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Vidéo de la leçon : Types de reproduction Sciences

Dans cette vidéo, nous allons apprendre comment décrire les caractéristiques de la reproduction asexuée et sexuée, et comparer la variation génétique de la progéniture produite.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons apprendre à décrire les caractéristiques de la reproduction asexuée et sexuée, et étudier des exemples de ces deux types de reproduction. Nous allons également voir ce que le terme variation génétique signifie et comment les reproductions asexuée et sexuée diffèrent par la variation génétique qu'elles apportent à leur progéniture.

Il y a plusieurs caractéristiques que tous les organismes vivants ont en commun. Des organismes microscopiques, comme les bactéries, jusqu’aux plus grands arbres ou aux humains comme vous et moi, nous nous déplaçons tous, bien que certains d’entre nous se déplacent plus vite que d’autres. Nous devons également libérer de l’énergie, ce que nous faisons par un processus appelé respiration qui a lieu dans presque toutes nos cellules. Nous sommes tous sensibles à notre environnement et nous grandissons tous. Bien que tous les individus ne se reproduisent pas, certains des individus d’une espèce doivent se reproduire pour que cette espèce perdure. Nous devons tous excréter les déchets de nos cellules. Et pour mener à bien ces processus consommateurs d'énergie, nous devons tous tirer des nutriments de notre alimentation. Essayons de nous en rappeler en gardant en tête la première lettre de chacun de ces processus essentiels de la vie: MRS CREN.

Dans cette vidéo, nous nous concentrerons sur la reproduction. Mais qu’est-ce que la reproduction, et pourquoi est-elle si importante? La reproduction est le processus biologique par lequel les êtres vivants peuvent produire de nouveaux individus, appelés progéniture. Les nouveaux individus produits auront une partie de l'information génétique transmise par leurs parents et auront donc certaines des mêmes caractéristiques que leurs parents. Par exemple, cette personne a reçu l’information génétique qui code pour les cheveux noirs de ses parents, et elle a donc les cheveux noirs. Beaucoup d’individus à chaque génération d’une espèce se reproduisent. Mais certains individus ne deviennent pas des parents.

La progéniture produite constitue la génération suivante. Cette nouvelle génération va grandir et devenir mature, et finira par se reproduire pour avoir ses propres enfants. Et ainsi de suite. Si ces personnes ne se reproduisaient pas, elles mourraient sans donner de génération suivante. Si cela se produisait à plus grande échelle, l'espèce de ces bonhommes bâtons pourrait s'éteindre. Sans reproduction, les espèces qui vivaient il y a des centaines d’années n’existeraient plus aujourd’hui. Par le passé, de nombreuses espèces devenues trop rares pour se reproduire ont disparu.

Bien que nos bonhommes bâtons ne soit pas une vraie espèce, parmi beaucoup d'espèces réellement déclarées éteintes en 2020 figurait Oophaga speciosa que vous pouvez voir ici. Le but ultime de chaque espèce est d’assurer sa survie à travers les générations sans s’éteindre. C’est pourquoi au moins certains organismes de chaque génération de chaque espèce doivent se reproduire, afin de garantir la survie de leur espèce.

Voyons les différents types de reproduction que nous allons explorer dans cette vidéo. Les organismes peuvent se reproduire de différentes manières. Mais ces méthodes peuvent être regroupées en deux grandes catégories: la reproduction asexuée et la reproduction sexuée.

Voyons d’abord la reproduction asexuée. Dans la reproduction asexuée, il n’y a qu’un seul parent impliqué. Et cet organisme est capable de produire une progéniture identique à lui-même. Deux cellules filles identiques sont donc produites à partir d’une cellule mère. En général, les organismes qui se reproduisent exclusivement de manière asexuée sont des organismes unicellulaires, comme les bactéries ou les levures, mais il existe aussi quelques exemples intéressants de plantes et d'animaux qui se reproduisent de manière asexuée. Comme nous l’avons mentionné, les organismes peuvent se reproduire de manière asexuée de plusieurs façon.

