REVISER-BAC-SVT


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E
ÉCO.
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Les points clés
du programme
Les dénitions clés
Les repères importants
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SUJETS DE BAC
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ONDE

es du
en texte intégral

pagnement
pédagogique de chaque
article
UN GUIDE PRATIQUE

dologie
des épreuves
HORS-
Réviser son bac
avec
partenariat avec
Hors-série Le Monde, avril 2012
ogramme
édits
NOURRIR
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Vers une agriculture durable
p. 6 ©
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Qualité des sols et de l’eau
p. 13 ©
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; Graphiques ©
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. –p. 15 Fond papier D
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Les aliments dans notre assiette, qualité et conservation
p. 18 ©
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hinkstock. – p. 19 Schéma ©
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p. 20 Salmonelle ©

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PROCRÉ
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Devenir homme ou femme
du sexe génétique au sexe phénotypique
p. 27
Schéma ©
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. – p. 29

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La régulation de la fonction reproductrice
p. 32 Schéma ©
. – p. 33 Schémas ©
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snick/ Fotolia. – p. 35 Schéma ©
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; Vue de spermatozoïdes au
microscope ©

Duncan Smith/ Photodisc/
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Fécondation, grossesse et techniques de procréation médicalement assistée
p. 38 Schémas ©
. – p. 39 ©
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Prendre en charge sa vie sexuelle (contraception, contragestion, prévention des I
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La recherche de parenté chez les vertébrés
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La lignée humaine
p. 58 Caryotypes ©
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p. 60 Schémas ©
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Génomes et innovation génétiques
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hinkstock. – p. 67 Gène Hox ©
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iose et fécondation
p. 70 Schémas ©
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. – p. 73 Chromosomes ©

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Le Sida, une maladie du système immunitaire
p. 76 Schémas ©
. – p. 77 Graphique ©
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Les mécanismes immunitaires
p. 82 ©
. – p. 83 ©
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Les vaccins et la mémoire immunitaire
p. 86 ©
Photos.com/
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p. 88 Seringues ©

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des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
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Le guide pratique
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RATI
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Le guide pratique
Méthodologie et conseils
s
I. Partie 1
Dans la partie 1 de l’épreuve, on vous demande un
exposé organisé de connaissances
portant sur un
point bien délimité du programme. Attention à ne
pas faire une récitation de cours mais un véritable
on vous demande des
schémas
, faites-en une pre-
mière ébauche au brouillon. N’oubliez pas de les
titrer
et de les
légender
soigneusement.
II. Partie 2 – Exercice 1
L’objectif de cette partie
est d’évaluer vos compétences
dans la pratique d’un raisonnement scientique par
deux types d’exercices différents.
Il s’agit de vérier votre capacité à
extraire des informa-
tions d’un document pour répondre à un problème
scientique donné
lon le cas, les informations récoltées peuvent servir à
formuler une hypothèse, à expliquer un phénomène, à
soutenir une théorie, etc.
Vous devez donc à la fois fournir une
analyse du
document
, que vous avez très probablement étudié
pendant l’année, et
énoncer les conclusions
que vous
pouvez en tirer.
Vos arguments doivent être correctement ordonnés
et étayés
attention à ne pas tomber dans le travers
fréquent du catalogue d’idées.
Notez que, si vos connaissances sont utiles pour
comprendre le document, elles ne sont pas à restituer
dans la rédaction de la réponse.
Dans cet exercice, c’est la
qualité du raisonne-
ment
qui est principalement évaluée (même si
des connaissances sont bien sûr nécessaires pour
raisonner correctement).
III.
artie 2 – Exercice 2
Cette partie de l’épreuve est la seule qui
diffère selon
les candidats
i vous avez choisi l’enseignement
de spécialité, l’exercice porte sur un programme
spécique en S
i vous avez choisi une autre
spécialité, elle porte sur le programme commun.
Il s’agit ici d’évaluer votre capacité à
résoudre un
problème scientique clairement indiqué
dans le
il vous est demandé de construire un schéma-bilan,
n’oubliez pas de le légender et de l’annoter avec soin.
EUVE

T
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Partie 1
n NOs NOux thèmOs Mommuns
aux S
T
et aux S
C

«
epré-
sentation visuelle
ou «
ourrir
l’humanité
8 points)
’élève doit présenter une argu-
mentation scientique sur des ques-
tions de société, sur les avantages et
limites des avancées scientiques
ou sur des problématiques de santé
ou de développement durable. Il fait
preuve d’esprit critique. Il est amené
à mobiliser ses connaissances.
Entre un et trois documents présen-
tent des données scientiques et/
ou relatives à des faits d’actualité.
Partie 2
Un des deux thèmes suivants

– le thème spécique aux S
C
«
e dé énergétique
le thème commun aux S
T
et
aux S
C
qui n’a pas fait l’objet de
la question de la première partie.
’évaluation portO sur lOs aMquis
de S
C
Partie 3
n des deux thèmes suivants
(6 points)
– le thème spécifique des S
T
«
éminin-masculin
le thème commun aux S
T
et
aux S
C
qui n’a pas fait l’objet de
la question des deux précédentes
parties.
urée
15 minutes
préparation
5 minutes.
’élève est amené à mobiliser
des connaissances et à mettre en
œuvre un raisonnement au cours
d’une interrogation dialoguée.
e candidat choisit un des deux
sujets proposés par les examina-
teurs. L’un porte sur l’un des deux
thèmes communs du programme,
l’autre porte sur l’un des thèmes
spéciques en S
C
ou en S
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EUVE
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rOmiôrOs ES Ot L
I. Commentaire argumenté
Il est important d’énoncer clairement la
problématique
dès le début de votre texte. Elle peut être exprimée sous
la forme d’une question.
Votre
argumentation
doit s’appuyer sur les
données
scientiques
fournies par les documents des ques-
tions précédentes, mais aussi sur vos
connaissances
scientiques acquises
. De plus, votre réexion peut
apporter tous les
éléments d’actualité, et/ ou de
différents champs disciplinaires
en lien avec la pro-
blématique, qui permettent un éclairage intéressant
et qui appuient votre raisonnement.
La
rédaction
de votre texte doit respecter les consignes
concernant la
forme d’expression
mail, article de
presse, article scientique… et tenir compte de l’émet-
teur du texte et du récepteur. N’hésitez pas à utiliser
des
connecteurs logiques
(
donc
,
parce que
, etc.) per-
mettant de mettre en relief votre argumentaire.
II. Étude de documents
Il s’agit d’utiliser au maximum les
informations
apportées par les documents
. Bien repérer pour chaque
question le ou les documents concernés. Pour cela, il faut
lire l’ensemble du sujet et toutes les questions avant de
commencer à répondre.
yez précis dans vos réponses et lorsqu’il s’agit d’un
graphique,
citez des valeurs chiffrées
Certaines réponses font également appel à vos
connais-
sances
pour la compréhension du document
ainsi,
après avoir commenté ou décrit le document, utilisez
vos connaissances pour expliquer les résultats observés.
ttre en lien les différents documents
se révèle
souvent
indispensable
pour une réponse complète et
montre votre raisonnement et votre compréhension
globale des phénomènes ou des mécanismes étudiés.
on vous propose un
CM
il est important de
bien lire
la question
pour ne pas faire d’erreur et repérer s’il faut
cocher les phrases justes ou bien les fausses, ou encore
celles qui justient une expérience ou une conclusion.
Soignez la rédaction
, rédigez clairement les réponses.
eils pour les révisions
Au cours de l’année, au fur et à mesure des chapitres,
réalisez des ches
où gurent l’essentiel du cours,
ainsi que les schémas importants à connaître. Ce
travail vous permet de trier les points importants et
velopper votre culture générale
Tout particulièrement en première E
et L, mais
également en
rminale, les sujets font de plus en
plus appel à votre
culture générale
. Celle-ci vous sera
également utile pour la suite de vos études, pour des
concours ou des entretiens.
Suivez les grandes lignes de l’actualité réguliè-
rement
(radio, télévision, presse écrite

journaux,
ternet) et approfondissez, par des lectures, les
estion du temps pendant
euve
Il important de vous xer une
durée de travail
pour chacune des parties
inutes avant la n du sujet pour
une
relecture avec une correction des fautes
d’orthographe
estion du stress pendant
s examens
érer ses émotions
rac
au mo-
ment des épreuves. Celui-ci peut venir d’un manque
de conance en soi ou de la peur de l’échec.
i vous
avez travaillé régulièrement pendant l’année, vous
pouvez être conant. Il y a sufsamment de matières
pour vous donner toutes les chances de réussir.
Il faut également relativiser les conséquences de
l’échec dans une épreuve puisqu’il peut y avoir
compensation avec les autres matières.
détendre
entre les épreuves et faire du sport est un bon moyen
pour limiter le stress. Des révisions intensives les
veilles d’épreuves sont souvent inefcaces.
Apprenez à vous concentrer
au moment de
l’épreuve.
i vous êtes très émotif, la lecture calme
du sujet en début d’épreuve et le travail au brouillon
EUVE
C
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T
erm
oefcient
6 ou 8 pour les can-
didats ayant choisi la S
T
comme
enseignement de spécialité.
a partie écrite est sur 16 points
a partie pratique compte pour
4 points.
Partie 1
ette seconde partie de
l’épreuve valide la pratique du
raisonnement scientifique et
porte sur une ou deux partie(s)
évaluable(s) du programme,
différente(s) de celle de la partie 1
le premier exercice permet d’éva-
luer la capacité à extraire dans un
document des informations utiles
à la résolution du problème scien-
tique posé (sur 3 points)
le second exercice permet d’éva-
luer, à partir de l’exploitation de
deux ou trois documents, la capacité
à résoudre le problème scientique
posé, en relation avec les connais-
sances du candidat (sur 5 points).
our les candidats qui n’ont suivi
que l’enseignement obligatoire, le
deuxième exercice peut porter, ou
non, sur la même partie du pro-
gramme que le premier exercice.
Pour les candidats ayant choisi la
spécialité S
le second exercice
porte sur l’un des trois thèmes du
programme de spécialité.
urée
15 minutes
préparation
5 minutes.
’examinateur propose au choix
du candidat deux sujets se rappor-
tant à deux parties différentes
e programme commun ou le
programme de spécialité pour un
des sujets, pour les candidats ayant
choisi cet enseignement.
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rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
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D
92
Le système immunitaire (
GUIDE
PRATIQUE
Descartes, conclut par une sorte
de devise du savant
«
l faut dou-
ter mais ne point être sceptique
Sortir du doute
Majorer l’incertitude, c’est para-
lyser l’action. Évaluer un risque
incite à agir pour le maîtriser,

uels sont les facteurs qui in-
uencent ce risque
Plusieurs ont
été identiés
hypertension, taba-
gisme, tempérament colérique...
r le rôle du cholestérol il y avait
hésitation
était-ce un réel facteur
de risque, ou seulement un mar-
queur du risque

La recherche
s’est poursuivie, jusqu’à ce qu’en
1984 un groupe de travail qui
faisait le bilan des connaissances
conclue qu’on avait maintenant
assez d’indices concordants
(cliniques, épidémiologiques,
expérimentaux, génétiques)
pour pouvoir afrmer qu’il cesse
d’être raisonnable de douter que
l’hypercholestérolémie pèse sur
le risque coronarien. Il s’ensui-
vait, aux yeux des médecins, qu’il
fallait prendre pour objectif la
réduction du taux sanguin de cho-
lestérol chez les personnes mena-
cées par la maladie coronarienne.
Des médicaments anti-cholestérol
ont été développés. La réduction
du taux de cholestérol sanguin a
été inscrite dans les programmes
de santé publique. Des millions
de gens prennent maintenant
tous les jours leur médicament
hypolipémiant (type
statines
).
Cela ne signie ni que l’hyper-
cholestérolémie est une maladie,
ni que le cholestérol en soi est
toxique. Il reste un doute sur le
rôle exact du cholestérol dans la
maladie des coronaires. Ce qui
est intéressant est que des cher-
cheurs ont discerné un moment
où l’on franchit un seuil
beyond
reasonable doubt
, un moment
où, donné ce qu’on sait, continuer
iec

Groupe d’ex-
perts intergouvernemental sur
l’évolution du climat). Il revient
ensuite aux
de prendre
leurs responsabilités. Des considé-
rations extérieures à la démarche
scientique interviennent alors,
touchant le bien-être collectif, le
respect de certaines valeurs, et tout
ce qui entre dans un projet de so-
ciété. Le rapport de Nicholas
ern
montre comment la démarche du
décideur échappe à l’emprise du
scientique. Le décideur retient
qu’il y a une marge d’incertitude
sur le réchauffement, mais qu’on
estime du côté des climatologues
qu’il devient déraisonnable de res-
ter dans le doute, c’est-à-dire, de ne
rien faire. Que faire, donc
D’une
part, rééchir aux précautions à
prendre dans l’hypothèse où les
scientiques ont raison, et les éva-
luer. Ensuite, raisonner. De deux
choses l’une, ou bien on prend
ces précautions, ou bien on ne les
prend pas.
on ne les prend pas et
que les scientiques se trompent,
tout va bien.
on ne les prend pas
et que les scientiques ont raison,
l’avenir apparaît désastreux.
on
les prend et que les scientiques se
trompent, c’est beaucoup d’efforts
coûteux pour rien.
on les prend
et que les scientiques ont raison,
on aura fait le maximum pour pré-
parer l’avenir. Il s’agit donc de peser
l’effort à faire, en face des dégâts si
on ne le fait pas. Construire l’avenir
conduit au-delà du doute.
Pr Anne Fagot-Largeault
chaire de Philosophie
des sciences biologiques
et médicales (2000-2009),
membre de l’Institut,
déléguée de l’Académie des sciences,
ance solennelle de rentrée
des cinq Académies
(27 octobre 2010)
POURQUOI
T
C
E
Cet article conclut les lectures
précédentes et propose une
réexion philosophique sur le
doute et la recherche scienti-
que. Quelles sont les motiva-
tions des chercheurs ?
Doute, incertitude, mesures
préventives… à quel moment
certaines actions sont-elles
déclenchées, notamment en
lien avec une estimation des
risques, par exemple, en ma-
tière de santé ou d’environ-
nement ?
Il est intéressant que vous
puissiez
faire le lien entre la
recherche scientifique et la
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rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
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Le système immunitaire (
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Le système immunitaire (
Paludisme
progrès vers un vaccin
sté sur 45
nfants africains, un vaccin de l’
stitut Pasteur les a protégés à 70
. Par
ailleurs, l’efcacité à long terme de moustiquaires imprégnées d’insecticide est débattue.
’est la semaine des bonnes
nouvelles dans la lutte
contre le paludisme. Alors
qu’un rapport rendu public lun-


une équipe inter-
nationale conduite par le Pr Pierre
Druilhe (Institut Pasteur, fonda-
teur de l’initiative «

ac-4-all

nnonce dans le
New
gland
Journal of Medicine
des résultats
très encourageants d’un candidat
vaccin appelé M
S
Dans une étude préliminaire
incluant 45
eunes enfants au
Burkina Faso, cette approche a
induit une protection de 64 à 77
Jusqu’ici, la plupart des essais vac-
cinaux ont échoué, du fait de la
complexité et de l’extrême variabi-
lité du
Plasmodium falciparum
, le
parasite responsable. La protéine
3 présente l’avantage d’être
identique d’un parasite à un autre,
laissant espérer une protection
plus universelle.
son efcacité se
conrme lors de plus vastes études
outes les vingt secondes, un
enfant meurt d’une maladie
évitable par la vaccination
avant d’avoir soufé sa cinquième
bougie. Cela représente 2
illions
de décès d’enfants évitables chaque
année. Les origines de ce drame sont
bien connues des spécialistes de la
santé comme de mes concitoyens.
Les complications dues à la diarrhée
et à la pneumonie sont les deux
premières causes de la morbidité et
mortalité infantiles dans les pays les
plus pauvres, dits à faibles revenus.
Ces décès ne relèvent pas de la
simple fatalité. Ils peuvent être évités
ne solution rapide, efcace, peu
coûteuse existe
l’administration
dans les plus brefs délais de deux
nouveaux vaccins luttant précisé-
ment contre la pneumonie et la
diarrhée dont les germes les plus
incriminés sont respectivement le
pneumocoque et le rotavirus.
Ces vaccins sont bien disponibles
dans les pays développés tels que la
France, mais n’ont pas été introduits
à large échelle dans les programmes
nationaux de vaccination des pays
qui en ont pourtant le plus besoin.
Avec le recul du paludisme, la pneu-
monie et les diarrhées constituent,
aujourd’hui, au
négal, les deux
premières causes de mortalité chez
les enfants de moins de cinq ans. Les
complications liées aux insufsances
respiratoires aiguës restent aussi
meurtrières que celles des diarrhées.
Pourtant, administrer gratuite-
ment ces deux nouveaux vaccins à
nos enfants relève de nos compé-
tences
entre 2000 et 2009, mes
services ont su relever la couverture
vaccinale du
négal de 50
à 89
n prodiguant le vaccin pentava-
lent qui combat cinq maladies en
une seule injection.
Ainsi, les solutions techniques
existent, les ressources humaines
en santé sont mobilisables à tout
instant
nos médecins, inrmiers,
NG
sont sur le qui-vive.
ule une inconnue persiste pour
résoudre l’équation fatale de la santé
de nos enfants
la mobilisation de
nancements pérennes pour relever
le dé de l’Objectif du millénaire
visant à réduire des deux tiers la
mortalité des enfants de moins de
ns entre 1990 et 2015.
Tel est précisément l’enjeu de la
prochaine conférence des donateurs
de l’Alliance pour la vaccination et
l’immunisation,
AVI
qui se tien-
dra à Londres le 13
uin prochain.
Mobiliser 2,6
illiards d’euros pour
les cinq années à venir permettrait
d’immuniser 250
illions d’enfants
et sauver la vie de 4
illions d’entre
eux dans les pays les plus pauvres
de la planète.
Cet enjeu ne saurait se résumer à
un froid calcul nancier. Vacciner un
enfant, c’est investir dans l’avenir,
c’est garantir son droit à la vie, c’est
également faciliter l’accès des mères
aux centres de santé en favorisant
l’échange sur les méthodes contra-
ceptives et en les conseillant sur les
soins qui les concernent, elles et
leurs enfants. Du point de vue du
développement économique, c’est
également bénécier d’une popu-
lation en mesure de travailler et
s’épanouir en éloignant le fardeau
d’une peur quotidienne.
En un mot, offrir à sa population
les moyens de prévenir les causes de
son mal-être et de son mal-dévelop-
pement relève de la responsabilité
politique. Cette responsabilité, mon
pays, le
négal, mais également plu-
sieurs dizaines d’autres pays qui ont
adressé une demande à
AVI
pour
introduire de nouveaux vaccins, nous
la prenons devant nos administrés
en nous engageant dès aujourd’hui à
conancer l’achat de ces vaccins.
À quelques jours de cette confé-
rence trop oubliée où se joue la vie
ou la mort de 4
illions d’innocents,
une variable demeure inconnue. À
quelle hauteur s’élèvera le niveau
de contribution de la communauté
internationale
Et notamment celui
des pays membres du G8 qui se sont
réunis dernièrement à Deauville, en
présence de leaders africains, dont
notre président, M. Abdoulaye Wade.
À cette occasion, les chefs d’État ont
fait le point sur leurs engagements
passés, notamment ceux de l’an
dernier, visant à mobiliser 5
il-
liards de dollars supplémentaires
pour la santé des femmes et des
enfants. Une fois n’est pas coutume,
il s’avère que ces promesses seront
largement dépassées, alors pour-
quoi ne pas débloquer ces fonds
immédiatement pour prévenir les
morts prévisibles plutôt que guérir
a posteriori
Quelques jours avant
la Conférence des donateurs de
AVI
lors qu’aucun donateur n’a encore
rendu public le niveau de son en-
gagement, je me dois, au nom des
millions de sans-voix qui n’ont pas
même connaissance de ces enjeux
lointains, de sonner l’alarme.
Ne dit-on pas que gouverner c’est
prévoir
dou Diagne Fada,
ministre de la
nté et de la Prévention
de la République du
négal
(1
er
juin 2011)
POURQUOI
T
C
E
Cet article est un v
éritable plai-
doyer en faveur de la vaccina-
tion des enfants
qu’exprime
Modou Diagne Fada an de sau-
ver plusieurs millions d’enfants
au
négal. Alors que l’article
précédent illustrait l’exemple
d’une vaccination non indis-
pensable, mais engendrant des
dépenses conséquentes dans les
pays développés, il y a, au
né-
gal, une
urgence humanitaire
pour laquelle la vaccination
est la solution adéquate
Ce texte montre bien en quoi la
santé est un enjeu primordial
pour un pays permettant le
bien-être et l’épanouissement
des populations.
Menace sur la vie de 4
illions d’enfants
(déjà en cours), le vaccin pastorien
pourrait bien concurrencer, et à
bien moindre coût, le vaccin «
T

