la polyspermie chez les Mammifères tant recherché sans qu’il y ait intervention d’une dépolarisation de l’ovocyte!
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L’équipe dirigée par Floyd Romesberg (Scripps Research Institute, La Jolla, Californie) est parvenue à intégrer dans le génome d’une bactérie, Escherichia coli, une nouvelle paire de bases nucléiques, d5SICS et dNaM, dont la présence a été tolérée par la machinerie de réplication du micro-organisme : cette paire de bases non naturelles se retrouvait dans 99,4 % des descendants de la bactérie. Ces bases inédites ne figuraient pas dans les chromosomes de la cellule, mais dans un plasmide.Les chercheurs ont pu obtenir jusqu’à dix générations de bactéries possédant encore ces bases exotiques dans leur ADN.
Ainsi, avec un code génétique à 6 bases azotées, on peut envisager non plus l’utilisation des seuls 20 acides aminés traditionnels de la biologie mais aussi des acides aminés des chimistes dont le nombre dépassent 300.
]]>Une professeure agrégée m’a proposé de publier cette ressource pour elle ce que je fais avec grand plaisir. Vous pouvez donc retrouver sur la page Agrégation une nouvelle colonne contenant les dissections suivantes :
Annélides (arénicole)
Mollusques (moule, escargot)
Crustacés (écrevisse)
Echinodermes (oursin)
Urochordés (cione)
Téléostéen (gardon)
Tétrapodes (poulet, souris [non présent sur la page, je proposerai une vidéo utilisable en classe, notamment de seconde)
NB : Les dissections ne sont pas toujours complètes, il manque des appareils pour certaines d’entre elles. Ces exemples ne sont pas représentatifs de tous les Métazoaires, il manque entre autre un représentant des Insectes.
]]>Pour le sujet 2011 du concours d’entrée des ENS, j’avais réalisé le sujet de Sciences de la Terre qui portait justement sur la Lune. Je vous le propose ici ce qui permet de réfléchir sur les moissons scientifiques permises :
Le fichier PDF ici ou bien visible au-dessous (cela peut être un peu long)
]]>Cet article est disponible en pdf
Comme de nombreux éléments sur Terre, l’oxygène existe sous la forme d’isotopes, c’est à dire un même élément mais dont le noyau atomique possède un nombre différents de neutrons. On a ainsi, pour l’oxygène, 3 isotopes : l’isotope 16 (8 protons, 8 neutrons) qui est le plus abondant, l’isotope 17 (8 protons, 9 neutrons) et l’isotope 18 (8 protons, 10 neutrons).
Le δ18O est un indicateur qui quantifie la quantité d’isotope 18 de l’oxygène par rapport à l’oxygène 16 dans un échantillon. Afin de pouvoir comparer les différentes valeurs de ce rapport, on choisit un standard qui fera office de référent universel. Ainsi, tous les rapports (18O)/(16O) seront comparés à un standard ce qui permettra ensuite de comparer les différentes valeurs entre elles.
En pratique, le δ18O est calculé à partir de la formule suivante après avoir mesuré le rapport (18O)/(16O) d’un échantillon par un spectromètre de masse :
Etant donné qu’on multiplie le résultat obtenu par 1000, le δ18O s’exprime donc en ‰ (pour mille). De façon simple, le δ18O quantifie donc la quantité d’isotope 18 de l’oxygène par rapport à l’oxygène 16. Si la quantité d’isotope 18 dans l’échantillon est importante, alors le numérateur est grand et donc le δ18O est élevé. Au contraire, s’il y a peu d’oxygène 18 dans l’échantillon, alors le numérateur est petit et le δ18O est donc faible.
Nous l’avons dit, étant donné la différence de masse entre les deux isotopes, ceux-ci ne vont pas avoir exactement la même réaction lors des processus physico-chimiques. Prenons un exemple : l’évaporation.
Quand on regarde le trajet des nuages, ils vont globalement de l’équateur vers les pôles. Au niveau de l’équateur, ils se chargent en eau au cours de l’évaporation et l’eau des nuages a donc un δ18O plus négatif que celui de l’océan. Au fur et à mesure de leur migration vers les pôles, il va y avoir des précipitations qui vont donc appauvrir le nuage en oxygène 18 (puisque celui-ci précipite préférentiellement) : le δ18O des nuages devient donc de plus en plus négatif de l’équateur vers les pôles. Le δ18O varie donc avec la latitude.
Nous avons vu que le δ18O variait avec la latitude. Pour pouvoir utiliser le δ18O comme un paléothermomètre, il faut donc toujours rester à la même laltitude et mesurer conjointement la température et le δ18O des précipitations neigeuses pour avoir une référence. C’est ce qui a été fait par Jouzel et collaborateurs aux pôles.
La figure montre que lorsque la température augmente, le δ18O des glaces augmentent et inversement, lorsque la température diminue, le δ18O diminue. Il est très important pour expliquer cela de bien comprendre la figure suivante et son explication.
En utilisant le thermomètre isotopique de Jouzel et collaborateurs, on peut donc connaître à partir du δ18O des glaces, la température qui régnait à l’époque des précipitations au dessus des pôles. On fait l’interprétation que s’il fait plus froid aux pôles, alors il faisait plus froid sur Terre. On effectue cette mesure de δ18O sur une même carotte de glace pour être toujours à la même latitude et donc pour que notre mesure de δ18O ne renseigne bien que sur la température.