Découvrons ce processus avec l’exemple d’une bactérie. Les bactéries sont des organismes unicellulaires qui peuvent parfois causer des maladies chez l'Homme. Mais de nombreuses bactéries nous sont également très utiles. Par exemple, celles qui vivent dans notre système digestif peuvent nous aider à digérer nos aliments. De nombreuses bactéries se reproduisent de manière asexuée par un processus appelé fission binaire. Le mot binaire vient du latin et signifie deux choses ensemble, tandis que le mot fission fait référence à la division ou séparation de choses. En effet, dans la fission binaire, la cellule bactérienne d’origine se divise en deux nouvelles cellules, appelées cellules filles.

La fission binaire produit deux cellules identiques. Cela signifie que chaque fois qu’une bactérie se reproduit, les deux nouvelles bactéries produites sont complètement identiques entre elles et avec la cellule d’origine. Les bactéries sont des organismes procaryotes, ce qui signifie qu’elles n’ont pas de noyau dans leurs cellules. En revanche les organismes eucaryotes, comme cette amibe unicellulaire du nom d’Amoeba proteus, ont bien un noyau dans chacune de leurs cellules. Bien qu’elle ait principalement lieu dans les cellules procaryotes, certaines cellules eucaryotes, comme celles de l’amibe, peuvent également réaliser une fission binaire.

La reproduction asexuée est un processus très rapide et ne nécessite pas beaucoup d’énergie. La fission binaire chez certaines bactéries peut même avoir lieu en moins de 20 minutes. Contrairement à la fission binaire, qui a principalement lieu chez les procaryotes, les eucaryotes peuvent se reproduire de manière asexuée en utilisant un type différent de division cellulaire appelée mitose, qui produit également deux cellules filles génétiquement identiques à partir d’une cellule parentale. Ainsi, chez les procaryotes comme chez les eucaryotes, la reproduction asexuée donne toujours des clones de la cellule mère. Cependant, certaines différences peuvent survenir entre les deux cellules filles en raison de leurs conditions environnementales.

Les champignons sont un grand groupe d’organismes, dont certains se reproduisent de manière asexuée. Il existe des champignons unicellulaires, comme la levure. Une levure dont vous avez peut-être entendu parler, qui est utilisée pour faire lever le pain, s’appelle la levure de boulanger. Les cellules de levure se reproduisent de manière asexuée par un processus appelé bourgeonnement, par lequel un nouvel organisme bourgeonne depuis la cellule initiale. Et les deux cellules produites seront génétiquement identiques l’une à l’autre.

D’autres champignons, comme ceux qui causent la moisissure du pain, peuvent utiliser des structures spéciales appelées spores pour se reproduire de manière asexuée. En fait, lorsque vous voyez de la moisissure sur un morceau de pain comme celui-ci, vous voyez des colonies de spores des champignons qui essaient de se reproduire autant que possible pour se répandre sur tout le pain.

Certaines plantes peuvent également se reproduire de manière asexuée par un processus appelé propagation végétative, dans lequel de nouvelles plantes peuvent pousser à partir des parties végétatives de la plante, qui comprennent les feuilles, les tiges et les racines. Voyons ce processus dans ce fraisier. Comme vous pouvez le voir, le fraisier a produit des extensions d’une structure en forme de tige appelée stolon. Les stolons peuvent pousser au-dessus ou en-dessous de la surface du sol jusqu’à ce qu’ils trouvent un endroit approprié pour s’enraciner, établissant une nouvelle plante à proximité de la plante-mère.

Voyons ensuite la reproduction sexuée. La reproduction sexuée implique toujours deux parents de la même espèce: un mâle et une femelle. Puisque la reproduction sexuée nécessite deux parents, un organisme a besoin de trouver un partenaire du sexe opposé pour se reproduire. Chaque parent produit de nombreuses cellules appelées gamètes, aussi dites cellules sexuelles ou cellules reproductrices. Ces gamètes contiennent la moitié du matériel génétique d’une cellule normale du corps. Voyons pourquoi.

La reproduction sexuée implique deux grandes étapes: la formation de ces gamètes puis leur fusion, un processus qu’on appelle la fécondation. La formation de gamètes est due à un type de division cellulaire appelée méiose. Lorsque les cellules se divisent par méiose, quatre nouvelles cellules sont formées. Et comme nous l’avons mentionné précédemment, chacun de ces quatre gamètes contiendra moitié moins d’informations génétiques qu’une cellule normale du corps ou que la cellule mère.