(développé par G
et soutenu
par la Fondation Gates), en phase
nale d’essai.
Autre bonne nouvelle sur le front
de la prévention, la mortalité des
enfants de moins de 5
ns a chuté
de 23
dans les foyers équipés
de moustiquaires imprégnées
d’insecticide, selon des données
provenant de 22
ays, publiées le
eptembre dans
PLoS Medicine
par
ephen Lim (Université de
Washington). Un taux à rapporter
aux 800
00
écès annuels par
paludisme en Afrique, continent
de loin le plus touché. Quelques
études menées dans des pays
africains engagés dans des pro-
grammes de prévention avaient
déjà conclu que les moustiquaires
imprégnées réduisent signicative-
ment le nombre d’accès palustres et
la mortalité infantile. Mais ces sta-
tistiques, parcellaires et obtenues
dans des conditions «
ontrôlées
ne permettaient guère de conclure
sur l’ampleur des bénéces en uti-
lisation de routine.
Les chercheurs ont passé au
crible 29

menées dans
22
ays africains depuis 2000.
Dans la majorité d’entre eux,
l’équipement du foyer familial en
moustiquaires de lit imprégnées
d’insecticide a été suivi d’un recul
de la mortalité infantile
- 76
au
Congo, - 68

au Kenya, de l’ordre
de - 10

. Parallèlement, la proportion
d’enfants porteurs du parasite
du paludisme dans le sang était
abaissée de 20
dans les familles
possédant une moustiquaire.
Taux de résistance
Les auteurs de cette étude nan-
cée par la Fondation Gates voient
là un argument de poids en faveur
de la poursuite des programmes
de prévention. «
es données
conrment notre impression d’un
recul du paludisme en Afrique,
mais elles restent assez globales,
commente le Pr Martin Danis, du
Centre national de référence du
paludisme (Paris). Ainsi, on ne
sait pas vraiment si les mousti-
quaires distribuées sont réelle-
ment utilisées chaque nuit, à la
saison des pluies en particulier,
et dans quelles conditions.
t, les spécialistes français
restent dubitatifs quant au succès
à long terme de cette stratégie, au
vu des résultats d’une étude de
Jean-François Trape (chercheur
à l’Institut de recherche pour le
développement,
RD
de Dakar)
récemment publiés dans
The
négal, la distribution de
moustiquaires imprégnées a fait
sensiblement reculer les cas de
paludisme en quelques semaines.
Mais, moins de trois ans plus tard,
une recrudescence des crises était
déjà constatée dans la popula-
tion, particulièrement chez les
enfants de plus de 10


succès des moustiquaires
imprégnées est fragile pour trois
raisons, synthétise Jean-Fran-
çois Trape. D’abord, à cause du
développement de résistances
des anophèles aux insecticides.
Ce phénomène, qui est en train
d’exploser dans toute l’Afrique,
paraît davantage préoccupant que
celui des résistances des para-
sites aux antipaludéens.

Autre

en prévenant les piqûres
de moustique, les moustiquaires
freinent l’acquisition de défenses
immunitaires contre le paludisme
chez les jeunes enfants. «

restent donc vulnérables, notam-
ment aux formes graves, poursuit
le chercheur. Enn, la proportion
d’individus porteurs de
a chuté, mais ces parasites
sont désormais beaucoup plus
infectants. Il y a quelques années,
il fallait plusieurs centaines de
piqûres de moustiques infectés
pour induire un accès palustre

ujourd’hui, quelques-unes suf-
sent.

Sandrine Cabut
POURQUOI
T
C
E
Cet article traite de
la lutte
contre le paludisme avec la
fabrication d’un candidat vac-
cin
, le M
3. Le paludisme cause
environ 800
00 décès par an
en Afrique, il y a donc une ur-
gence humanitaire à trouver les
meilleurs traitements.
Ce nouveau vaccin réalisé à
partir de la protéine M
présente sur tous les parasites
permettrait une bonne protec-
tion des individus.
Autre moyen d’action, les
moustiquaires insecticides ont
permis de réduire de 23
la
mortalité infantile en Afrique
due au paludisme. Toutefois,
leur efficacité est contro-
versée. En effet, l’apparition
d’une résistance de l’anophèle
à l’insecticide, un moins bon
développement des défenses
immunitaires chez les jeunes
enfants en l'absence de piqûres
d’insectes et l’apparition de
parasites plus infectants ont
été constatés.
Ce texte, ainsi que les pré-
cédents, vous permettent
d’illustrer des sujets relatifs
aux vaccinations. Ce sont
des exemples et chaque cas
soulève des problématiques
différentes.
Le «
outeur
est le vrai savant
l faut douter
O sMOptiquO
La philosophie inhérente à la
recherche scientique n’est
pas
une philosophie sceptique
au sens
radical du terme. Elle repose sur
la
conance
dans la possibilité
de connaître toujours mieux le
monde dans lequel nous vivons.
Le connaître non seulement pour
le plaisir de l’émerveillement,
mais pour agir mieux, en fonction
de connaissances qui s’amélio-
rent. Le sceptique «

croit pas à
la science
, disait Claude Bernard,
il «
roit à lui-même
il juge que

e vrai
savant


C. Bernard se
réfère explicitement à Descartes,
qui part d’un «

te universel

arriver à des connaissances
ndubitables
, et qui soient
tiles à la vie
, comme il le
dit dans le
Discours de la mé-
thode
. Descartes s’en explique
fort bien quand il conte qu’il a pris
conscience d’avoir dans la tête
un fatras d’opinions, et d’avoir
essayé de «
éraciner de son esprit
toutes les erreurs qui s’y étaient
pu glisser


«

que j’imitasse
pour cela les sceptiques, qui ne
doutent que pour douter et affec-
tent dêtre toujours irrésolus, car,
au contraire, tout mon dessein ne
tendait qu’à m’assurer et à rejeter
la terre mouvante et le sable pour
trouver le roc ou l’argile
. Le
doute de Descartes est un doute
méthodologique, c’est-à-dire un
moyen de dégager des vérités qui
résistent au doute, des vérités
certaines. C. Bernard, ayant salué
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
E

D
89
Le système immunitaire (
P
À
P
Le système immunitaire (
L’intitulé complet du sujet
Les salmonelloses sont des intoxications alimentaires
provoquées par des bactéries agellées (pourvues d’un
lament à rôle locomoteur), les salmonelles, qui induisent
dans l’organisme la production d’anticorps anti-agelles.
Le document présente l’évolution de la concentration
des anticorps dans le sérum d’un rat ayant subi deux
injections de agelles de salmonelles à intervalle de
six semaines.
En exploitant le résultat de cette expérience, vous
justierez le fait que, lors de la pénétration répétée
d’antigènes, l’organisme met en jeu une mémoire
immunitaire.
Le document
L’analyse du sujet
Il s’agit de démontrer, à partir de l’exploitation
du graphique obtenu suite aux deux injec-
tions d’antigènes, qu’il existe une mémoire
immunitaire.
Le corrigé
ite à une première injection de agelles, c’est-
à-dire suite à un premier contact avec l’antigène,
on observe une production d’anticorps anti-a-
gelles dont la quantité augmente pour atteindre
une valeur comprise entre 100 et 1
00
U
A
à la
n de la 1
re
semaine
puis le taux d’anticorps
stagne aux environs de 10
00
A
jusqu’à la 6
semaine.
ite au premier contact, il y a une production progres-
sive en 6
emaines d’anticorps anti-agelles.
La deuxième injection de agelles survient alors que le
taux d’anticorps est encore élevé, elle correspond à un
deuxième contact avec le même antigène.
Dans les 3
ours qui suivent l’injection, la production
d’anticorps anti-agelles passe de 1
00 à 10
00
U
A
u bout de la première semaine qui suit ce 2
ontact, le
taux d’anticorps est largement supérieur à 10
00
U
A
et
il reste très élevé au cours des semaines suivantes.
ite au 2
contact avec le même antigène, il y a une
production très rapide d’anticorps.
Le taux d’anticorps au bout d’une semaine après ce 2
contact est nettement supérieur à celui qui apparaît dans
la semaine qui suit le 1
er
contact avec l’antigène (au moins
10
ois plus) et ce taux reste très élevé.
nclusion
La comparaison des deux réponses met en évidence
que l’organisme réagit beaucoup plus rapidement et
plus intensément lors du 2
contact avec l’antigène.
Tout se passe comme si l’organisme avait mémorisé
l’antigène lors du 1
er
contact.
Cette expérience met donc en évidence l’existence
d’une mémoire immunitaire qui rend l’organisme
beaucoup plus efcace pour lutter contre les salmo-
nelles en permettant une production rapide et massive
d’anticorps.
VIH
les avancées de la recherche.
• VOrs un vaMMin MontrO lO
VIH
L’institut Pasteur a développé un
projet pour élaborer un vaccin
anti-Sida à partir du vaccin de la
rougeole. Ce dernier renferme

ant

c’est-à-dire
d’introduire 2 à 3

du
H
dans le génome du virus atténué
de la rougeole. Ce vaccin concer-
nerait essentiellement les enfants.
Des essais cliniques sur l’animal
sont encourageants, les essais sur
l’homme doivent être réalisés.
• ROMhOrMhO Ot sélOMtion NO vaMMins
potentiels.
Un des problèmes majeur pour
la mise au point d’un vaccin anti-
H
réside dans l’extrême varia-
bilité du virus et l’un des objectifs
des chercheurs est d’élaborer un
vaccin qui puisse protéger contre
la majorité des virus circulants
dans le monde.
Les chercheurs travaillent sur
des banques de données infor-
matisées qui contiennent les sé-
quences de tous les
H
connus
à ce jour.
• InNiviNus «
ontrôlOurs Nu
IH
Il existe quelques rares individus
(moins de 1

des personnes sé-
ropositives) infectées par le virus
du
qui ne développent pas
la maladie malgré plus de 10

e séropositivité et en absence
de traitement. On les appelle les

contrôleurs du
VIH
Les chercheurs ont montré que
ces individus possèdent des
lymphocytes cytotoxiques ayant
des propriétés particulières. Leur
mise en présence avec les LT4
infectés provoque
in vitro
l’ar-

trôleurs du
H
Étude de document
La mémoire immunitaire
qu’il ne faut pas faire
Réciter son cours sur le mémoire immunitaire
sans utiliser le document.

S

E

HÈM
E
Restitution de connaissances
– La vaccination. (
jet national, septembre 2006)
Études de documents
– La mémoire immunitaire. (Polynésie, juin 2008)
– Origine de la maladie de Burton. (Émirats Arabes
Unis, juin 2009)
Le bénéce du vaccin en termes
de santé publique est
remis en question
e vaccin contre le cancer du
col de l’utérus a été présenté
comme une avancée médi-
cale majeure pour les femmes.
Il fait aussi les beaux jours de
l’industrie pharmaceutique. Deux
vaccins sont disponibles
le Cerva-
rix, de l’anglo-saxon G
, et le Gar-
dasil, produit par Merck et vendu
en Europe par
no Pasteur M
la co-entreprise des laboratoires
no Pasteur et Merck.
En France, le Gardasil, recom-
mandé pour les jeunes lles dès
14
ns, se taille la part du lion. Il ob-
tient une autorisation de mise sur
le marché en septembre 2006 de
l’agence européenne des médica-
ments (
MEA
, qui s’est appliquée
de fait à tous les pays membres.
Depuis le début de la commercia-
lisation, en novembre 2006,
no
Pasteur M
, grâce à une vaste
campagne de sensibilisation des
mères de famille «
à la protection
de leur lle
, et un lobbying insis-
tant auprès des leaders d’opinion,
a écoulé plus de quatre millions de
doses dans l’Hexagone. On estime
à 1,5
illion, le nombre de jeunes
lles vaccinées. La coentreprise
refuse de communiquer ses résul-
tats, mais Merck, dans son dernier
rapport annuel, afche un chiffre
d’affaires de 988
illions de dol-
lars (698
illions d’euros) pour les
ventes de Gardasil, hors Europe,
pour la seule année 2010.
Empressement
Derrière ces chiffres et la grande
campagne de sensibilisation de
l’opinion qui a accompagné «

premier vaccin contre un can-
cer
, des questions soulevées par
des médecins, des gynécologues,
restent toujours sans réponse.
L’empressement qu’a eu le mi-
nistre de la Santé de l’époque, Xa-
vier Bertrand, à annoncer le rem-
boursement du vaccin, dès février
2007, alors que le comité tech-
nique des vaccinations n’avait
’inscription au remboursement
de Gardasil s’est déroulée confor-
mément à la procédure

Dans une lettre adressée le
uillet à M. Bertrand, un collectif de
médecins de l’île de la Réunion, em-
mené par Philippe de Chazournes,
se montre par ailleurs «
rès préoc-
cupés par les campagnes de vacci-
nation “contre le cancer du col de
l’utérus”, essentiellement basées sur
une peur injustiée
.
«

cancer du col est-il vrai-
ment un problème de santé
publique en France au sens où
l’entendent les épidémiologistes
question mérite d’être posée,
car en réalité, on assiste depuis
1980 à une baisse régulière du
fait-il remarquer. Le ministère
assure, lui, «
u’il n’y a pas de
polémique. Le cancer du col de
l’utérus est le quinzième cancer
féminin par le nombre de décès,

Les mêmes doutes sur l’intérêt
d’un vaccin par rapport au frottis
avaient été soulevés par Antoine
directeur du département
de recherche des sciences hu-
maines de l’Institut national du
cancer (INCa) au moment où le
laboratoire est venu présenter
son produit. Le Gardasil n’agit que
sur deux types de cancer du col, le
PV
(papillomavirus humains)
16 et 18, certes parmi les plus
virulents, et deux autres types, les

types différents de
HPV
accination ou pas, il est donc
indispensable de continuer à se
faire dépister régulièrement.
M.
ire, qui doute de la capacité du
laboratoire à toucher les femmes
ui ne sont déjà pas suivies régu-
lièrement
, plaide donc pour une
généralisation du frottis avant tout.
Philippe de Chazournes a éga-
lement demandé, le 10
uin, au
professeur Jean-Luc Harousseau,
le président de la Haute Autorité
de santé (
A
S)
, de bien vouloir re-
tirer la dernière recommandation
our le dépistage du cancer du col
de l’utérus
et de constituer «
nouveau groupe de travail sans
conits d’intérêts majeurs avec l’in-
dustrie an de promouvoir le dé-
pistage du cancer du col de l’utérus
par le frottis cervico-vaginal
.
il
est bien et régulièrement fait, «
ui seul, il permettrait d’entraîner
la disparition de la mortalité par
ce cancer
, plaide-t-il.
Interrogé, le laboratoire renvoie
à la conférence de presse organisée
mi-juin au cours de laquelle il ré-
pondait aux doutes sur l’efcacité
du produit, rappelait «
’urgence
de vacciner toutes nos lles avec
les trois doses avant 15
ns
, et
jugeait évident, que si l’on souhai-
tait «
ne vraie politique de santé
publique
, il faudrait étendre la
vaccination «
ux garçons
Émeline Cazi
POURQUOI
T
C
E
Ce texte illustre
la polé-
mique qui entoure la vac-
cination contre le cancer du
col de l’utérus
préconisé pour
les jeunes lles dès quatorze
ans. Un certains nombre de
médecins considère que cette
vaccination ne se justie pas,
que le cancer du col de l’uté-
rus n’est pas un problème
de santé publique en France
puisque l’on constate une
baisse des nouveaux cas
et que les mesures de pré-
vention sont essentielles et
consistent tout simplement
en un frottis cervico-vaginal
effectué chaque année. Le
ministère de la
nté avait
lancé un vaste programme de
promotion de la vaccination
considérant que le cancer
de l’utérus est le quinzième
cancer féminin. En arrière
plan, se prolent les intérêts
économiques des grands
groupes pharmaceutiques
avec des chiffres d’affaires
de plusieurs millions d’eu-
ros et l’on s’interroge sur les
priorités choisies. Les cher-
cheurs signalent, par ailleurs,
que le vaccin n’est efcace
que contre quatre types de
papillomavirus alors qu’il
en existe quarante et consi-
dèrent que la protection n’est
pas très satisfaisante.
Cet article révèle que, dans
certains cas, il est nécessaire
de mener une réexion an
de déterminer si une vac-
cination systématique est
indispensable aux regards
des risques liés à l’infection,
des coûts en termes de santé
publique, indépendamment
des intérêts économiques
de certaines grandes rmes
pharmaceutiques.
ticorps
anti-agelle (

