Qu'est-ce que la sélection naturelle ?
Cette leçon est disponible pour la 6e année en Saskatchewan et au Manitoba, la 7e année en Colombie-Britannique et en Nouvelle-Écosse, la 9e année en Alberta et la 12e année en Saskatchewan, au Manitoba, en Ontario, à Terre-Neuve-et-Labrador, au Nouveau-Brunswick et au Québec (Cégép).
Voici quelques termes de vocabulaire pour vous aider dans cette leçon.
- Bactéries
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Microorganismes microscopiques unicellulaires. Les bactéries sont présentes presque partout sur terre et sont vitales pour la santé de la planète. De nombreux types de bactéries sont utiles à la santé humaine. Certaines bactéries provoquent des maladies.
- Mutation
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Modification de la structure d'un gène, entraînant une forme variante pouvant être transmise aux générations suivantes.
- Variabilité
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Différences, absence de modèle fixe, probabilité de changement.
- Antibiotiques
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Médicament pour traiter les infections causées par des bactéries.
- Résistance aux antibiotiques
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Lorsque les bactéries changent et ne sont plus tuées par le médicament conçu pour les tuer.
- Gène
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L'unité de base de l'hérédité, ou transmission d'informations du parent à la progéniture. Les gènes transportent les informations qui déterminent vos caractéristiques ou traits.
- Boîte de Pétri
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Les boîtes de Pétri sont principalement utilisées pour des expériences biologiques. Ils permettent aux biologistes de cultiver des organismes microscopiques dans un environnement contrôlé.
- Culture cellulaire
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La culture cellulaire consiste à cultiver des cellules dans un environnement contrôlé, parfois des bactéries unicellulaires et parfois des cellules prélevées sur un animal ou une plante en dehors de l'organisme vivant dans un environnement contrôlé. Cela permet aux microbiologistes de réaliser des études spécifiques.
Sélection naturelle
Darwin a utilisé le terme sélection naturelle pour expliquer comment se produit l’évolution. La sélection naturelle est aussi parfois appelée la « survie du plus fort ». La sélection naturelle et la survie des plus aptes expliquent que dans la nature, les individus qui survivent et ont une progéniture verront leur matériel génétique transmis à la génération suivante.
Les traits transmis d’une génération à l’autre sont des traits qui permettent aux individus de survivre au mieux dans leur environnement. Dans une population d'animaux, chaque paire d'animaux qui produit une progéniture aura une certaine variabilité (différences) dans sa progéniture. Il pourrait y avoir des différences dans la progéniture dues à des mutations ou à des erreurs dans le code génétique. Les mutations peuvent donner à l’individu un avantage ou un désavantage . Si la mutation confère à l’individu un avantage et que cet individu a une progéniture, les traits sont transmis aux autres générations. Ces petits changements au fil du temps aident les animaux à s’adapter davantage à leur environnement.
Expliquons comment cela fonctionne.
Disons que nous suivons une recette de pain aux bananes.
La recette contient une liste d'ingrédients et explique quoi faire.
Parfois, même si vous suivez la recette, vous faites de petites erreurs. Peut-être que vous l'avez laissé cuire un peu plus longtemps. Peut-être avez-vous oublié d'ajouter un ingrédient. Peut-être que tu as mis trop de farine.
Cela signifie qu’à chaque fois que la recette varie (un peu différente) du premier pain aux bananes, elle est légèrement différente.
Comme une recette de pain aux bananes, les bactéries ont également des instructions ou une « recette » qui leur explique comment se copier. Cette « recette » s’appelle le génome. Le génome est le matériel génétique de la bactérie. Tout comme la recette du pain aux bananes, les bactéries peuvent changer lorsqu’elles se reproduisent, ce qui peut leur conférer des avantages comme la résistance aux antibiotiques.
Regardez cette vidéo pour voir un exemple de sélection naturelle et comment la variabilité et la mutation sont liées à la survie
Examiner de près la sélection naturelle des bactéries
Chez de nombreux animaux, il peut être difficile d’observer l’évolution par sélection naturelle car la durée de vie de l’animal est similaire à celle d’un humain – nous ne remarquons donc pas les changements. Cependant, si nous observons des organismes ayant une durée de vie plus courte, il est facile de constater des changements qui se produisent au fil du temps. Une façon dont nous pouvons observer la sélection naturelle se produit est avec les bactéries. Les bactéries sont des organismes unicellulaires qui vivent moins d’un jour et se reproduisent ou font des copies d’elles-mêmes pour croître en nombre.
Voici une cellule bactérienne typique et toutes ses parties.
Les bactéries ont une durée de vie courte et des taux élevés de mutation ou d’erreurs aléatoires lorsqu’elles copient leur code génétique. Parfois, les mutations apportent un bénéfice à la bactérie. Par exemple, les bactéries porteuses d’une mutation peuvent avoir une différence qui leur permet de survivre lorsque quelque chose menace de les tuer. Les antibiotiques sont des médicaments conçus pour tuer les bactéries nocives . Lorsque les bactéries sont en présence d’antibiotiques, certaines peuvent présenter une mutation aléatoire qui leur permet de survivre. Lorsque des bactéries peuvent survivre en présence d’un antibiotique, on parle de résistance aux antibiotiques.
Cette vidéo montre comment les bactéries peuvent développer des mutations qui les aident à survivre. Les bactéries se développent rapidement aux extrémités de la boîte de Pétri, là où il n’y a pas d’antibiotiques. Lorsque les bactéries entrent en contact avec l’antibiotique, elles développent des mutations qui leur permettent de survivre. En regardant les bactéries dans la vidéo, nous pouvons observer la sélection naturelle se produire.
Qu’est-ce que cela signifie que les bactéries développent une résistance aux antibiotiques ? Pouvons-nous développer de nouveaux antibiotiques pour être sûrs de les avoir quand nous en avons besoin ? Les scientifiques étudient différents types d’antibiotiques afin de disposer de nouveaux traitements lorsque nous en avons besoin. Les étudiants universitaires contribuent également à cette recherche en recherchant de nouveaux antibiotiques possibles à partir de bactéries trouvées dans des échantillons de sol du monde entier.
Dans la vidéo suivante, Dre. Jo Handelsman, directeur du 'Wisconsin Institute for Discovery', explique comment son projet Tiny Earth s'attaque à une crise sanitaire mondiale tout en formant la main-d'œuvre scientifique du futur. Dans le cadre de ce projet, les étudiants du monde entier deviennent un élément important de la solution.
Cependant, le développement de nouveaux antibiotiques prend beaucoup de temps et les bactéries peuvent changer et développer une résistance même à de nouveaux antibiotiques. Pour préserver les antibiotiques aujourd’hui et à l’avenir, nous devons veiller à n’utiliser les antibiotiques que lorsqu’ils sont prescrits par un professionnel de la santé. En préservant les antibiotiques, les bactéries n’ont aucune chance de développer une résistance. Cela permet d'économiser les antibiotiques afin qu'ils fonctionnent lorsque nous en avons besoin. Si nous n’apportons aucun changement, nous serons confrontés à un monde dans lequel nous n’aurons peut-être pas d’antibiotiques lorsque nous en aurons besoin.
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