Alors que cette cellule mère avait quatre chromosomes, chacune des cellules filles n’en a que deux. En effet, au cours la reproduction sexuée, un gamète issu de chaque parent fusionnent dans un processus appelé fécondation pour donner un zygote avec un lot complet de matériel génétique. Le zygote produit, contrairement aux clones produits par reproduction asexuée, est génétiquement différent de ses parents. Ce zygote grandit et change au fil du temps pour devenir un organisme complètement développé.

Voyons donc comment cela peut se produire dans différents groupes d’organismes. La reproduction sexuée peut également avoir lieu de plusieurs manières différentes. Chez les animaux, les gamètes sont appelées ovules pour les femelles et spermatozoïdes pour les mâles. Chez la plupart des mammifères, y compris les humains, la fécondation et le développement du zygote ont lieu dans le corps de la mère. Et le processus de développement est appelé grossesse. Après cette période de développement, la progéniture, l’enfant dans le cas des humains, nait.

Chez la plupart des oiseaux et des reptiles, la fécondation est aussi interne, mais ils pondent par contre des œufs. Chez la plupart des poissons et des amphibiens, la fécondation a généralement lieu à l’extérieur du corps de la mère, souvent dans l’eau, et des œufs sont également produits. Après une période de développement de ces œufs, la progéniture peut en éclore.

La reproduction sexuée chez les plantes se produit légèrement différemment. Bien que de nombreuses plantes puissent se reproduire de manière asexuée, plusieurs types de plantes subissent également une reproduction sexuée. L’organe de reproduction des plantes s’appelle la fleur. Les gamètes mâles chez les plantes se trouvent dans les grains de pollen, qui peuvent se rendre aux gamètes femelles, ou à l’ovule, en se déplaçant à travers certaines parties de la fleur. Là, les gamètes vont fusionner par fécondation, formant finalement des graines, qui peuvent se développer en de nouvelles plantes. Si le grain de pollen est produit par la même fleur que l’ovule qu’il féconde finalement, c’est un exemple de reproduction asexuée, car les deux gamètes ont été produits par le même parent. Cependant, si ce pollen provient d’une plante différente, il s’agit d’une reproduction sexuée, car la progéniture produite sera génétiquement différente de chaque parent.

Maintenant que nous avons vu certaines bases de la reproduction asexuée et sexuée, identifions certaines des similitudes et des différences entre ces deux processus en utilisant ce diagramme de Venn. Les deux processus impliquent la production d’une nouvelle progéniture et la transmission de matériel génétique à cette progéniture pour former une nouvelle génération. Une différence claire entre les deux, comme vous l’avez peut-être remarqué, est que la reproduction asexuée ne nécessite qu’un seul parent, tandis que la reproduction sexuée nécessite deux.

Comme nous l’avons mentionné précédemment, la reproduction asexuée est un processus rapide et efficace qui nécessite très peu d’énergie. Cela signifie également que les organismes qui se reproduisent de manière asexuée peuvent donner naissance à un grand nombre de progénitures dans un court laps de temps. En revanche, la reproduction sexuée prend beaucoup plus de temps et demande beaucoup d’énergie. La reproduction sexuée donne généralement moins d’organismes, mais plus grands. Par exemple, vous savez peut-être qu’une femme subit neuf mois de grossesse pendant laquelle le bébé grandit et se développe. Et généralement, plus un organisme est grand, plus cette période est longue. Par exemple, les éléphants d’Afrique portent leurs petits 22 mois avant d’accoucher, soit près de deux ans.

Les descendants produits par reproduction asexuée sont génétiquement identiques à leurs parents et peuvent donc être appelés des clones, tandis que la reproduction sexuée donne naissance à des descendants génétiquement différents de leurs parents, car ils ont une combinaison de caractéristiques des deux parents.