Seconde injection
Semaines après
la première injection
Première injection
10
00
1000
100
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diffusion
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
Le système immunitaire (
87
L’E
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N
TIE
L
D
C
UR
Le système immunitaire (
La découverte des principes
de la vaccination
À la n du
XVIII
iècle, le médecin anglais
Edward Jenner
montra, sans pouvoir l’expliquer, qu’il était possible de
fournir à un individu une protection préventive contre
la variole – maladie épidémique souvent mortelle –, en
lui inoculant du pus prélevé sur une vache atteinte de la
vaccine, une maladie bovine bénigne chez l’homme. Plus
tard, les travaux de
Pasteur
montrèrent que la virulence
des microbes pouvait être atténuée et que leur inocula-
tion à des animaux empêchait le développement de la
maladie en cas de contamination par le microbe virulent.
L’application de ces principes à l’homme a permis de
prouver l’efcacité de la
vaccination
contre de nom-
breuses maladies, y compris contre des maladies d’origine
inconnue comme la rage, dont on ne pouvait pas, à
l’époque, identier le virus au microscope optique en
raison de sa taille (125
m).
La réponse primaire
Lors du premier contact avec un agent infectieux,
l’
immunité innée
, non spécique d’un antigène
donné, est mobilisée en premier lieu.
on efcacité
se renforce ensuite avec l’activation de l’
immunité
acquise

B activés.
La réponse secondaire
Lors d’un nouveau contact avec un antigène ayant
déjà déclenché une réponse primaire, on constate
que la production d’anticorps spéciques augmente
rapidement, après une courte période de latence.
La sécrétion d’anticorps circulants atteint alors des
niveaux bien supérieurs à ceux observés au cours
haque année, dans les pays en développement, 3
illions
d’enfants meurent de la tuberculose, 3,5
illions d’infections
intestinales, 3
illions d’infections respiratoires, 1,5
illion
de la rougeole et 1
illion du paludisme. Par ailleurs, sur les 16
00
nouvelles personnes infectées chaque jour par le
dans le monde,
90
vivent en
rique subsaharienne. Pourtant, certaines de ces
maladies peuvent être combattues efcacement. Dans les pays
où les vaccinations sont pratiquées systématiquement, la variole
a pu ainsi être éradiquée et les maladies correspondantes (diphté-
rie, coqueluche, rougeole, poliomyélite, etc.) n’affectent qu’un très
petit nombre de personnes. C’est notamment la connaissance des
mécanismes immunitaires qui permet d’améliorer l’efcacité des
vaccins et des traitements et qui conditionnera la mise au point
éventuelle d’un vaccin contre le
L’immunologie.
• 1796
Jenner découvre qu’une
souche bovine protège de la
variole.
• 1878
Pasteur met au point une
technique pour atténuer les micro-
organismes pathogènes et per-
mettre la vaccination.
• 1881
Premières expériences
d’agglutination par Metchnikoff.
• 1890
Isolement des anticorps
par von Behring et Kitasato.
• 1901
Concept de «
oi
et de
on soi
proposé par Ehrlich.
• 1980
Les gènes codants pour les
récepteurs des lymphocytes T et B
sont identiés.
• 1983
Identication du virus du
Sida
par l’équipe de Montagnier.
OM
R…
Cancers et immunothérapie.
L’immunothérapie complète le
traitement classique des cancers
(chirurgie, radiothérapie et chimio-
thérapie). Elle regroupe deux stra-
tégies thérapeutiques différentes,
l’immunothérapie passive et active
les immunothérapies passives
consistent à administrer au malade
des anticorps artificiels appelés
onoclonaux
ayant une cible
moléculaire précise à la surface des
cellules cancéreuses. L’objectif étant
de détruire ces dernières. On utilise
également des anticorps contre des
facteurs qui interviennent dans la
multiplication des cellules, bloquant
ainsi leur prolifération
l’immunothérapie active vise à mo-
biliser ou à renforcer les ressources
du système immunitaire du malade
an d’améliorer l’élimination des cel-
lules cancéreuses. L’immunothérapie
non-spécique consiste à stimuler
l’activité globale du système im-
munitaire sans cibler la tumeur du
malade. On utilise des cytokines, par
exemple l’interféron alpha. Dans le
cas de l’immunothérapie spécique,
on met en culture et on manipule des
cellules tumorales que l’on réinjecte
au patient an de les rendre plus
immunogènes. On peut également
travailler sur les cellules immuni-
taires pour les rendre plus efcaces
contre les cellules tumorales.
DA
LÉS
Les vaccins et la mémoire
immunitaire

S
Les organes lymphoïdes.
On distingue les organes lym-
phoïdes primaires et secondaires.
Les organes lymphoïdes primaires
ou centraux (la moelle rouge des os
et le thymus) sont le lieu de multi-
plication et de maturation des cel-
lules immunitaires.
Les organes lymphoïdes secondaires
sont les ganglions lymphatiques,
situés sur le trajet des vaisseaux
lymphatiques, la rate, les plaques de
Peyer tapissant la muqueuse intesti-
nale, les végétations et les amygdales.
Les cellules immunitaires migrent des
organes lymphoïdes primaires vers
les organes lymphoïdes secondaires.
Le système du complément.
Il comprend un vingtaine de pro-
téines dont 9 principales et repré-
sente 10
des globulines du plasma
sanguin même en absence de toute
infection. Il est indispensable pour
la destruction des cellules «
tran-
gères
lors de la phase effectrice de
la réponse immunitaire à médiation
humorale. Lorsque l’anticorps est
xé sur l’antigène pour former le
complexe immun, la partie constante
de l’anticorps déclenche une activité
catalytique envers un substrat qui est
la première protéine du complément.
Cette dernière déclenche à son tour
une activité catalytique envers une
seconde protéine du complément. Il y
a une activation en cascade dont le ré-
sultat est la formation d’un complexe
d’attaque membranaire perforant la
membrane de la cellule qui meurt
rapidement suite à cette lyse.
Le calendrier vaccinal.
• TubOrMulosO
Nès lO prOmiOr mois
et avant six ans, rappel si négatif.
• DiphtériO, tétanos, MoquOluMhO,
poliomyélite
3
njections à 2,
et
mois, puis 4
appels.
• HépatitO B
3
njOMtions à 2,
Ot
ois.
• RougOolO, orOillons, rubéolO
1
njection à 12
ois, puis 2
appels.
• GrippO
à partir NO 60
ns, puis
tous les ans suivant l’état de santé.
On avait d’ailleurs remarqué, bien des siècles avant
la découverte des microbes, que les personnes ayant
développé une maladie contagieuse sans en mourir
étaient ensuite immunisées spéciquement contre


, issus de l’expansion
clonale due au premier contact avec l’antigène.
IH
l’incapacité du système im-
munitaire à contrôler le virus à long terme et
les mutations incessantes du virus, conduisant à
des modications de ses propriétés antigéniques,
rendent difcile la mise au point d’un vaccin.
Le phénotype immunitaire
phénotype immunitaire
d’un individu corres-
pond à son
répertoire immunitaire
, c’est-à-dire aux
différents clones de cellules immunocompétentes
Louis Pasteur.
Schéma-bilan des réactions immunitaires.
QU
T
C
ES
DU
MONDE
À CO
S
TE
• LO béné�MO Nu vaMMin On tOrmOs NO santé publiquO
est remis en question
p.
9
eline Cazi, 12
uillet
011)
• MOnaMO sur la viO NO 4 millions N'Onfants
p.
0
dou Diagne Fada, 1
er
uin
011)
• PaluNismO : progrôs vOrs un vaMMin
p.90-91
(Sandrine Cabut, 17
eptembre
011)
• LO « NoutOur » Ost lO vrai savant
p.
1-92
ne Fagot-Largeault, 27
ctobre
010)
Production d’anticorps lors des réponses primaire et
secondaire.
taux
d'anticorps
latence
réponse
primaire
réponse
secondaire
temps (semaines)
stimulation
antigénique
identique
première
stimulation
antigénique
M
10
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10
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des
écoles,
2011-2012.
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diffusion
L'ARTI
Le système immunitaire (
P
À
P
Le système immunitaire (
L’intitulé complet du sujet
La syphilis est une maladie sexuellement transmis-
sible due à une bactérie pathogène, le tréponème
pâle. Un test immunologique fondé sur la recherche
d’anticorps permet de détecter si un individu a été en
contact avec la souche infectieuse.
Trouvez dans le document les arguments ayant permis de
dire que l’individu
est séropositif pour le tréponème pâle.
Le document
On est capable d’isoler les antigènes tréponémiques
et de les xer sur des microbilles de latex. Ces micro-
billes sont placées dans différents sérums.
On peut observer au microscope, avec un grossisse-
ment ×
00, le résultat de cette mise en contact.
Le corrigé
, n’ayant pas contracté la syphilis, la photogra-
phie de l’observation microscopique de la préparation
est semblable au témoin. Le milieu est homogène.
L’aide à l'interprétation indique que les microbilles
sont dispersées ainsi que des molécules d’anticorps. Il
n’y a pas de reconnaissance anticorps-antigène, il n’y a
pas de réactions immunitaires. Le sérum de l’individu
e contient pas d’anticorps anti-syphilis.
Dans le cas du sérum de l’individu
, la photographie
de l’observation microscopique de la préparation
révèle des amas granuleux de microbilles. L’aide à
l’interprétation indique que les microbilles portant
les antigènes tréponémiques sont reliées entre elles
par des molécules d’anticorps qui sont différentes de
celles observées dans le sérum de l’individu
. Ces an-
ticorps possèdent deux parties terminales identiques
complémentaires de l’antigène tréponémique. Il y a
formation d’un complexe antigène-anticorps, une
réaction immunitaire a eu lieu.
Le sérum de l’individu
contient des anticorps anti-
syphilis qui se lient aux antigènes tréponémiques.
nclusion
L’individu
est séropositif pour le tréponème pâle,
ce qui permet d’afrmer qu'il a été au contact avec la
souche infectieuse de la syphilis.
Système
LA
uman leucocytes antigen
).
Ensemble de six gènes principaux (A,
B, C, DR, DQ, DP) situés, chez l’homme,
sur la paire de chromo-somes 6, co-
dant des glycoprotéines de surface qui
interviennent dans le rejet de greffes
et la reconnaissance du soi modié.

S
La lymphe interstitielle.
Il s'agit d'un liquide incolore dans
lequel baignent toutes les cellules
de notre corps et qui a la même
composition que le plasma.
La lymphe interstitielle traverse
la paroi très mince des capillaires
sanguins et permet aux nutriments
d’entrer en contact avec les cellules.
La lymphe circulante est chargée
d’évacuer les déchets cellulaires par
un réseau de vaisseaux lympha-
tiques. Aux points de convergence
des vaisseaux se trouvent les gan-
glions lymphatiques qui jouent
un rôle important dans le système
immunitaire. La lymphe permet le
déplacement des cellules immuni-
taires vers tous les organes du corps
et rejoint le système sanguin.
Les différentes cellules sanguines.

Les hématies, ou globules rouges,
sont des cellules anucléées, bicon-
caves et aplaties au centre. Elles
transportent le dioxygène et le
dioxyde de carbone.
• LOs lOuMoMytOs, ou globulOs
blancs, interviennent dans la dé-
fense immunitaire de l’organisme
les polynucléaires (neutrophiles,
basophiles, éosinophiles) ont une
activité antibactérienne (diapédèse,
chimiotactisme et phagocytose)
les monocytes se différencient en
macrophages réalisant la phago-
cytose et la présentation de l’antigène
aux autres cellules immunitaires
les lymphocytes interviennent
dans la réponse immunitaire spé-
cique. Les LT (LT4 et LT8), produits
par la mœlle osseuse, ont leur ma-
turation dans le thymus, tandis que
les LB naissent et mûrissent dans la
moelle osseuse.
• lOs plaquOttOs intOrviOnnOnt Nans
le processus de coagulation.
OT
Restitution de connaissance
La syphilis
qu’il ne faut pas faire
Ne pas commenter les photographies
et utiliser uniquement le texte accompagnant
le document.
ETS
MBÉ
B
R C
ÈM
Restitution des connaissances
– La production d’anticorps. (Amérique du
d,
novembre 2004)
– Mécanismes de productions des cellules immuni-
taires contre un virus. (Nouvelle-Calédonie, juin 2010)
Études de documents
– Production d’anticorps et coopération cellulaire.
jet national, septembre 2004)
– Propriétés des anticorps. (La Réunion, juin 2008)
Le tréponème pâle.
Moduler la réponse
immunitaire des organismes
munothérapie en allotransplantation chez le primate
inhibition du complément et
de la costimulation
ans la nature, tout est
équilibre, régulation et
contrôle. De nombreuses
maladies apparaissent lorsque cet
état est rompu. Ainsi, en méde-
cine, de nombreux mécanismes
cellulaires sont soumis à cette har-
monie
par exemple, sans contrôle
ou autorégulation du système im-
munitaire, nos lymphocytes, livrés
à eux-mêmes, peuvent s’attaquer
à nos propres organes ou tissus et
engendrer des maladies auto-im-
munes. Celles-ci ne sont en ce sens
qu’un système en crise, dérégulé,
qui s’en prend à lui-même.
Après une transplantation, la
crise est attendue et normale
l’in-
troduction d’un organe étranger
est logiquement reconnue comme
une agression et cet organe est
rejeté par l’organisme
il s’agit
alors de rendre la crise acceptable.
La transplantation d’organe n’a
connu son essor qu’après la dé-
couverte, au début des années
1980, de puissantes molécules
immunosuppressives, imposant
un «
el
plus ou moins complet
de bon nombre d’actions norma-
lement entreprises par le système
immunitaire. Cependant, ce «
el
rive les patients de leurs défenses
naturelles et les expose à certains
types de cancers et infections op-
portunistes normalement sous
contrôle. De plus, les puissants
cocktails immunosuppresseurs ne
sont pas dénués de toxicité propre.
Mon travail de doctorat s’est
déroulé au sein de l’Inserm U643,
qui s’intéresse depuis plusieurs
années à la découverte et au déve-
loppement de nouvelles stratégies
thérapeutiques innovantes an
de contrôler les réponses du sys-
tème immunitaire. Cette équipe
fait partie de l’Institut de trans-
plantation-urologie-nephrologie
N
), l’un des premiers centres
européens de greffe de rein crée
par le Pr. Jean-Paul
ulillou.
L’idée à la base de ce travail de
thèse était de moduler de manière
sélective et plus ne la réponse im-
munitaire, dans le sens de restaurer
une balance immune en faveur des
cellules de contrôle (régulation)
vis-à-vis de celles qui induisent le
rejet, an de prévenir ce dernier,
voire, par extension, les maladies
auto-immunes. Pour ce faire, nous
avons identié un moyen de préve-
nir l’action des cellules effectrices
tout en favorisant celle des cellules
régulatrices, par le blocage de récep-
teurs activateurs de la réponse des
lymphocytes
sans bloquer ceux
qui promeuvent le fonctionnement
des lymphocytes régulateurs anti-
inammatoires qui agissent sur le
versant «
égulation
de la balance
immune. En effet, les lymphocytes
ouent un rôle décisif dans le rejet
des greffes et dans plusieurs ma-
ladies auto-immunes. L’activation
des lymphocytes
, induite par la
reconnaissance d’antigènes spéci-
ques, est aussi renforcée par des
molécules costimulatrices venant
se lier à un récepteur activateur, ap-
pelé CD28, ou à un autre récepteur
inhibiteur, CTLA-4.
Nous avons généré un fragment
d’anticorps monoclonal dirigé uni-
quement contre le récepteur acti-
vateur CD28, sans interférer avec
l’inhibiteur CTLA-4. Nous avons
démontré que, contrairement aux
traitements actuels, ces fragments
d’anticorps favorisent la fonction
suppressive des cellules régula-
trices tout en bloquant celles des
cellules agressives.
Nous avons évalué cette nouvelle
stratégie thérapeutique innovante
dans deux modèles de transplan-
tation (rénale ou cardiaque) chez
le primate en association avec un
immunosuppresseur classique. Les
rejets aigu et chronique d’allogreffe
ont été réduits et le traitement a
induit une absence de rejet même
après l’arrêt de tout traitement. Ce
phénomène se rapproche d’une to-
lérance immunologique en trans-
plantation. Nous nous sommes
alors intéressés aux mécanismes
régulateurs et avons observé une
accumulation de cellules régula-
trices dans le sang et le greffon des
receveurs ainsi que de molécules
immunorégulatrices impliquées
dans la tolérance. Enn, cette nou-
velle molécule anti-CD28 s’est révé-
lée non toxique chez le primate et,
in vitro
, sur des cellules humaines.
La valorisation de ces travaux
de recherches est effectuée par la
société de biotechnologie nantaise
TCL Pharma, inspirée et animée
par les chercheurs de l’
N
. TCL
Pharma est spécialisée dans la
découverte et le développement
de nouveaux médicaments
des
immunomodulateurs et, plus
spéciquement, des régulateurs
de la costimulation lymphocytaire
permettant de répondre à des be-
soins insatisfaits et d’améliorer
l’efcacité des traitements dans les
maladies auto-immunes et dans la
prévention des rejets de greffes.
Nicolas Poirier
(18 novembre 2010)
POURQUOI
T
C
E
Cet article expose les travaux
de recherche concernant
de
nouveaux médicaments pour la
prévention des rejets de greffes
et le traitement des maladies
auto-immunes.
Les chercheurs travaillent sur de
nouvelles stratégies thérapeu-
tiques qui permettraient de mo-
duler la réponse immunitaire,
notamment des médicaments
appelés «
mmunomodula-
teurs
. Il s’agit de réduire le rejet
de la greffe tout en maintenant
chez le patient un bon niveau de
protection immunitaire.
Les chercheurs ont réussi à blo-
quer les récepteurs activateurs
de la réponse des lymphocytes
ui interviennent dans le rejet
de greffe, sans intervenir sur les
lymphocytes régulateurs de la
réponse immunitaire. Ils ont
fabriqué un anticorps monoclo-
nal contre le récepteur activateur
CD28 uniquement. Ils ont cons-
taté chez les personnes traitées
une diminution des rejets aigus
et chroniques puis une absence
de rejet après traitement. Tout
se passe comme si l’organisme
acceptait le greffon comme
cellule de l’organisme
on
parle à ce propos de tolérance
immunologique.
Ces nouveaux traitements
offrent des perspectives très in-
téressantes pour le traitement
des malades.
Cet article permet d’établir un
lien entre vos connaissances
scientiques sur le fonctionne-
ment du système immunitaire
et les problématiques des traite-
ments médicaux.
La recherche
fondamentale est indispensable
pour permettre des avancées
dans le domaine médical.
Solution avec microbilles
de latex et antigènes
tréponémiques
Photographies
de à l'interprétation
tigènes tréponémiques
Microbille de latex
ticorps
Sérum d'un individu 1
(n'ayant pas contracté la
syphilis) mis en contact
avec des microbilles de
latex portant des
antigènes de tréponème.
Sérum d'un individu 2
mis en contact
avec des microbilles de
latex portant des
antigènes de tréponème.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
L’E
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E
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TIE
L
D
C
UR
Le système immunitaire (
L’E
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TIE
L
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C
UR
Le système immunitaire (
Les principales caractéristiques
de l’immunité innée et
de l’immunité acquise
L’
immunité innée
met principalement en jeu des
cellules qui circulent en permanence dans le sang et la
lymphe, par exemple
les granulocytes neutrophiles,
les monocytes et les macrophages, équivalents tis-
sulaires des monocytes. Ces cellules sont mobilisées
et attirées dès qu’un élément étranger est détecté
dans le milieu intérieur et sont capables de le faire
disparaître par phagocytose, quels que soient les
antigènes qu’il porte.
L’
immunité acquise
, quant à elle, fait intervenir des
molécules solubles, comme les anticorps, et des
cellules, comme les lymphocytes
cytotoxiques. Les
effecteurs de l’immunité acquise sont mobilisés plus
progressivement parce qu’il n’existe au départ qu’un
petit nombre de cellules immunocompétentes pour
un antigène donné et que leur multiplication ne se
produit qu’à la suite de la reconnaissance de l’anti-
gène. Les anticorps maintiennent l’intégrité du milieu
extracellulaire en neutralisant des toxines, des parti-
cules virales ou des bactéries extracellulaires, tandis
que les lymphocytes cytotoxiques maintiennent
l’intégrité des populations cellulaires en détruisant
les cellules infectées ou modiées par une mutation.
En outre, des
cellules «
émoire
permettent aux
réactions acquises de se développer plus rapidement
et plus intensément lors d’une seconde rencontre
avec un antigène, assurant ainsi une protection
durable de l’organisme par l’immunité acquise. Cette
caractéristique est à l’origine des
vaccins
Les caractéristiques
des anticorps
Les
anticorps
, également appelés
immunoglobulines
sont des protéines synthétisées par les plasmocytes
dérivant des lymphocytes
. Il existe des
anticorps
membranaires
, qui constituent les récepteurs immu-
nitaires des lymphocytes
(environ 100
00 récep-
teurs par lymphocyte
), et des
anticorps circulants
sécrétés par les plasmocytes, qui constituent des
effecteurs de l’immunité acquise.
Les anticorps sont des
molécules polyfonctionnelles
comportant une partie constante et une partie
variable. La
partie constante
comprend notamment
le site de xation à la membrane des récepteurs
et
la région reconnue par les phagocytes lors de l’élimi-
nation des complexes immuns. La
partie variable
est
responsable de la spécicité de l’anticorps et constitue
le site de reconnaissance de l’antigène.
Dans l’espèce humaine, on estime à 1
17 le nombre
d’antigènes élémentaires différents susceptibles
d’être reconnus par les anticorps, alors qu’il n’existe
que quelque 30
00
ènes. À un instant donné, on
estime à 100
illions le nombre de types d’anticorps
différents présents dans l’organisme. L’ampleur de
la diversité des lymphocytes
est du même ordre.
’exemple de l’infection par le
montre que l’organisme est
capable de détecter un élément étranger comme un virus et
de déclencher des mécanismes de défense dans le but de
l’éliminer. Le système immunitaire est en effet capable de faire
la distinction entre les cellules et les molécules qui lui appar-
tiennent («
oi
) et celles qui proviennent d’autres organismes