Le δ18O des foraminifères ne renseignent pas sur la valeur absolue de la température comme peut le faire le δ18O des glaces.
Ainsi, le δ18O des formanifères benthiques augmente lorsque la température diminue et le δ18O des formanifères benthiques diminue lorsque la température augmente. Pour autant, la valeur du δ18O ne donne pas de température. Il nous dit simplement si on était en période plus chaude ou plus froide. Le δ18O des foraminifères est en fait un indicateur de la quantité de glace présente aux pôles : si la période est froide, alors il y a beaucoup de glace aux pôles et donc l’essentiel de l’oxygène 16 est stocké dans la calotte de glace des pôles. Consécutivement, l’essentiel de l’oxygène 18 est présent dans les océans : le δ18O des océans est élevé, celui des foraminifères benthiques aussi.
Pour connaitre les conditions de pression et de température auxquelles ont été soumises ces roches, on utilise une grille pétrogénétique qui représente le positionnement des faciès métamorphiques dans l’espace pression température.
Afin de positionner ces roches dans cette grille p-T, on identifie les minéraux et grâce au tableau suivant, on peut déterminer le faciès dans lequel se trouve la roche qui a été métamorphisée. J’ai représenté quelques droites de réaction habituelles.
| Faciès métamorphique | Métabasites | Métapélites |
| Faciès des zéolites | Légères recristallisations laumonite, analcime, heulandite, wairakite |
argiles interstratifiées |
| Faciès à prehnite et actinote | prehnite, pumpellyite ± chlorite, albite, epidote | illite/muscovite, chlorite, albite, quartz |
| Faciès des cornéennes à hornblende | hornblende, plagioclase ± diopside | biotite, muscovite, cordierite ± chloritebiotite, muscovite, andalousite muscovite, andalousite, cordierite |
| Faciès des cornéennes à pyroxènes | clinopyroxène, orthopyroxène, plagioclase ± olivine, hornblende | cordiérite, andalousite, feldspath potassique |
| Faciès à lawsonite et à chlorite | lawsonite, albite, chlorite | |
| Faciès à pumpellyite et actinote | pumpellyite, actinote | |
| Faciès des schistes verts | albite, épidote, chlorite, actinote | chlorite, muscovite, albite (± biotite, paragonite, chloritoïde) |
| Faciès des amphibolites | hornblende, plagioclase ± grenat | cordiérite/grenat, sillicate d’alumine, biotite ± muscovite, feldspath potassique |
| Faciès des granulites | Basse pression : orthopyroxène + plagioclase Haute pression : grenat, clinopyroxène, quartz |
Basse Pression : cordiérite, sillimanite, feldspath potassique Moyenne Pression : grenat, sillimanite, feldspath potassique Haute pression : grenat, disthène, feldspath potassique |
| Faciès des schistes bleus | glaucophane, lawsonite glaucophane, épidote, paragonite, quartz |
phengite (micas blanc), disthène, chloritoide, talc, quartz ± grenat |
| Faciès des éclogites | omphacite/jadeite, grenat | talc, disthène, grenat, coésite |
Voilà, maintenant vous pouvez facilement placer une roche dans la grille pétrogénétique.
Si vous souhaitez que je modifie la grille en rajoutant des réactions par exemple, où s’il y a des erreurs, comme, toujours, un commentaire sera le bienvenu!
Faciès métamorphiques
Métabasites
Métapélites
Faciès des zéolites
Légères recristallisations
laumonite, analcime, heulandite, wairakite
argiles interstratifiées
Faciès à prehnite et actinote
albite, prehnite, actinote chlorite
Faciès à prehnite et pumpellyite
prehnite, pumpellyite ± chlorite, albite, epidote
illite/muscovite, chlorite, albite, quartz
Faciès des cornéennes à hornblende
hornblende, plagioclase ± diopside
biotite, muscovite, cordierite ± chloritebiotite, muscovite, andalousitemuscovite, andalousite, cordierite
Faciès des cornéennes à pyroxènes
clinopyroxène, orthopyroxène, plagioclase ± olivine, hornblende
cordiéerite, andalousite, feldspath potassique
Faciès à lawsonite et à chlorite
lawsonite, albite, chlorite
Faciès à pumpellyite et actinote
pumpellyite, actinote
Faciès des schistes verts
albite, épidote, chlorite, actinote
chlorite, muscovite, albite (± biotite, paragonite, chloritoïde)
Faciès des amphibolites
hornblende, plagioclase ± grenat
cordiérite/grenat, sillicate d’alumine, biotite ± muscovite, feldspath potassique
Faciès des granulites
Basse pression : orthopyroxène + plagioclase
Haute pression : grenat, clinopyroxène, quartz
Basse Pression : cordiérite, sillimanite, feldspath potassique
Moyenne Pression : grenat, sillimanite, feldspath potassique
Haute pression : grenat, disthène, feldspath potassique
Faciès des schistes bleus
glaucophane, lawsonite
glaucophane, épidote, paragonite, quartz
phengite (micas blanc), disthène, chloritoide, talc, quartz ± grenat
Faciès des éclogites
omphacite, grenat
talc, disthène, grenat, coésite
Ici il est question de méthode K-Ar (Potassium Argon), Ar-Ar (Argon-Argon), la méthode Plomb-Plomb (et la datation de la Terre par Patterson), les déséquilibres isotopiques : U-Th-Ra (série de déséquilibre de l’uranium) les isotopes cosmogèniques (Beryllium 10 et Neon 20) et sur les radioactivités éteintes.
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