Nous pouvons décrire ces similitudes et différences génétiques entre les organismes grâce à un concept appelé variation génétique. La variation génétique décrit les différences des informations génétiques de différents êtres vivants qui leur confèrent des combinaisons uniques de caractéristiques. Les organismes qui se reproduisent de manière asexuée ont tendance à avoir une très faible variation génétique, car leurs cellules filles sont produites par des processus tels que la mitose, ce qui les rend génétiquement identiques aux cellules parentes.

Cependant, les organismes qui se reproduisent sexuellement ont une variation génétique beaucoup plus élevée en raison de la production de gamètes génétiquement différents par méiose. Grâce à la variation génétique, la combinaison de gènes des parents donne un ensemble unique de caractéristiques pour chaque nouvel organisme. Examinons les avantages de la variation génétique élevée apportée par la reproduction sexuée à travers un exemple.

La phalène du bouleau, ou Biston betularia, est une espèce de papillon d’apparence tachetée noire et blanche. Il existe deux types de ce papillon de nuit: un avec un corps de couleur claire et un avec un corps de couleur sombre. En Angleterre, juste avant la révolution industrielle au 18ème siècle, les phalènes à corps sombres étaient très rares et celles à corps clair étaient beaucoup plus fréquentes, car elles se camouflaient bien contre les arbres pâles, comme ce bouleau. Cela protégeait les papillons de couleur claire des prédateurs comme les oiseaux, alors que les papillons plus sombres étaient clairement visibles et rapidement avalés.

En raison de la variation génétique naturelle, cependant, il restait une petite quantité de papillons plus sombre. Au cours des premières décennies de la révolution industrielle, cependant, les choses ont commencé à changer pour la phalène du bouleau. Les papillons à corps sombre ont commencé à être observés en nombres de plus en plus importants, finissant même par dépasser la quantité de papillons à corps clair. Comment et pourquoi pensez-vous que ce changement est survenu? Mettez la vidéo sur pause pour y réfléchir.

Au cours de la révolution industrielle, plusieurs villes d’Angleterre ont commencé à brûler du charbon pour alimenter leurs usines, ce qui a produit beaucoup de pollution sous la forme d’une fumée noire. La pollution atmosphérique dans les villes a tellement augmenté que les rues, les bâtiments et les arbres été noircis de suie. Ces changements environnementaux signifiaient que les papillons plus sombres se camouflaient sur les surfaces maintenant plus sombres, alors que les papillons plus clairs étaient beaucoup plus visibles.

Imaginons une situation hypothétique. Si les phalènes du bouleau se reproduisaient de manière asexuée, auraient-elles survécu à la révolution industrielle? Comme la reproduction asexuée produit des clones de l’organisme parental, tous ces papillons seraient blancs. Les phalènes du bouleau à corps clair continueraient dans ce scénario à donner naissance à des individus clairs. Cela signifie qu’aucun papillon ne pourrait bien se camoufler, et l’espèce entière serait en danger de disparition. Mais comme ces papillons se reproduisaient sexuellement, le gène du corps plus sombre est devenu plus répandu à la révolution industrielle car il leur permettait de se camoufler sur les surfaces noircies pour survivre à la prédation. Alors que les papillons à corps clair étaient chassés, les papillons à corps sombre pouvaient augmenter en nombre, sauvant ainsi la population de l’extinction.

C’est un exemple de l’avantage d’une variation génétique élevée pour augmenter la résilience d’une espèce aux changements environnementaux. Elle donne plus de possibilités à une espèce de s’adapter à son environnement afin de prospérer malgré des conditions défavorables.

Maintenant que nous en avons appris davantage sur les différents types de reproduction, résumons les points clés que nous avons abordés dans cette vidéo. Nous avons appris qu’il existe deux types de reproduction: la reproduction asexuée et la reproduction sexuée. Dans la reproduction asexuée, il n’y a qu’un seul parent impliqué, tandis que la reproduction sexuée nécessite deux parents: un mâle et une femelle. La reproduction asexuée est rapide, tandis que la reproduction sexuée est un processus plus long qui nécessite de trouver un partenaire. Tandis que la reproduction asexuée produit des clones de l’organisme parental sans variation génétique, la progéniture produite par reproduction sexuée a une combinaison de caractéristiques des deux parents et en est génétiquement différente. La reproduction sexuée entraîne donc une forte variation génétique.

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