on-soi
).
est également capable de détecter et de détruire
ses propres cellules quand elles sont transformées par un virus
ou un processus cancéreux («
oi modié
). Quels sont les pro-
cessus immunitaires mis en jeu dans ces différentes situations
MU

CI
N
Défaut de l’organisme dans sa
capacité à produire une réponse
immunitaire effective. Elle peut
être due à une destruction des
lymphocytes T4 par le virus du
Sida
ou à des anomalies géné-
tiques qui empêchent la produc-
tion des lymphocytes.
MU
PPR
SS
O
Perte de la capacité à produire
une réponse immunitaire, due à
des drogues qui détruisent spéci-
quement les lymphocytes ou à
l’action de radiations.
Les traitements immuno-sup-
presseurs sont utilisés dans le
cas des greffes pour limiter les
MALA
I
-IMMU
E
Maladie due à l’attaque et à la des-
truction des cellules de l’individu
par son propre système immu-
nitaire. Par exemple, le diabète
juvénile est dû à l’attaque des cel-
lules du pancréas responsable de
la synthèse d’insuline
la sclérose
en plaques correspond à l’attaque
de la gaine de myéline entourant
les cellules nerveuses.
MALA
I
OPPOR
TE
Maladie qui se développe quand
l’individu présente une immuno-
décience, l’agent responsable de
l’infection étant, dans une situa-
tion normale, facilement éliminé.
OM
R…
Les cinq classes d’immunoglobulines.
La structure des différentes
chaînes lourdes

– les Ig A luttent contre les bactéries
et les virus dans les muqueuses
respiratoires et digestives
les Ig D interviennent dans la
maturation des lymphocytes

– les Ig E défendent contre les
parasites et les mécanismes de

– les Ig G sont produites lors d’un
contact prolongé avec l’antigène
ou lors d’un deuxième contact

– les Ig M sont sécrétées lors du
premier contact avec l’antigène.
TS
LÉS
Les mécanismes immunitaires

S
La transplantation d’organes.
• QuOlquOs MhiffrOs.
En 2007, 274
00 Européens
vivaient avec un organe trans-
planté et des milliers de per-
sonnes étaient en attente d’une
transplantation.
En France, en 2007, 12
00 pa-
tients avaient besoin d’une trans-

des trans-
plantations d’organes en France.
Environ 13

greffes sont réali-
sées chaque année.
• Malgré N’évOntuOls problèmOs
immunologiques, la transplan-
tation d’organes est, pour un cer-
tain nombre de pathologies, la
seule issue thérapeutique lorsque
les organes vitaux sont atteints de
manière irréversible.
L’utilisation de l’organe trans-
planté, le greffon, en provenance
de donneurs vivants se développe

survie du greffon est meilleure
que lorsque le greffon provient
De plus, la compatibilité
LA
Human leucocyte antigen
) n’in-
uence pas de manière importante
le résultat de la transplantation.
• LO grOffon Ost étrangOr à l’orga
nisme. Ce dernier développe donc
une réaction immunitaire de rejet.
Le rejet peut-être aigu, avec un
risque allant de 5
pour le rein
jusqu’à 50
pour le poumon. Il
peut aussi être chronique, entraî-
nant, à terme, la destruction du
greffon ou une perte de sa fonc-
tionnalité.
Les traitements immunosuppres-
seurs ont progressé ces dernières
années, mais ils provoquent tou-
jours une immunodépression qui
induit un risque accru d’infections
et de tumeurs chez le patient.
Les recherches se poursuivent an

lé-
rance immunitaire opération-
nel
, c'est-à-dire faire en sorte
que le système immunitaire du
patient soit tolérant à l’égard du
greffon sans altérer la réponse
immunitaire orientée vers les
autres antigènes.
Le déclenchement de
la production d’anticorps
La production d’anticorps dépend de l’activation des
lymphocytes
Celle-ci se produit quand les anticorps
membranaires d’un lymphocyte
(récepteurs
reconnaissent un antigène par leur partie variable
(phase de reconnaissance)
. La stimulation d’un lym-
phocyte
a pour conséquence sa multiplication
(phase d’expansion clonale)
et la différenciation des
cellules lles en un clone de plasmocytes sécréteurs
d’anticorps et en lymphocytes
mémoire, suscep-
tibles de réagir rapidement en cas de nouveau contact
avec le même antigène
(phase de différenciation)
La spécicité des anticorps sécrétés par les plasmo-
cytes est identique à celle des récepteurs
du lym-
phocyte stimulé au début de la réaction immunitaire.
On parle de
sélection clonale
car les lymphocytes
ne
peuvent reconnaître qu’un seul antigène et que seul
le clone de lymphocytes
sélectionné se multiplie.
Dans la plupart des réactions immunitaires, la prolifé-
ration des lymphocytes
et la production d’anticorps
dépendent également de messagers chimiques, les
interleukines, produits notamment par des
lympho-
cytes
auxiliaires
ou T4
. L’activation de ces derniers
dépend le plus souvent de la présentation d’un anti-
gène par une cellule présentatrice d’antigène
A
comme un macrophage.
Les lymphocytes
sont les seules cellules capables de
reconnaître un antigène circulant dans le milieu inté-
rieur et assurent ainsi une surveillance permanente
du milieu extracellulaire. Il y en a environ 1011 dans
l’organisme et on estime à 100
illions le nombre
de types d’anticorps différents à un moment donné.
L'élimination NOs antigônOs
Grâce à leur partie variable, les
anticorps spéciques
reconnaissent les
antigènes circulants

otoxiques
qui éliminent ces dernières.
Le déclenchement de la
production de lymphocytes
cytotoxiques
Les principes de la production de lymphocytes
ytotoxiques (lymphocytes T CD8) sont comparables
à ceux de la production de plasmocytes. Les
lympho-
cytes

sont activés lorsqu’ils reconnaissent par
leur récepteur
des antigènes portés par les cellules
infectées ou modiées.
Une fois activés, les LT8 se multiplient et se différen-
cient en
lymphocytes cytotoxiques
, susceptibles
d’éliminer les cellules cibles en produisant des
substances cytolytiques à leur contact.
Les lymphocytes
8 pré-cytotoxiques se multiplient
lorsqu’ils sont stimulés par des
interleukines
pro-
duites par des
lymphocytes

auxiliaires
(T4) de
même spécicité.
Ainsi, l’immunité humorale, avec la production d’an-
cytotoxiques, sont contrôlées l’une

Lors d’une infection par le
IH
le système immu-
nitaire limite la réplication virale, souvent pendant
plusieurs années, mais la
destruction des lympho-
cytes

t par rendre impossible la production


globules blancs circulants.
présentation schématique d’une immunoglobuline.
Stimulation antigénique et production d’anticorps.
C
E
DU
MONDE
À CO
S
TE
• MoNulOr la réponsO immunitairO NOs organismOs
p.
5
(Nicolas Poirier, 18
ovembre
010)
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écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
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D
Le système immunitaire (
ARTI
CL
E

D
Le système immunitaire (
ésistance
L’
M
S
recommande pourtant de
traiter les enfants de moins de 2
ns
dès la découverte de leur séroposi-
tivité. «
Mais la sécurité et le dosage
adéquats de beaucoup des agents
antirétroviraux-clés employés chez
l’adulte n’ont pas encore été établis
chez l’enfant, en particulier au sein
des groupes d’âges les plus jeunes, et
les formulations appropriées n’exis-
tent tout simplement pas pour eux
écrivent les responsables de DNDi.
De plus, la mise en œuvre des trai-
tements pédiatriques, lorsqu’ils sont
disponibles, est complexe
résistance
à la molécule massivement utilisée
pour prévenir la transmission du
IH
à l’enfant, utilisation pour des formes
buvables d’un solvant composé à
40
d’alcool, goût désagréable…
llicités par Médecins sans
frontières comme par le dispositif
international Unitaid – «
e principal
acheteur de médicaments anti-
IH
pédiatriques
, rappelle Bernard
Pécoul –, les responsables de DNDi
se sont attelés à mettre au point
un traitement simple, si possible
à prendre une seule fois par jour,
sous des formes faciles à utiliser
et à conserver. «
l ne faut pas tout
réinventer, mais étudier les mé-
dicaments existants et revoir les
formulations
, souligne M. Pécoul.
Outre les contacts avec l’
M
S,
O
usida et l'Unitaid, DNDi a
identifié des partenaires pour
travailler sur ce projet
l’Agence
nationale de recherches sur le Sida
et les hépatites (
NR
S)
en France,
les Instituts nationaux améri-
cains de la santé, le Conseil de la
recherche médicale britannique…
ous avons également appro-
ché plusieurs industriels, mais
nous n’avons pas encore d’accord
signé avec eux. La Communauté
de brevet, récemment créée par
Unitaid et à laquelle participe déjà le
laboratoire américain Gilead, devrait
faciliter les choses
, espère Bernard
Pécoul. Celui-ci pointe cependant
une dimension souvent oubliée
si
la prévention et le traitement des en-
fants sont impératifs, celui des mères
séropositives ne l’est pas moins.
Paul Benkimoun
(19 août 2011)
Un cheval de Troie pour
mieux achever le
IH
Des chercheurs français décrivent un mécanisme expérimental pour bloquer très tôt la
réplication du virus du
da.
’est une percée importante
dans la connaissance du
déroulement de l’infection
par le
IH
mais aussi l’ouverture
d’une piste pour empêcher la ré-
plication du virus. Elle s’appuie
sur un paradoxe apparent
rendre
plus vulnérables les cellules en pre-
mière ligne lors de l’infection pour
améliorer dans un second temps
la réponse immunitaire. Plusieurs
équipes du
NR
S
ont mis en évi-
dence l’existence d’une protéine,
MHD1, qui limite l’infection
par le
IH
des toutes premières
cellules du système immunitaire
qu’il rencontre, mais qui, de ce fait,
ne déclenche pas une réaction de
défense optimale. Leur article a
été publié jeudi 25
ai par la revue
Nature
Monsef Benkirane (Institut de
génétique humaine, Montpellier)
et ses collègues se sont intéressés
aux cellules dendritiques. Elles sont
chargées de déclencher les défenses
immunitaires, avec à la fois une
réponse innée, non spécique de
l’intrus, et une réponse adaptative
ciblant le virus. Pour cette dernière,
les cellules dendritiques «
ré-
sentent
des éléments distinctifs
de l’agent étranger – ses antigènes
– à d’autres cellules du système
immunitaire, les lymphocytes
Lors de l’infection par le
IH
, le
type le plus présent dans le monde,
ce virus du Sida n’infecte pas les cel-
lules dendritiques, ce qui empêche
une réponse immunitaire spécique
optimale. À l’inverse, dans le cas du
IH
, surtout présent en Afrique de
l’Ouest et moins contagieux, comme
dans l’équivalent du
IH
chez les
singes (S
V
, l’infection des cellules
dendritiques est complète.
ela résulte de l’expression par
le
IH
d’une protéine virale que
n’exprime pas le
IH
. Nous avons
donc voulu savoir si, en exposant
des cellules dendritiques à cette
protéine, nous les rendrions per-
missives à l’infection par le
IH
L’idée serait d’améliorer la réponse
immunitaire spécique en agissant
très tôt lors de la primo-infection.
Les cellules ainsi modiées seraient
réinjectées au patient comme lors
d’une greffe autologue
, résume
Monsef Benkirane.
Les chercheurs du
NR
S
sont
parvenus à identié une protéine
cellulaire, le «
S
MHD1
, dont la
protéine virale induit la dégradation.
S
MHD1 fait partie des facteurs
de restriction intracellulaire du
IH
permettant de contrôler
l’infection.
dégradation ouvre
POURQUOI
T
C
E
Cet article soulève
le problème
du traitement des enfants in-
fectés par le virus du Sida lors
de la grossesse.
En Afrique subsaharienne et
en Asie, les mères séropositives
ne reçoivent pas de traitement
comme dans les pays dévelop-
pés, et on estime que 1
00
n-
fants sont infectés chaque
jour.
L’
M
S
a montré que
ans les
pays pauvres, seulement
un quart des femmes en-
ceintes sont dépistées
la moitié des femmes
séropositives sont traitées par
des rétroviraux pendant leur
grossesse
un tiers des enfants infectés
sont traités.
Le problème concernant le soin
des nourrissons est l’absence de
traitements pédiatriques.
Plusieurs organismes travaillent
dans ce sens mais la lutte contre
la contamination par le
IH
doit
être mondiale et l’on ne peut
faire l’économie de traitements
pour une grande partie des po-
pulations.
Dans certains sujets de restitu-
tion des connaissances ou dans
des questions où l’on fait appel à
votre réexion, vous serez ame-
nés à aborder les traitements
des séropositifs. Les données
proposées ici vous permettent
d’étoffer vos devoirs.
la voie à l’infection des cellules
dendritiques et donc à une réponse
immunitaire renforcée, ce qui
ne se produit pas avec le
H
1
précise M. Benkirane.
Ces travaux, soutenus par
l’Agence nationale de recherches
sur le Sida et les hépatites (
R
S),
le
daction, la Fondation pour la
recherche médicale et le Conseil
européen de la recherche, four-
nissent une hypothèse expliquant
le phénomène des «
ontrôleurs
d’élite

des individus chez qui la
réplication du
H
reste bridée,
avec un virus indétectable dans
le sang, comme si l’infection ne
se déclenchait pas. Ces personnes
pourraient porter une mutation
génétique leur faisant exprimer
le facteur de restriction intracel-
lulaire.
rtout, ces recherches font
entrevoir des stratégies pour
empêcher la réplication du
IH
onsef Benkirane et ses collègues
ont mis en place des collaborations
avec plusieurs autres équipes an
d’explorer
in vitro
et sur des mo-
dèles animaux (souris humanisées,
primates) les possibilités d’expres-
sion de la protéine
MHD1 par
les cellules ciblées par le
IH
.
«
a protéine
MHD1 apparaît
comme un antiviral naturel efcace,
commente le professeur Yves Lévy,
chef du service d’immunologie
clinique à l’hôpital Henri-Mondor
(Créteil). On peut imaginer de fa-
voriser la différenciation de cellules
souches d’un individu infecté en
cellules sanguines exprimant cette
protéine, an de bloquer la réplica-
tion du
IH
et de reconstituer le
système immunitaire.
ves Lévy estime également que
ces travaux ouvrent la perspective
de pouvoir agir sur les «
éservoirs
ans lesquels le
IH
persiste au sein
de l’organisme même lorsqu’il est
devenu indétectable dans le sang.
L’équipe du professeur Lévy et celle
de la prix Nobel Françoise Barré-
i-
oussi à l’Institut Pasteur participent
aux programmes de recherche sur
des modèles animaux en collabo-
ration avec Monsef Benkirane et ses
collègues.
Paul Benkimoun
(28 mai 2011)
POURQUOI
T
C
E
Cet article explique
les dernières
découvertes des chercheurs
concernant l’infection par le
IH
qui pourraient permettre la mise
au point de traitements pour blo-
quer la réplication du virus.
Il est
intéressant pour les élèves qui
souhaitent aller plus loin dans
leurs connaissances puisqu’il
aborde des aspects non-traités
par le programme.
Les chercheurs ont découvert une
protéine, la
MHD1, véritable
facteur de restriction intracellu-
laire du
IH
es cellules dendritiques ont un
rôle clé dans le déclenchement
de la réponse immunitaire spéci-
que en présentant les antigènes
viraux aux lymphocytes
. Or, il
apparaît que le
IH
n’infecte pas
les cellules dendritiques contrai-
rement au
IH
, donc la réponse
immunitaire ne peut pas être
totale avec le
IH
. Le
IH
ex-
prime une protéine virale (et non
le
IH
) qui induit la dégradation
de la protéine
MHD1. Cette dé-
gradation permet l’infection des
cellules dendritiques donc une
réponse immunitaire renforcée.
Certains individus dits «
ontrô-
leurs d’élite
sont infectés par
le virus mais celui-ci n’est pas
détectable dans le sang et la ré-
plication du virus est empêchée.
Il semblerait qu’une mutation
génétique est responsable de
l’expression d’un facteur de res-
triction intracellulaire du virus.
Les chercheurs espèrent agir
sur l’expression de la protéine
MHD1 par les cellules cibles du
IH
an de stimuler les défenses
immunitaires.
Ce texte montre que les travaux
sur le virus du sida sont com-
plexes en raison de nombreuses
interférences de molécules pour
le fonctionnement du système
immunitaire.
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rue
des
écoles,
2011-2012.
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diffusion
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Le système immunitaire (
78
P
À
P
Le système immunitaire (
L’intitulé complet du sujet
L’infection par le
IH
se manifeste par la présence d’anti-
corps anti-
IH
l’individu est dit séropositif pour le
IH
près avoir exposé la structure des anticorps cir-
culants, expliquez leur production en réponse à
l’infection par le
H
Votre exposé sera structuré par une introduction, un
développement et une conclusion, et comportera un
schéma de la structure des anticorps.
L’analyse du sujet
Il s’agit d’expliquer que la séropositivité d’un individu
est détectée par la présence d’anticorps sériques dont la
fabrication a été déclenchée par l’infection par le
IH
La problématique
Comment l’infection par le
H
déclenche-t-elle la
fabrication d’anticorps par l’organisme
Le plan détaillé du développement
I.
a structure des anticorps circulants
Les anticorps ou immunoglobulines sont des protéines
formées par l’assemblage de quatre chaînes polypepti-
diques deux à deux identiques
deux chaînes «
ourdes
t deux chaînes «
égères
, qui sont reliées entre elles
par des ponts disulfures. Chaque chaîne possède une
région constante et une région variable dont la séquence
d’acides aminés varie d’un anticorps à l’autre.
Un anticorps possède deux sites de xation à un antigène
formés par l’association des extrémités variables d’une
chaîne lourde et d’une chaîne légère ayant une conforma-
tion spatiale complémentaire de celle d’un antigène. Telle
est la spécicité de l’anticorps. Du côté des extrémités
constantes des chaînes, il existe un site de xation à des
récepteurs membranaires des cellules phagocytaires.
II.
a production des anticorps circulants (coopération
cellulaire)
a)
es lymphocytes
et le répertoire immunologique
de l’organisme
Chaque lymphocyte

porte à sa surface des récep-
teurs membranaires ou anticorps membranaires
identiques.
Les lymphocytes qui portent les mêmes anticorps
forment un clone. Les différents clones forment le
répertoire immunologique de l’organisme. Chaque
clone est capable de reconnaître un antigène dès son
entrée dans l’organisme.

La sélection clonale
Un élément étranger porteur d’antigènes est détecté
par les lymphocytes

dont les anticorps membra-
naires peuvent se xer à ses antigènes. Ceux-ci sont

La nécessité des lymphocytes

Certains LT4, porteurs de récepteurs

spéciques
peuvent reconnaître les antigènes viraux. Ils sont
sélectionnés et subissent une expansion clonale puis
sécrètent les interleukines.
d)
es plasmocytes et la production d’anticorps
solubles
Les lymphocytes
activés acquièrent des récepteurs à
interleukine et prolifèrent (l’expansion clonale). Puis
les cellules se différencient en plasmocytes sécréteurs
d’anticorps.
nclusion
Les anticorps circulants produits
sont le résultat d’une coopération
cellulaire entre lymphocytes
t lymphocytes
4. Ils vont for-
mer avec les antigènes viraux des
complexes antigènes-anticorps
appelés complexes immuns. Ceux-ci
sont ensuite éliminés par phagocytose
selon des mécanismes propres à l’im-
munité non spécique.
La transmission du virus du
da.
• La transmission Nu
Sida a lieu
lors de rapports sexuels (80
des
cas). Prévention par utilisation de
préservatifs masculin ou féminin
lors d’une contamination par le
sang (transfusion sanguine, serin-
gue contaminée). Prévention par
utilisation de matériel stérile et à
usage unique
de la femme enceinte à l’enfant, lors
de la grossesse, à l’accouchement ou
lors de l’allaitement. Dans les pays
industrialisés, les traitements ont
permis de réduire le risque de la
transmission à l’enfant de 30
à
. Prévention par prise en charge
médicale pendant la grossesse, nais-
sance par césarienne, utilisation
de lait articiel exclusivement en
remplacement du lait maternel et
traitement post-natal de l’enfant.
• DO faussOs MroyanMOs pOrsistOnt
sur la transmission du virus. Il
ne peut pas se transmettre par
a salive, la sueur, les larmes, les
piqûres d’insectes, le toucher
(contact avec la peau).
DA
E

CLÉS
1983
Identication du virus
• 1985
Expérimentation de l’
T
remière molécule anti-
IH
visant
à ralentir la réplication du virus.
• 1987
Mise sur le marché de l’
ZT
1995
Découverte d’une nouvelle
famille de médicaments, les anti-
protéases.
• 1996
Mise au point des trithérapies
incluant des antiprotéases. Diminu-
tion de la mortalité de 25
en France.
• 1997
Premiers essais en immu-
nothérapie par interleukine
pour
stimuler le système immunitaire.
• 2003
Mise sur le marché d’une
nouvelle molécule T-20, inhibiteur
de fusion, visant à empêcher le
virus de rentrer dans la cellule.
• 2004
Réalisation d’un deuxième
inhibiteur de fusion, t-1243, de plus
grande efficacité et nécessitant
une seule injection par jour.
roduction a été arrêtée.
Les essais vaccinaux se poursuivent
à la fois pour des vaccins préventifs
et pour des vaccins thérapeutiques.
Restitution de connaissances
Réponse de l’organisme à une
infection par le
VIH
qu’il ne faut pas faire
Traiter de la destruction des cellules infectées.
ETS
MBÉ
B

R C
ÈM
Restitution de connaissances
– La séropositivité. (
jet national, juin 2005)
Études de documents
– Diagnostic d’une séropositivité au VIH chez des nouveau-nés.
(Nouvelle-Calédonie, septembre 2009)
– Le dépistage du
da. (
jet national, juin 2009)
– Mesure du risque de survenu d’un
da déclaré. (Pondichéry, avril 2010)
Schéma d’un anticorps circulant.
Les nouveaux cas de séropositivité en
hausse en France
viron 6
00
ersonnes se sont découvertes contaminées par le virus du
da en 2009.
n France, en 2009, le nombre
de nouveaux cas de séropo-
sitivité est estimé à environ
00, selon le dernier
Bulletin épi-
démiologique hebdomadaire
, publié
mardi 30
ovembre par l’Institut de
veille sanitaire (InV
. Un chiffre en
légère augmentation par rapport à
2008, quand 6
00
ouveaux cas
avaient été identifiés. Cette ten-
dance se retrouve surtout chez les
hommes homosexuels.
lon les données présentées
par l’InV
environ 4
00
éropo-
sitivités ont été découvertes chez
des personnes ayant des rapports
hétérosexuels, dont 1
00
emmes
et 1
00
ommes nés à l’étranger
et 750
ommes et 500
emmes nés
en France. De plus, 85
sagers de
drogues injectables ont découvert
leur séropositivité en 2009.
Dans 30
des cas, l’infection était
récente
28
des personnes ayant
découvert leur séropositivité en 2009
présentaient des signes d’atteinte im-
portante des défenses immunitaires.
Chez les hommes contaminés
par des rapports homosexuels, la
proportion des moins de 25
ns s’est
accrue entre 2003 et 2009, passant
de 8
à 11
. Alors qu’en 2007 et
2008, le nombre de découvertes
de séropositivité chez les hommes
contaminés par des rapports homo-
sexuels s’était stabilisé autour de
00, le passage à 2
00 en 2009 est
statistiquement signicatif.
Le nombre de nouveaux dia-
gnostics de Sida, stade le plus
avancé de l’infection par le
H
continue de décroître, avec envi-
ron 1
50 cas, soit 10
de baisse
par rapport à 2008. Les résultats
les plus préoccupants concernent
la contamination lors de rapports
homosexuels, groupe dans lequel
le nombre de nouveaux cas de
Sida augmente de 6
entre 2008
et 2009.
partition inégale
r le plan national, le nombre
de découvertes de séropositivité
est de 103
as par million d’habi-
tants. La répartition géographique
est très inégale, avec une prédomi-
nance de l’Île-de-France (263
as
par million) et des départements
français d’Amérique
183 pour la
Martinique, 418 pour la Guade-
loupe et 1
78 pour la Guyane.
Dans l’éditorial du
Bulletin épidé-
miologique hebdomadaire
, France
Lert et Gilles Pialoux, auteurs d’un
récent rapport sur les «
ouvelles
méthodes de prévention
, rappel-
lent que le nombre de personnes
en France qui ne se savent pas in-
fectées par le
H
est estimé à en-
viron 50
00. Les deux chercheurs
trouvent dans ces derniers chiffres
des justications supplémentaires
aux innovations du nouveau plan
de lutte contre le
H
, présenté
en novembre par le ministère de
la
nté
incitation au dépistage
à l’initiative des médecins géné-
ralistes, incitation à un dépistage
régulier, annuel, dans les groupes
de forte prévalence de l’infection.
Dans ce plan, il est également
proposé «
n dépistage com-
munautaire à l’intention des
hommes ayant des rapports
sexuels avec d’autres hommes
Des recherches sont en cours sous
l’égide de l’Agence nationale de re-
cherches sur le
da et les hépatites
NR
S)
pour évaluer l’impact d’un
tel dépistage.
Paul Benkimoun
(1
er
décembre 2010)
POURQUOI
T
C
E
Ce
bilan de l’évolution
de l’épidémie du VIH en
France, en 2009
, montre
une augmentation des
cas de séropositivité, par
rapport à 2008. Environ
50
00 personnes seraient
infectées mais ne le sau-
raient pas.
Le VIH, malgré les progrès
médicaux réalisés, reste une
menace sérieuse.
Les enfants des pays les plus pauvres sont
les grands oubliés de la lutte contre le Sida
Plus de mille enfants sont infectés chaque jour dans le monde, des experts dénoncent
la passivité des laboratoires et l’inadéquation des traitements
ida chez les enfants peut
être considéré comme une
maladie négligée. Dans
les pays riches, l’utilisation des
médicaments antirétroviraux
au moment de l’accouchement a
virtuellement fait disparaître les
cas de naissance d’enfants por-
teurs du
H
. En revanche, dans
le reste du monde, en particulier
ne constituent pas un marché
solvable
c’est le constat que
dressent quatre responsables
de la fondation DNDi (Initiative
médicaments pour les maladies
négligées) dans l’édition du
New
ngland Journal of Medicine
du
jeudi 18

t. «

prévention de
l’acquisition du
IH
par les antiré-
troviraux est indispensable, mais
elle n’est pas mise en œuvre à
l’échelle nécessaire. La population
infantile touchée ne va cesser de
s’accroître

s’inquiète le direc-
teur exécutif de DNDi, Bernard
Pécoul, un des auteurs de l’article.
Un bilan dressé n 2010 par
l’Organisation mondiale de la
santé (
M
S)
montre que, dans les
pays pauvres, un quart seulement
des femmes enceintes ont subi
un test de dépistage du
IH
et
que seulement la moitié de celles
dont on découvre la séropositivité
reçoivent une prophylaxie par
les antirétroviraux. Quant au
dépistage chez les enfants, il est
trop tardif.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
76
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
Le système immunitaire (
77
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
Le système immunitaire (
virus
Un virus est un
parasite intracellulaire
obligatoire. Il
est formé d’un acide nucléique
DN
ou
RN
, entouré
d’une enveloppe protéique et parfois d’une membrane
plasmique provenant de la cellule-hôte. Tous les
virus sont de très petite taille, de quelques nm pour
les plus petits à 200
m environ pour les plus grands.
Dépourvus d’organites et de métabolisme, les virus ne
sont pas considérés comme des êtres vivants
ce sont
des
acaryotes
. Ils ne peuvent donc pas se multiplier par
eux-mêmes et détournent à leur prot le fonctionne-
ment de la cellule-hôte. Leur information génétique
est transcrite puis traduite en protéines virales par la
cellule infectée. En s’assemblant, ces protéines donnent
naissance à des particules virales, les
virions
, qui
peuvent infecter de nouvelles cellules. De nombreux
virus sont à l’origine de maladies humaines, souvent
épidémiques. Ainsi, à la n du vingtième siècle, plus de
33
illions d’êtres humains dans le monde
, dont plus
de 95
vivant dans des pays en voie de développement,
étaient
porteurs du
IH
et plus de 16
illions de
personnes étaient décédées du Sida depuis le début de
l’épidémie. En France, plus de 50
00 cas de Sida ont
été déclarés dans la même période et entre 21
00 et
23
00
ersonnes vivent aujourd’hui avec l’infection.
Les caractéristiques du VIH
Le
IH
(virus de l’immunodécience humaine) est un
rétrovirus
, c’est-à-dire un virus dont l’acide nucléique
est un
RN
Les
virions
du
IH
ont une forme sphérique
dont le diamètre mesure environ 100
m. Chaque virion
possède deux molécules d’
RN
identiques qui portent
l’information génétique du virus, des enzymes néces-
saires à l’expression de cette information (transcriptase
inverse, protéase, intégrase) et diverses protéines de
structure qui constituent la capside (contenant l’
RN
et la transcriptase inverse) et la matrice qui l’entoure.
La matrice est enveloppée par une membrane plas-
mique provenant de la cellule-hôte et dans laquelle
sont ancrées des
protéines
p120
. C’est l’adhésion de
ces protéines aux cellules cibles, comme les lympho-
cytes
4, qui permet la pénétration du virus.
La multiplication du VIH
Le
IH
peut pénétrer dans les cellules-cibles lorsqu’il se lie
par sa
protéine de surface
p120
au récepteur
D4, une
protéine membranaire notamment présente à la surface
des lymphocytes
4, des monocytes et des macrophages.
Cependant, l’action d’autres protéines est requise pour
que l’enveloppe virale puisse fusionner avec la membrane
plasmique de la cellule et que le virus puisse entrer.
L
es organismes sont en permanence exposés aux agressions
de multiples agents infectieux –
irus, bactéries, champi-
gnons et parasites animaux – mais le système immunitaire
permet en général de les éliminer.
outre, les vaccins augmen-
tent son efcacité en le stimulant articiellement. Cependant,
l’exemple du virus de l’immunodécience humaine (
montre
que le système immunitaire n’est pas infaillible puisque ce virus
est responsable du syndrome d’immunodécience acquise
ou
da), une maladie mortelle pour laquelle il n’existe encore aucun
vaccin efcace.
Le
da en France.
• 83
00 pOrsonnOs ont NévOloppé
un Sida depuis le début de l’épidé-
mie dans les années 1980.
• 35
00 malaNOs étaiOnt toujours
vivants n 2009.
• 1
52 Mas NO
Sida ont été diagnosti-
qués sur l’année 2009
73
de ces
nouveaux cas étaient des hommes,
âgés en moyenne de 43,2 ans.
• 38,2 ans Ost l’âgO moyOn NO la
découverte de la séropositivité.
PER
ONN
GE
PO
T
Luc
ntagnier
Né en 1932, Luc Montagnier est un
biologiste virologue français. Il est
colauréat du prix Nobel de méde-
cine avec Françoise Barré-
noussi
pour la découverte, en 1983, du
IH
s travaux ont permis de mieux
connaître l’infection par le virus et
de mettre en place des traitements
pour les malades.
Professeur émérite à l’Institut
Pasteur, entre autres, il est actuel-
lement directeur du nouvel Institut
de recherche en Chine à
anghai
où il poursuit ses recherches. Il
a publié plusieurs ouvrages dont
Le
rus et les hommes
et
Sida et
société française
, en 1994.

S
La xation et la pénétration cellu-
laire du
IH
es virus sont des parasites se déve-
loppant dans les cellules. Dépourvus
de métabolisme, donc incapables de
se multiplier de façon autonome,
ils détournent la machinerie de
biosynthèse des cellules infectées
de telle sorte qu’elles produisent
de nouvelles particules virales. Les
virus ont des tailles extrêmement
réduites (de quelques
m à quelques
centaines de nm). Le
IH
infecte
les cellules-cibles, en particulier les
lymphocytes T4, en se liant à des
protéines de surface puis en péné-
trant dans la cellule par endocytose.
F
E
LÉS
Le Sida, une maladie du système
immunitaire

S
Les différents types de virus.
• Il OxistO NOux granNs typOs NO
virus en fonction de la nature du
matériel génétique
les virus à
DN
(
hépatite A, her-
pès, etc.)
les virus à
rétrovirus (
H
hépatite B, etc.).
• LOs virus NoivOnt utilisOr l’infor
mation génétique de la cellule para-
sitée pour réaliser les synthèses pro-
téiques nécessaires à la production
des particules virales. Ainsi, les virus
à
RN
doivent transcrire leur
RN
en
DN
lors d’une rétrotranscription
an d’intégrer leur matériel géné-
tique dans celui de la cellule-hôte.
Deux types de tests.
• LO tOst Elisa (
zyme linked im-
muno sorbent assay
).
Ce test consiste à détecter la pré-
sence dans le sang d’anticorps
anti-
H
en utilisant d’autres an-
ticorps spéciques, anti-anticorps
anti-
IH
Plusieurs étapes sont
nécessaires
dépôt de sérum dans un support
alvéolé contenant des antigènes
du
H
.
le sérum contient des
anticorps anti-
IH
ces derniers se
xent sur les antigènes
les plaques sont lavées pour éli-
miner les autres anticorps
on ajoute des anticorps anti-anti-
corps marqués par une enzyme qui
déclenche une réaction colorée en
présence d’un substrat précis. Plus
la coloration est intense, plus le
taux d’anticorps est élevé.
Ce test n’est pas able à 100
et
les résultats doivent être complétés
par d’autres tests.
• LO tOst WOstOrn Blot.
Le sérum d’un autre prélèvement est
mis à incuber sur une bandelette sur
laquelle les antigènes de différentes
protéines du virus du Sida ont été
positionnés et séparés en fonction de
leur masse moléculaire. La bandelette
test est comparée à une bande témoin
négatif et une bande témoin positif.
des anticorps sont présents dans le
sérum, ils se xent sur la bandelette.
Après lavage, des anticorps anti-anti-
corps anti-
IH
m
arqués se xent sur
les précédents, provoquant une co-
loration permettant de les repérer.
L’
du
H
, libéré dans le cytoplasme, est rétro-
transcrit en
DN
par l’enzyme virale nommée
transcriptase inverse
. Le transcrit passe ensuite
dans le noyau où il s’intègre à l’
DN
de la cellule-hôte
sous l’action de l’enzyme virale appelée
intégrase
. Il
peut dès lors rester intégré pendant plusieurs années
L’activation de la transcription des gènes viraux est
souvent liée à l’état d’activation de la cellule-hôte.
Les
RN
messagers viraux passent alors dans le cyto-
plasme où la traduction en
protéines virales
se réalise
aux dépens de la machinerie de protéosynthèse de
la cellule-hôte (ribosomes,
viral
pour former de
nouveaux virions
qui bourgeonnent
et se détachent de la cellule-hôte. Cette dernière nit
par en mourir.
Le déroulement de la primo-
infection par le VIH
Le
IH
se transmet uniquement par
voies sexuelle
et sanguine
, y compris de la mère à son fœtus. Les
principales cellules-cibles du
IH
– lymphocytes
4,
monocytes et macrophages – appartiennent au
sys-
tème immunitaire
et se concentrent dans les ganglions
lymphatiques.
Lorsqu’un agent infectieux comme un virus pénètre
dans l’organisme, le système immunitaire produit
des cellules et des molécules destinées à le neutraliser.
Dans le cas du
IH
on observe une
phase de latence
de
quelques jours, suivie de l’apparition et de la multiplica-
tion rapide des particules virales dans le sang.
Cette augmentation de la concentration virale (virémie)
révèle que la réplication du virus échappe au contrôle
du système immunitaire
il s’agit de la
primo-infection
Cette phase ne se manifeste souvent que par de discrets
symptômes cliniques évoquant une infection bénigne.
Des anticorps apparaissent ensuite dans le sang avec
un délai de deux à trois mois
(séroconversion)
et
leur présence
(séropositivité)
permet de détecter la
contamination. Des lymphocytes spécialisés dans
la destruction des cellules infectées
(lymphocytes
ytotoxiques)
apparaissent également. L’activation du
système immunitaire se traduit par un gonement des
ganglions lymphatiques. La concentration des anticorps
anti-
IH
a
ugmente ensuite progressivement et se
maintient à un taux élevé.
L’évolution de l'infection au cours
du temps
Les réponses immunitaires déclenchées lors de la
primo-infection font diminuer rapidement la viré-
mie et conduisent à une
phase asymptomatique
de
l’infection qui peut durer plusieurs années. Chez 5
es personnes infectées, cette phase dure même plus
de 10
ns.
Toutefois, comme l’activation des cellules immuni-
taires dépend étroitement des messagers chimiques
émis par les lymphocytes
4, la destruction de ces der-
niers par le virus entraîne une décience progressive
du système immunitaire.
aucun traitement antiré-
troviral n’est entrepris, la concentration en lympho-
cytes
4 diminue tandis que la charge virale augmente.
La
phase symptomatique
, ou Sida déclaré, apparaît
quand diverses maladies se développent en raison
de la disparition des défenses immunitaires. Il s’agit
d’
infections opportunistes
et d’
affections cancéreuses
qui conduisent à la mort des patients. Ainsi, le caractère
essentiel des lymphocytes
4 dans les mécanismes im-
munitaires est révélé par les conséquences mortelles de
l’infection par le
IH
Il est possible d’entraver la progres-
sion du virus par divers
médicaments antirétroviraux
(il en existe une vingtaine aujourd’hui) agissant sur des
cibles variées du cycle viral. Actuellement, on utilise sur-
tout des inhibiteurs des enzymes virales, notamment
des inhibiteurs nucléosidiques et non nucléosidiques
de la transcriptase inverse, et des inhibiteurs de la
protéase, dont des combinaisons variées
(trithérapies)
permettent le plus souvent de limiter considérablement
la réplication virale. De très nombreuses autres molécules
sont également en cours de développement. Quant
aux maladies opportunistes, elles peuvent être combat-
tues par les méthodes thérapeutiques classiques.
Cycle réplicatif du
OI
C
ES
DU
MONDE
À CO
S
TE
• LOs nouvOaux Mas NO séropositivité
en hausse en France
p.
9
(Paul Benkimoun, 1
er
décembre
010)
• LOs Onfants NOs pays lOs plus pauvrOs
sont les grands oubliés de la lutte
contre le
da
p.
9-80
(Paul Benkimoun, 19
oût
011)
• Un MhOval NO TroiO pour miOux aMhOvOr
le
IH
p.
0
(Paul Benkimoun, 28
ai
011)
Schéma structurel du
concentration
anticorps
lymphocytes
D
ymphocytes cytotoxiques
charge virale
semaines
déclenchement
des réponses
immunitaires
contrôle de la
virémie par le
système immunitaire
effondrement du
système immunitaire
primo-
infection
phase
asymptomatique
phase
asymptomatique
(Sida)
moisannées
années
temps
Évolution du système immunitaire et de la charge virale à la
suite d’une infection par le
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
74
L' ARTI
SYSTÈME
IMMUNITAIRE
René Frydman
«
a fécondation en éprouvette
est le symbole d’une grande transgression
né Frydman, chef du service de gynécologie-obstétrique de l’hôpital
toine-Béclère
(A
-
P
est, avec le biologiste Jacques
start, le «
ère
scientique d’
andine, pre-
mier bébé-éprouvette français né en 1982.
omment accueillez-vous
ce Nobel

Avec une grande satisfac-
tion. Bob Edwards a toujours été
quelqu’un de chaleureux, de jovial
même, et il avait surtout un esprit
d’ouverture assez sidérant. Penser
à la possibilité des cellules souches
dès 1965, il fallait le faire
Il était très
en avance sur le plan scientique,
et il a toujours soutenu les jeunes
chercheurs. Quand je suis venu le
voir en 1977, il m’a tout de suite
donné des conseils pour commen-
cer à travailler. C’est donc tout un
parcours qui est reconnu avec ce
prix Nobel. Un prix qui, je trouve,
arrive un peu tard.
Pourquoi si tard

Parce que la fécondation
in

en cela, la
fécondation en éprouvette consti-
tue le symbole d’une grande
transgression humaine. Au l des
décennies, selon sa religion ou
sa philosophie, cette transgres-
sion est devenue plus ou moins
admise. Mais elle reste présente.
Comment expliquez-vous la
pugnacité dont Robert Edwards
a fait preuve

Je crois qu’il était animé d’une
conviction profonde
aider les
couples infertiles, cela lui impor-
tait vraiment. De plus, il était
fasciné par les mécanismes qu’il
essayait de maîtriser. Lorsqu’il
tentait ses premières féconda-
in vitro
avec Patrick
toe, le gynécologue de la bande,
celui-ci faisait ses prélèvements
d’ovules dans un hôpital qui
était à 50

du laboratoire. Or, à
l’époque, les ovulations n’étaient
pas stimulées par traitement.
Elles pouvaient se produire jour
et nuit, et il fallait donc, jour et
nuit, courir à l’hôpital prélever un
ovule, puis le rapporter d’urgence à
Cambridge… C’était une vraie saga
n 1978, vous étiez présent au col-
loque où a été annoncée la nais-
sance imminente de Louise Brown,
premier bébé au monde à avoir été
conçu en éprouvette…
C’était un grand colloque de gy-
néco-obstétrique, et lorsque Bob
Edwards a fait cette présentation,
personne n’arrivait à y croire
Alors
que c’était le début d’une fabuleuse
aventure
Quatre ans plus tard,
je l’ai retrouvé à un congrès sur la
reproduction humaine, avec une
centaine de participants. Il a alors
lancé l’idée de créer une association
européenne de médecins, qui aurait
son propre journal
c’est devenu
Human Reproduction
, et le dernier
congrès équivalent à celui de 1982 a
réuni à peu près 7
00
articipants…
Compte tenu des législations qui
encadrent la recherche sur les
embryons humains, les travaux
qui ont abouti à la naissance de
e ne le crois pas. À l’époque,
il nous sufsait d’avoir l’accord
de notre chef de service, Émile
Papiernik
Nous travaillions,
certes, contre vents et marées,
nous avions à répondre à l’oppo-
sition de l’Église catholique et à
celle de certains scientiques,
mais il n’y avait pas d’interdit.
Aujourd’hui, je ne pense pas
que l’esprit soit sufsamment à
l’ouverture et à l’innovation pour
qu’un tel progrès soit possible. La
philosophie de Bob Edwards n’est
pas d’actualité.
Propos recueillis par C. V.
(6 octobre 2010)
POURQUOI C
T
C
E
René Frydman rend hommage à son collègue, le professeur Edwards, qui a permis grâce à la FIV le
traitement de la stérilité de nombreux couples.
Le professeur Frydman met en exergue les obstacles, philosophiques ou religieux, liés aux recherches
sur la fécondation.
st le symbole

».
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rue
des
écoles,
2011-2012.
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P
L’intitulé complet du sujet
Une espèce d’être vivant est caractérisée notamment
par son caryotype, c’est-à-dire par les particularités
(nombre, forme, taille) de ses chromosomes.
Exposez comment méiose et fécondation permettent
le maintien du caryotype dans les générations succes-
sives. Votre exposé s’appuiera sur l’exemple d’une
espèce haploïde à 3 chromosomes (
).
On attend une introduction, un développement structuré
et illustré par des schémas, ainsi qu’une conclusion.
L’analyse du sujet
Il s’agit d’expliquer, avec des schémas clairs, la
fécondation et la méiose pour un organisme haploïde
à 3
hromosomes.
La problématique
Comment la méiose et la fécondation permettent-
elles le maintien du caryotype de l’espèce dans les
générations successives
Le plan détaillé du développement
I. La fécondation
Les organismes haploïdes ont un caryotype à
chromosomes à une chromatide (schéma
).
Schéma 1.
La fécondation corres-
pond à la rencontre de
deux cellules haploïdes
an de former une cellule-
œuf diploïde.
La cellule-œuf pos-
sède ainsi, dans le cas
étudié, trois types de
chromosomes en deux
exemplaires, soit 2
=
6 chromosomes. Chez les
organismes haploïdes,
la phase diploïde est
réduite à la cellule-œuf
(schéma
).
II. La méiose
La méiose est précédée
de la duplication de
l’
par réplication dans la cellule-œuf. La méiose
intervient immédiatement après la fécondation,
elle est constituée par deux divisions successives.
La première division de méiose débute dans la
cellule-œuf diploïde avec des chromosomes à deux
chromatides rigoureusement identiques.
Lors de la prophase I, les chromosomes se conden-
Schéma 3
prophase
de 1
re
division de méiose.
Au cours de la métaphase I, les chromosomes homo-
logues de chaque paire se disposent face à face de

4).
Schéma 4 : anaphase
de 1
re
division de méiose.
Le chromosome du colibacille.
Chez tous les êtres vivants, l’
DN
est contenu dans les chromosomes.
Chez les procaryotes, comme par
exemple les bactéries, il n’existe
qu’un seul chromosome généra-
lement circulaire. Contrairement
aux cellules eucaryotes, ce chromo-
some n’est pas contenu dans un
noyau.
Le cycle de vie des levures.
La levure est un champignon uni-
cellulaire qui vit naturellement à la
surface des grains de raisin.
Lorsque les conditions sont favo-
rables, les levures se reproduisent
par bourgeonnement. Ce dernier
se produit toutes les 90
inutes
(il s’agit de divisions conformes ou
mitoses) et chaque cellule issue du
bourgeonnement contient le même
nombre de chromosomes que la
cellule-mère, soit 17
hromosomes.
Lorsque les conditions sont moins
favorables, deux cellules de levures
peuvent fusionner (fécondation)
pour former une cellule (formée
de 34
hromosomes) qui subit
les deux divisions successives de
la méiose pour former 4
pores
(17
hromosomes) contenues dans
un asque.
Chaque spore libérée de l’asque
redonne une cellule de levure
capable de bourgeonnement.
La drosophile, organisme modèle
en génétique.
L’information génétique est dupli-
quée et transmise de génération
en génération selon des méca-
nismes identiques chez tous les
organismes.
La mouche drosophile est ainsi
devenue un organisme modèle
en génétique depuis le début du
vingtième siècle car elle présente
notamment l’avantage de n’avoir
qu’un petit nombre de chromo-
somes. Les résultats obtenus ont
pu être extrapolés aux autres
organismes. Ce sont notamment
les travaux sur la drosophile qui
ont permis de faire le lien entre
chromosomes et caractères héré-
ditaires.

S
Restitution de connaissances
Féconda
Variation de la quantité d’
DN
au
cours du cycle cellulaire.
La mitose permet à une cellule de
DN
à ses deux cellules-lles.
Ce partage suppose, qu’avant de
se diviser, la cellule double sa
quantité d’
Cette duplication a lieu au cours de
la phase
(synthèse) de l’interphase.
Cette phase
suit une phase de
croissance de la cellule, nommée
phase G1, et précède une seconde
phase de croissance, plus courte,
nommée phase G2. Lors de la mi-
tose, la quantité d’
DN
diminue de
moitié par cellule en raison du par-
tage du matériel génétique entre les
deux cellules-lles. Ainsi, la quantité
d’
DN
par cellule reste constante au
cours du cycle cellulaire.

S
Le cycle de développement de deux
algues.
• La spirogyrO Ost unO alguO vOrtO
d’eau douce dont les chloroplastes
ont une forme spiralée. Elle est
constituée de laments pluricellu-
laires non-ramiés de sexe mâle ou
femelle. Les laments de sexe oppo-
sés peuvent s’apparier et former un
tube. Le contenu de la cellule mâle se
dirige vers le contenu de la cellule
femelle. Cytoplasme et noyau fu-
sionnent pour donner un œuf qui
est libéré par dégénérescence du
lament. Après un hiver en vie ra-
lentie, l’œuf subit une méiose pour
donner quatre spores.
ule une
donnera naissance à un nouveau
lament, les trois autres dégénèrent.
• LO fuMus Ost unO alguO brunO
vivant en eau de mer. Il existe des
individus – ou pieds mâles – et
des individus femelles. À maturité
sexuelle, des gamètes sont formés
dans des renements situés aux
extrémités de chaque pied. Les
spermatozoïdes et les ovules sont
libérés dans l’eau de mer où a lieu
la fécondation. La cellule-œuf
formée se xe sur un support et
forme un pied mâle ou femelle par
divisions successives.
En n de télophase I, la cellule se divise en deux pour
former deux cellules à un chromosome de chaque
type mais à deux chromatides (schéma
).
Ici, chaque cellule possède trois chromosomes à deux
chromatides chacun.
La deuxième division de méiose se déroule ensuite.
C’est au cours de l’anaphase II de méiose que les
chromosomes se scindent et que chaque chromatide
migre à un pôle de la cellule (schéma
).
Schéma 6 : anaphase
I
de 2
division de méiose.
En n de télophase II, les cellules se séparent en deux
et les quatre cellules formées ont un chromosome de
chaque type à une chromatide (schéma
).
Schéma 7
télophase
I
de 2
division de méiose.
nclusion
Chez les organismes à phase haploïde prédominante,
la fécondation aboutit à la formation d’une cellule-œuf
diploïde. La première division de méiose est réduc-
tionnelle et permet le retour à l’haploïdie. Les cellules
n’ont plus qu’un chromosome de chaque paire, soit
chromosomes. Le caryotype de l’espèce est conservé.
qu’il ne faut pas faire
Des schémas avec des cellules ayant
un autre nombre de chromosomes
que celui demandé.
ET
MBÉ
B

R C
ÈM
Restitution de connaissances
– Méiose et fécondation chez un diploïde et trisomie 21. (
jet national, septembre 2004)
Schéma 2.
Schéma 5 : télophase
de 1
re
division de méiose.
Chromosomes.
migration des chromosomes
séparation des homologues
2 cellules à
= 3 chromosomes
à 2 chromatides
séparation
des chromatiques
4 cellules à
= 3 chromosomes à 1 chromatide
Cellule-œuf
2n
= 6 chromosomes
à 2 chromatides
plication
Fécondation
Cellule haploïde
= 3 chromosomes
appariement des chromosomes homologues
2n
= 6 chromosomes à 2 chromatides
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des
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2011-2012.
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TIE
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UR
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L
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C
UR
C
E
DU
MONDE
À CO
S
TE
• ROné FryNman : « La féMonNation
en éprouvette est le symbole d'une grande
transgrOssion »
p.
4
(Propos recueillis par C.V., 6 octobre 2010)
Les mécanismes qui permettent
le maintien du nombre des
chromosomes au cours des
générations
Chaque espèce est caractérisée par un nombre constant
de chromosomes. Chez les espèces à phase diploïde
prédominante, les cellules possèdent des paires de
chromosomes homologues (2n). À l’inverse, chez les
espèces à phase haploïde prédominante, les cellules
ne possèdent qu’un exemplaire de chaque type chro-
mosomique (
).
Chez les
espèces diploïdes
, les cellules de chaque
individu proviennent de la division par mitose d’une
cellule-œuf, c’est-à-dire d’un zygote résultant de la
fusion d’un gamète femelle et d’un gamète mâle lors
de la
fécondation
. Les gamètes possèdent seulement
chromosomes (haploïdes), contrairement aux
cellules somatiques qui sont diploïdes. La réduction
par deux du nombre de chromosomes dans les cel-
lules de la lignée germinale


à l’origine de la
formation des gamètes
se produit lors de la
méiose
. À partir d’une
cellule diploïde, elle conduit à la formation de
quatre cellules haploïdes. La première division est
appelée
division réductionnelle
car elle aboutit à la
formation de deux cellules à
chromosomes, tandis
que la
seconde division
est dite
équationnelle
car
elle ne modie pas le nombre de chromosomes.
prophase

de la première division est particu-
lièrement longue. À ce stade, chaque chromosome
est formé de deux chromatides puisque la synthèse
de l’
DN
a déjà été réalisée lors de la phase
S
de
l’interphase. On observe alors l’appariement des
chromosomes homologues sous forme de bivalents

encore appelés tétrades (4

matides), dont les chromatides s’entremêlent en
a reproduction sexuée est caractérisée par l’alternance de
U
Étui renfermant plusieurs spores
(huit chez
Sordaria
).
ROM
T
D
Résultant de la duplication d’un
chromosome, une chromatide ne
contient qu’une molécule d’
DN
À
ne pas confondre avec chromatine.
ROM
T
E
Ensemble formé par la molécule
d’
et les protéines nucléaires,
appelées histones, sur lesquelles
elles s’enroulent.
ROMO
M
S

HOMO
GU
S
Chromosomes appartenant à une
paire dans le caryotype.
MI
AN
ODOMI
AN
/
ÉC
SS
VI
Exemple des groupes sanguins
si l’un des deux chromosomes
homologues porte l’allèle A et
l’autre l’allèle O, le groupe san-
guin exprimé sera A. L’allèle A est
dominant par rapport à l’allèle O,
qui est récessif
si l’un des deux chromosomes
porte l’allèle A et l’autre l’allèle B,
le groupe sanguin exprimé sera
AB. Les allèles A et B sont codo-
minants
pour qu’une personne soit du
groupe O, il faut que les deux
allèles soient O.
MI
Présence d’un seul chromosome
au lieu d’une paire d’homologues
dans le caryotype.
P
ÏDI
Présence de plus de deux chromo-
somes homologues.
TES
OSS

Croisement d’un individu dont on
veut connaître le génotype avec un
homozygote récessif c’est-à-dire por-
teur des allèles récessifs des gènes
considérés. Le
test cross
permet de
mettre en lumière le génotype des
gamètes en phénotype des indi-
vidus. Il permet d’estimer le taux
de recombinaison et de calculer la
distance génétique entre deux gènes.
OTS
Méiose et fécondation

S
Les aberrations chromosomiques.
• PlusiOurs anomaliOs NO la méiosO
conduisent à des aberrations chromo-
somiques
trisomie 21 ou syndrome de
Down (traits caractéristiques du vi-
sage, santé fragile, malformations
cardiaques, parfois retard mental)
trisomie 18 ou syndrome d’Ed-
wards (anomalies du crâne, de la
face, des pieds et des mains, mal-
formation des viscères, mortalité
avant l’âge de un an)
trisomie 13 ou syndrome de Pa-
tau (nombreuses anomalies qui
conduisent au décès
in utero
pour
80 à 90
des fœtus. Dans le cas
d’une naissance, l’espérance de vie
des enfants est de trois mois pour
la moitié d’entre eux)
trisomie XXY ou syndrome de
Klinefelter (homme stérile, pilosité
peu développée, développement
intellectuel le plus souvent normal)
isomie XYY (habituellement
asymptomatique, phénotype
masculin)
trisomie X (47, XXX – habituel-
lement asymptomatique, phéno-
type féminin)
monosomie X (45, XO) ou syn-
drome de Turner (femme de petite
taille, stérile, absence de caractères
sexuels secondaires).
• COs anomaliOs sont liéOs à unO non-
disjonction des chromosomes homo-
logues lors de la première division de
la méiose ou à une non-disjonction
de chromatides lors de la deuxième
division de la méiose. Les gamètes
anormaux ainsi formés possèdent
+ 1 ou
– 1 chromosomes. La
fécondation de ces gamètes par
des gamètes normaux conduit à
des cellules œufs possédant
2n
+ 1
chromosomes (trisomie) ou
2n
– 1
chromosomes (monosomie).
• LOs typOs NO gamètOs formés lors
du brassage intrachromosomique
les gamètes de type parental pour
des gamètes dont la combinaison
d’allèles existait déjà avant la méiose
les gamètes de type recombiné sont
des gamètes possédant une nouvelle
combinaison d’allèles. Les types re-
combinés s’expliquent par des
cros-
sing over
ou échanges de segments
de chromosomes lors de la prophase
de la première division de la méiose.
entre chromatides homologues
(crossing over)
. À la
métaphase
, les centromères des chromosomes

entraî-
nant leurs chromosomes respectifs à chaque pôle.
La
télophase
donne donc naissance à deux cellules
haploïdes dont les chromosomes sont toujours

chromatides.
La seconde division n’est pas précédée d’une syn-
thèse d’
. Lors de
l’anaphase II
, les centromères
se clivent de telle sorte qu’ils entraînent à chaque
pôle un chromosome formé d’une seule chromatide.
Ainsi, la cellule diploïde initiale donne naissance à
quatre cellules haploïdes.
En cas d’erreur de répartition
des chromosomes à la méiose
Lorsque la
répartition
des chromosomes homo-
logues ne se produit pas correctement, les cellules
lles présentent des anomalies du nombre de chro-
(aneuploïdie)
Par exemple, si deux chromatides homologues se

qui est compatible avec la vie mais à l’origine d’un
ensemble d’anomalies appelé syndrome de Down.
La formule

est également compatible avec la
vie mais est à l’origine du syndrome de Klinefelter.
L’absence d’un chromosome est rarement viable, à
l’exception de la monosomie


O), à l’origine du
syndrome de Turner.
Le résultat d’un croisement
entre deux souches de
S
qui NiffôrOnt par un MouplO
N’allôlOs

M+ soit l’allèle

On part d’une cellule M/M+, issue du croisement
entre une souche


soit les spores sont ordonnées en deux
les deux allèles se séparent dès la première division
de la méiose, en raison de la ségrégation indépen-
dante des chromosomes.
On obtient quatre groupes de deux spores lorsque
les allèles se séparent à la deuxième division de la
méiose, en raison d’une recombinaison chromo-
somique (
crossing over
) lors de la prophase de la
première division.
Le brassage génétique
Les organismes comportent plusieurs
milliers de
gènes
, dont la plupart présentent
différents allèles
Lors de la formation des gamètes chez les parents,
chaque gamète reçoit un seul allèle de chaque gène.
Mais comme les allèles sont distribués au
hasard
les gamètes formés diffèrent les uns des autres par
leur génotype.
Au cours de la méiose se produit la
recombinaison
des allèles
qui n’est possible que pour les gènes
présents à l’état hétérozygote. La distribution au
hasard des chromosomes homologues de chaque
paire dans les cellules lles constitue le brassage
interchromosomique, tandis que l’échange de seg-
ments chromosomiques réalisé par les
crossing over
constitue le brassage intrachromosomique. Comme
il existe de nombreux
gènes hétérozygotes
chez
la plupart des organismes, ce brassage génétique
lors de la méiose conduit à la formation de gamètes
pouvant posséder une quasi-innité de génotypes
différents.
La rencontre au hasard des gamètes lors de la
fécondation
amplie la diversité potentielle des
génotypes. Ainsi, dans l’espèce humaine, la ségré-
gation indépendante des chromosomes permet
théoriquement la formation de 223
ypes de gamètes


ds de combinaisons
génotypiques possible pour
une cellule-œuf
Ce chiffre est très sous-évalué car il ne tient pas
compte du brassage intrachromosomique dû aux
crossing over
. C’est une quasi-innité de combinai-
sons génétiques différentes qui sont théoriquement
possibles. Ainsi, en assurant le brassage des allèles
au sein d’une population, la méiose et la fécondation
Cycle de reproduction d’un animal (diploïde).
Cycle de reproduction d’un champignon haploïde.
emple
Sordaria
(champignon ascomycète).
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2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
E

D
69
ARTI
CL
E

D
L’évolutivité des bactéries, clé
des mécanismes de résistance
Le boom des bactéries résistantes
aux antibiotiques
a résistance des bactéries
aux antibiotiques est un
phénomène génétique relié
à l’extraordinaire capacité des
bactéries de se reproduire et d’évo-
luer. «
a stratégie première de
la vie, l’évolution, est le fruit de
deux mécanismes indépendants, la
mutagenèse – qui produit les mu-
tations sources de variabilité – et la
sélection naturelle des individus les
mieux adaptés
, explique Miroslav
Radman, qui dirige le laboratoire de
génétique moléculaire évolutive et
médicale à la faculté de médecine
Necker-Enfants-malades (qui dé-
pend de l’Université Paris-V).
Au début des années
970, il a
été montré, poursuit-il, que les bac-
téries «
écident
de muter. Elles
déclenchent en effet un mécanisme
génétiquement contrôlé, lorsqu’elles
sont soumises à un stress qui endom-
mage leur
DN
L’environnement
ne dirige pas leurs mutations, mais
il peut en augmenter la fréquence.
Et parmi les mutations survenues,
celles conférant une meilleure
adaptation sont alors sélectionnées.
Comment peuvent se déclen-
cher ces mutations alors que les
bactéries possèdent un système
de réparation des erreurs très per-
formant
«
a nature ne recherche
pas la abilité maximale, constate
Miroslav Radman. Les bactéries
favorisées par la nature sont celles
dont les systèmes de réparation
des mutations sont inactifs.
ivers mécanismes moléculaires
assurent une augmentation du taux
de mutation. Certains fonctionnent
en permanence, d’autres sont induc-
tibles et se mettent en route dans cer-
taines conditions particulièrement
délétères pour ces organismes «
ui
ont alors besoin de réagir
. D’autres
enn mettent en jeu des zones du
génome qui sont très souvent le siège
d’erreurs de recopiage de l’
DN
ntrôle de qualité
Dans la nature, un petit pour-
centage des souches bactériennes
sont des «
utateurs constitu-
tifs
. Dépourvues du mécanisme
de contrôle de qualité qui corrige
les erreurs de recopiage de l’
DN
lles changent en permanence,
ce qui augmente les mutations
dans l’ensemble du génome.
Ainsi, lorsque deux populations
bactériennes de même taille,
l’une de type normal (sauvage) et
l’autre de type mutateur sont en
compétition, ce sont les secondes
qui nissent par coloniser tout
le milieu.
Le phénomène n’est pas dé-
nitif car, dans la nature, quelques
bactéries peuvent acquérir à nou-
veau un système de réparation
de l’
DN
fonctionnel par échange
d’
DN
avec des bactéries d’une
souche sauvage.
En effet, les barrières génétiques
entre les espèces bactériennes ap-
parentées disparaissent chez les
mutateurs. «
n constate même
des échanges de larges fractions de
génomes entre microbes apparen-
tés, responsables de l’apparition de
nouveaux génomes mosaïques,
sources potentielles de nouvelles
activités enzymatiques
, poursuit
le chercheur. Pour les bactéries
mutateurs inductibles, les gènes
mutateurs ne sont activés qu’en
réaction à une forte pression de
sélection – en présence d’antibio-
tiques par exemple – et ne se mani-
festent plus lorsque cesse le stress.
Plus d’une souche bactérienne sur
deux, isolée dans la nature, serait
un mutateur inductible.
Il existe un autre outil de diversi-
cation des génomes des bactéries
et des parasites qui met en jeu des
événements de mutation particu-
lièrement nombreux dans certaines
régions du génome responsables de
la synthèse de protéines de surface
de la bactérie. Celles-ci sont norma-
lement reconnues par le système
immunitaire de l’homme qui dé-
truit les bactéries. Leurs mutations
les rendent invisibles.
Les antibiotiques arrêtent la
prolifération des bactéries, soit
en empêchant la transcription
de l’
bactérien en
, pre-
mière étape de sa multiplication,
soit en empêchant la fabrication
de protéines bactériennes in-
dispensables, notamment pour
constituer la paroi de la bactérie.
Toutefois les bactéries ont acquis
divers moyens pour contrecarrer
ces actions. Certaines inactivent
l’antibiotique

d’autres ferment
leurs propres canaux, empêchant
l’antibiotique d’y pénétrer
uelques-unes enn fabriquent
des pompes qui refoulent l’anti-
biotique à l’extérieur.
Ces résistances sont le fruit de
mutations qu’elles transmettent
à leurs descendantes. Mais elles
peuvent aussi avoir acquis ces ca-
pacités par transfert d’une partie
de génome d’une autre bactérie,
portée par un morceau d’
DN
non
intégré à leur génome. Celui-ci se
recopie en même temps que l’
DN
des bactéries et se retrouve ainsi
dans les cellules lles. Ce morceau
d’
DN
peut aussi se transmettre
directement à une bactérie qui en
était dépourvue, ce qui favorise
la dissémination de la résistance.
Ce mécanisme est d’autant plus
dangereux pour l’homme que ces
morceaux d’
DN
mobiles contien-
nent souvent plusieurs gènes de
résistance aux antibiotiques,
rendant les bactéries multi-ré-
sistantes. Ainsi des systèmes de
mutations activés à la demande
semblent être la clé de l’adapta-
bilité des bactéries qui disposent
d’une «
oîte à outils moléculaire
eur permettant de se perfection-
ner sans cesse. Un dé pour la
médecine et la recherche.
Élisabeth Bursaux
(1
er
avril 2001)
POURQUOI
T
C
E
En complément du précé-
dent, cet article explique les
mécanismes qui permettent
aux bactéries d’évoluer rapide-
ment et de devenir résistantes
aux antibiotiques. Il présente
l’état actuel des connaissances
concernant l’évolutivité des
bactéries
qui résulte de deux
mécanismes
la mutagenèse
et la sélection naturelle.
Les antibiotiques empêchent
la multiplication des bactéries,
soit en empêchant la transcrip-
tion (synthèse d’
RN
à partir
d’
DN
, soit bloquant la tra-
duction (synthèse de protéines
bactériennes). Or, les bactéries
résistantes sont capables soit
d’inactiver l’antibiotique, soit
d’empêcher son entrée dans la
cellule, soit d’expulser à l’exté-
rieur de la cellule la molécule.
Ces capacités sont le résultat
de mutations du génome. Les
chercheurs ont découvert
que les mutations sont des
mécanismes génétiquement
contrôlés et provoqués à la
suite d’un stress. Les bactéries
dites «
utateurs constitutifs
nt la particularité de ne pas
posséder de mécanisme de
contrôle de la réplication de
l’
DN
elles changent donc en
permanence et présentent un
avantage sélectif. La résistance
des bactéries peut être accen-
tuée (multi-résistances) par des
échanges de fragments d’
DN
entre souches bactériennes,
fragments qui seront transmis
aux cellules lles.
es cinq patients décédés en
juillet à l’hôpital de Massy (Es-
sonne) ne sont pas morts de la
bactérie «
ueuse
, tel que l’avan-
çait
Le Parisien
ce mardi 30
oût,
mais «
e la pathologie dont ils
souffraient
, a rectié l’
NV
S
(Ins-
titut national de veille sanitaire).
Une chose, toutefois, reste vraie
la
bactérie
Klebsiella pneumoniae
, dé-
signée à tort comme coupable, était
bien présente chez dix-huit patients
de cet hôpital. Assez courante dans
nos tubes digestifs, la
Klebsiella
n’est pas forcément pathogène, et
résidait d’ailleurs chez ces patients
sans leur causer de maladie. Mais
cette souche en question, importée
de Grèce, avait une particularité
qui a pu inquiéter les médecins
lle est résistante à la plupart des
antibiotiques à disposition.
Ce phénomène de résistance pré-
occupe de plus en plus le monde
de la santé. Car la
Klebsiella
est loin
d’être la seule à échapper aux traite-
ments. Début août, des scientiques
de l’
ra (Institut national de la re-
cherche agronomique), de l’
NV
S
et
de l’Institut Pasteur alertaient sur
l’émergence «
oudaine et préoccu-
pante d’une salmonelle
bactérie
représentant «
ne des premières
causes d’infections alimentaires chez
l’homme […] devenue résistante à
presque tous les antibiotiques
Dans ce cas, le berceau de ces mo-
dications génétiques pourrait être
l’Égypte, probablement à cause de
l’usage massif d’antibiotiques dans
l’aquaculture puis dans l’élevage de
volailles, «
randes consommatrices
de uoroquinolones
. La bactérie,
dont certaines souches résistent déjà
à toutes les classes d’antibiotiques,
semble s’implanter en Europe.
En juin dernier, c’est la fameuse
Coli
, qui a fait 76 morts en Eu-
rope. Elle avait comme particula-
rité, outre sa virulence, d’être très
résistante aux médicaments. Le
phénomène touche d’autres coliba-
cilles, des bactéries très communes
qui peuplent par millions les tubes
digestifs des hommes et des ani-
maux. Certaines ont aujourd’hui
la capacité de résister à quasiment
tout l’arsenal thérapeutique, lais-
sant les médecins désarmés.
ne utilisation
Les professionnels de la santé
ne cachent pas leur inquiétude,
comme en témoigne un manifeste
de l’Alliance francophone contre le
développement des bactéries multi-
résistantes. Le groupe évoque le
chiffre, sous-estimé selon lui, de
25
00 décès par an en Europe
causés par ces micro-organismes
tenaces. «
près plusieurs décen-
nies d’une utilisation souvent dé-
bridée des antibiotiques, nous en-
trons dans une période de risque
et de pénurie, avec l’apparition de
bactéries extrêmement résistantes
à ces médicaments, voire à tous
les antibiotiques, alors que très
peu de nouveaux produits sont
attendus dans les dix prochaines
années
, constate ce document.
Le coordinateur de l’Alliance, Jean
Carlet, met en cause un mauvais
usage des antibiotiques. Et en pre-
mier lieu, leur surconsommation.
Chez l’homme, «
eut-être la moitié
des antibiotiques prescrits le sont
alors qu’il ne s’agit pas de bactéries,
mais de maladies virales ou autres,
pour lesquelles ces traitements n’ont
pas lieu d’être
, déplore le médecin.
Autre utilisation nuisible
un dosage
trop faible qui ne tue pas toute la
population bactérienne, laissant les
micro-organismes les plus résistants
survivre et se multiplier. C’est de
cette façon, parallèlement aux muta-
tions, que les bactéries développent
des capacités de résistance.
Trop d’antibiotiques
tuent l’antibiotique
En France, cette consommation
d’antibiotiques a été pointée par
l’Afssaps (Agence française de sécuri-
té sanitaire des produits de santé) en
juin
l’Hexagone est «
ettement au-
dessus de la moyenne européenne
dans ce domaine
. Et les Français se
remettent à consommer davantage
de ces médicaments depuis 2005,
malgré une tendance globale à la
baisse par rapport aux années 1990.
Et il n’y a pas que chez les hu-
mains que l’on se gave d’antibio-
tiques
Jean Carlet évoque leur
usage massif dans l’élevage où ils
servaient même, à petite dose, de
stimulateurs de croissance jusqu’à
ce que cette pratique soit interdite
en France il y a quelques années. Elle
reste en vigueur dans d’autres pays
comme les États-Unis, laissant libre
cours aux évolutions des bactéries
puis à leurs éventuelles migrations.
Dans l’agriculture enn, les anti-
biotiques utilisés pour soigner les
plantes s’inltrent dans la terre.
En cause également, le manque
d’innovation dans ce domaine
si
les bactéries sont de plus en plus ré-
sistantes, c’est qu’elles ont le temps
d’évoluer face à des produits qui,
eux, ne changent pas ou peu. Du
coup, les solutions de rechange sont
également réduites pour remplacer
un produit devenu obsolète. «
pratique, les médecins sont déjà
confrontés à des infections suscep-
tibles de menacer le pronostic vital
des patients par manque d’antibio-
tiques efcaces
, souligne l’Afssaps.
versier
les thérapeutiques
Pour Jean Carlet, «
l faut donc
créer de nouveaux antibiotiques,
dans l’immédiat, pour sortir de cette
impasse.
Dans la revue
Nature
Martin Blaser, président du départe-
ment de médecine de l’université de
New York, préconise quant à lui de
réduire fortement leur usage pour
les enfants et les femmes enceintes.
En effet, réduire la consommation
de ces médicaments et rationnaliser
leur usage freinerait la capacité de
résistance des bactéries.
Mais à long terme, les antibiotiques
seront toujours rattrapés par l’adap-
tation, inévitable, de ces organismes
vivants. Par conséquent, pourquoi ne
pas s’intéresser à d’autres solutions
ean Carlet évoque, en première ligne,
la vaccination. Mais pas seulement
«
n peut aussi regarder du côté de
certaines plantes, qui ont des effets
antibactériens assez puissants, ou
encore de certains virus bactério-
phages.
Bref, il s’agit de diversier
les thérapeutiques, face à des antibio-
tiques qui ont représenté, en France,
un chiffre d’affaires de 852
illions
d’euros en 2009, selon l’Afssaps.
Angela Bolis
(30 août 2011)
POURQUOI
T
C
E
Cet article expose l’inquiétude
des chercheurs de l’
NV
S,
de
l’
ra et de l’Institut Pasteur
devant l’augmentation de la
résistance de nombreuses
bactéries aux traitements
antibiotiques.
Ces derniers deviennent to-
talement inefcaces, ce qui
pose un véritable problème
de santé publique
aucun
autre traitement n'étant
disponible.
D’après les chercheurs, le
problème vient d’une sur-
consommation d’antibio-
tiques par les malades, d’un
dosage trop faible et d’un
usage massif en agriculture
provoquant une évolution
rapide des bactéries qui ac-
quièrent des résistances aux
antibiotiques.
L’article montre que
l’in-
novation génétique, tra-
duit dans cet exemple par
l’acquisition de résistances
par les bactéries, peut être
rapide
et ne concerne pas
seulement l’évolution des
êtres vivants à l’échelle de
millions d’années.
C'est un exemple utile
pour illustrer un sujet sur
l’évolution du génome et
l’innovation génétique.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
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diffusion
67
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À
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P
L’intitulé complet du sujet
La connaissance du génome des espèces montre une
grande complexité tant du point de vue du poly-
morphisme que de la multitude des gènes.
Présentez les différents types d’innovations géné-
tiques et montrez qu’elles permettent d’expliquer la
complexité du génome.
La réponse sera structurée et illustrée d’un schéma
d’innovation génétique à l’échelle de l’
L’analyse du sujet
On entend, par innovations génétiques, des méca-
nismes de mutation et de duplication de gènes qui
conduisent à l’apparition de nouveaux allèles d’un
gène ou à l’apparition de nouveaux gènes.
La problématique
Comment les différents types d’innovations génétiques
permettent-ils d’expliquer la complexité du génome
Le plan détaillé du développement
I.
es différents types d’innovations génétiques
a) Les mutations
Modications de la succession des nucléotides d’
DN
constituant les chromosomes, elles sont accidentelles,
spontanées, aléatoires, rares, et se produisent la plupart
du temps lors de la réplication des molécules d’
DN
ne mutation ponctuelle affecte une seule paire de
nucléotides d’

ules les mutations affectant les cellules germinales
sont transmissibles à la descendance.
b) La duplication génique
Formation de deux copies d’un même gène qui sont
transposées en un autre point du génome. L’évolution
des copies des gènes est autonome.
II.
a complexité du génome
a)
n gène, par mutations, peut avoir plusieurs allèles
n parle de polyallélisme.
Un individu diploïde ne peut avoir dans son génome
que deux formes possibles d’un même gène.
Quand les mutations s’expriment dans le phénotype,
elles sont soit faux-sens, quand la séquence d’acides
aminés est modiée par changement d’un seul acide
aminé, soit non-sens quand la traduction est arrêtée
par l’apparition d’un codon non-sens.
Quand les mutations ne s’expriment pas dans le
phénotype, elles sont dites silencieuses

modié, en relation avec la redondance du
code génétique, ne change pas la séquence d’acides
aminés de la protéine. Les effets des mutations
peuvent varier selon le gène affecté.
b) La duplication de gènes est à l’origine de familles de
gènes que l’on nomme familles multigéniques.
Ces gènes multiples n’occupent pas le même locus,
ils sont le résultat de l’évolution d’un gène ancestral
unique par une ou plusieurs duplications
ce sont
des gènes homologues.
Au cours des générations, les copies vont diverger du
fait de l’accumulation des mutations.
i la divergence est faible, les gènes homologues
codent des protéines qui conservent une fonction
identique ou voisine de celle codée par le gène
i la divergence est grande, les gènes
codent des protéines ayant des fonc-
tions nouvelles.
Au cours du temps, les génomes des
espèces se sont enrichis de nouveaux
gènes.
Restitution de connaissances
La complexité du génome
Étude de document
Les gènes de la souris
qu’il ne faut pas faire
• TraitOr NO la transMription Ot NO la traNuMtion.
• NégligOr lO sMhéma.
qu’il ne faut pas faire
Expliquer la théorie des mécanismes à l’origine
d’une famille multigénique sans exploiter
le document.
ET
MBÉ
B

R C
ÈM
Étude de documents
a famille multigénique des globines humaines (Pondichéry, avril 2009)
Quelques particularités des gènes.
• SOlon lOs OspèMOs, lO nombrO NO
gènes va de quelques milliers à
quelques dizaines de milliers. Chez
l’homme, il y en a environ 30
00 (on
connaît plus de 4
00 maladies géné-
tiques dues à un gène défectueux).
• ChOz lOs proMaryotOs, la transMrip
tion et la traduction sont simultanées
car ils ne possèdent pas d’enveloppe
nucléaire. Au fur et à mesure que la
molécule d’
RN
est synthétisée,
elle est lue par les ribosomes qui
réalisent la synthèse de la protéine.
DA
E

CLÉS
Les découvertes en biologie
moléculaire.
• 1868
Mise en évidence de l’
par Miescher.
• 1882-1920
Kossel, Fischer et Levene
trouvent la composition de l’
DN
1953
Watson et Crick réalisent le
modèle de la structure en double
hélice de l’
• 1928
Grifth met en évidence
la transformation bactérienne.
Lien avec l’
en 1944 grâce aux
travaux d’Avery.
• 1941
Beadle et Tatum montre la
relation «
n gène = une protéine
• 1950
Mise en évidence des ribo-
somes par Palade.
• 1952
Mise en évidence que l’
DN
est le support de l’information
génétique grâce aux travaux de
Herschey et Chase.
• 1957
Travaux de Meselson et
ahl
qui montrent une réplication de l’
DN
selon le mode semi-conservatif.
• 1963
Preuve de la colinéa-
rité entre un gène et une protéine
grâce aux travaux de Yanofski.
• 1961-1966
Expériences de
Nirenberg, Matthei et Khorona
permettant le déchiffrage du code
génétique.
• 1962
Découverte des enzymes de
restriction et de leur utilisation pour
le génie génétique par Aber,
ith et
Nathans (prix Nobel 1978).
• 1975
Réalisation de la tech-
nique «
outhern blot
» par les
chercheurs en complémentarité
avec l’utilisation des enzymes de
restriction et de l’électrophorèse.
• 1972-1973
Clonage des gènes.

S
L’intitulé complet du sujet
Chez de nombreux êtres vivants, le développement
est contrôlé par des gènes comme les gènes Hox,
par exemple. Plusieurs gènes Hox
ont réunis sur
un chromosome et forment un ensemble appelé
«
omplexe Hox
».
À partir de l’étude du document, montrez que les
gènes Hox
-4, Hox
-4, Hox
-4 et Hox
-4 de la souris
appartiennent à une même famille multigénique.
Le document
nes des complexes Hox
hez la souris et séquences
partielles.
Chaque complexe Hox
st nommé par une lettre
(Hox
, Hox
, Hox
et Hox
) et comprend plusieurs
gènes. Par exemple, le gène Hox
-4 est le quatrième
gène du complexe Hox
La problématique
Quels mécanismes ont permis d’obtenir quatre gènes
constituant une famille multigénique
Le corrigé
Les gènes Hox
articipent au contrôle du développe-
ment chez de nombreux êtres vivants.
Plusieurs gènes Hox
sont réunis sur un même chro-
mosome et forment un «
omplexe Hox
». On
observe chez la souris quatre complexes différents
de gènes Hox
les complexes Hox
, Hox
, Hox
et
Hox
, situés sur quatre chromosomes différents, les
chromosomes 6, 11, 15 et 2.
Le gène Hox
-4 est le quatrième gène du complexe
Hox
, constitué de 11
ènes.
Le gène Hox
-4 appartient au complexe de gènes
Hox
, constitué de 9
ènes.
Le gène Hox
-4 appartient au complexe de gènes
Hox
, comprenant 9
ènes.
Le gène Hox
-4 appartient au complexe de gènes
Hox
, comprenant 9
ènes.
Ces gènes Hox-4 se trouvent à la même place, en
position 4, dans des complexes Hox différents, ce qui
plaide en faveur de leur origine commune.
L’étude de la comparaison de la séquence partielle des
gènes Hox
-4, Hox
-4, Hox
-4 et Hox
-4 s’effectue
en prenant pour référence la séquence partielle de
Hox
-4 qui comprend 63
ucléotides.
En comparant séquence par séquence, on peut noter
le nombre de nucléotides identiques entre les sé-
quences et dresser un tableau des résultats
es similitudes entre les sé-
quences des gènes oscillent

ucléotides
sur 63
ucléotides considé-
rés, soit de 88,8
à 77,7
de
similitudes, ce qui montre
une parenté moléculaire
signicative, témoin d’une
origine commune. Au cours
de l’évolution, les copies
de gènes (duplication) se
sont retrouvées sur des
chromosomes différents
ZOOM
Une famille multigénique
es globines chez l’homme.
• L’hémoglobinO (Hb) Ost unO
protéine constituée de l’asso-
ciation de quatre chaînes poly-
peptidiques, deux chaînes alpha

– pendant la vie embryonnaire,
l’Hb est formée de deux chaînes

– pendant la vie fœtale, l’Hb est

– après la naissance, 97
de l’Hb
est formée de deux chaînes alpha et
de deux chaînes bêta (Hb A1) et 3
’Hb A2 constituée de deux chaînes
alpha et deux chaînes delta.
• LOs six gènOs MoNant pour lOs
globines sont situés sur des locus
différents. Ceux codant pour les
globines zêta et alpha sont situés
sur le chromosome 16 et les quatre
autres, codant pour les globines
epsilon, gamma, delta et bêta sont
situés sur le chromosome 11.
• La Momparaison NOs séquOnMOs
d’acides aminés des différentes
globines deux à deux a permis
d’établir une matrice des dis-
tances. Une ressemblance de plus
de 20
n’est pas le fait du hasard,
mais d’une parenté. L’existence
des différentes globines s’inter-
prète par le fait que tous les gènes
les différents gènes d’une famille
multigénique.
tion, les nœuds
correspondent aux duplications
H
ox

b-4
ox

c-4
ox

d-4
ox

514951
ox

b-4
5655
ox

c-4

N
aîne
N


CC
AA
CGC
G
A
CGCC
ATA
CGCC
CGC
AT
T
G
A
G
A
G
ATT
C
hromosome 6
Chromosome 11
Chromosome 15
Chromosome 2
––C––––––––G
G––
–––C–––––––––––G–––C–––––
––––
–G––

–C–––––––––––G––G–––––C––
–C–––––G––––C––––G
––––––––G––
––
––C––––––––C––G––G–––––C–––
––––––––C–
–––––––
–––––––

b-4
c-4
d-4
a-1
a-1
b-1
a-2
b-2
a-3
d-3
b-3
a-4
d-4
b-4
a-5
b-5
a-6
b-6
a-7
b-7b-8
d-7
a-9
d-9
c-9c-8
c-6c-5c-4
b-9
a-10
d-10
c-10
a-11a-13
d-11
c-11
d-12
c-12
d-13
c-13
B
C
D
Les tirets correspondent aux nucléotides communs à la séquence de référence (Hox
-4).
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L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
65
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
L’origine de la diversité
Une espèce partage un ensemble de gènes
communs à tous ses représentants
, appelé
pool
génique
. La plupart des gènes existent sous diverses
formes, les
allèles
, qui sont caractérisés par des
différences plus ou moins importantes dans leur
(polyallélisme)
Dans de nombreux cas, les différentes séquences
conduisent à des modications de l’activité de la

miers acides aminés de deux chaînes bêta de l’hémo-
globine, codées respectivement par un allèle normal

variété des allèles
est
ainsi responsable du
polymorphisme génétique
des populations
En outre, la fréquence des différents allèles évolue
au cours des générations en raison du hasard lié à
reproduction sexuée
, mais aussi sous l’action de
sélection naturelle
n sait que les gènes portent l’information
génétique d’un organisme sous une forme
codée par la succession des nucléotides
de l’acide désoxyribonucléique
(A
N
et que
les caractères phénotypiques, à leurs différents
niveaux d’organisation (molécules, cellules,
organismes), dépendent de l’expression de
ces gènes en interaction avec l’environnement.
L’étude des génomes, et en particulier leur
séquençage complet, apporte des informations
sur la fonction actuelle de ces gènes, mais aussi sur leur histoire.
effet, les génomes se modient au cours de l’évolution,
notamment en accumulant des mutations qui peuvent conduire
à la formation de nouveaux allèles ou en donnant naissance à de
nouveaux gènes, constituant des innovations génétiques dont le
rôle est important dans l’évolution.
L’
DN
LOs moléMulOs N
contenues
dans les chromosomes consti-
tuent le support chimique de
l’information génétique.
Il est possible d’isoler l’
DN
de
n’importe quelle cellule par des
opérations chimiques relative-
ment simples. Après extraction,
l’
DN
se présente sous forme
d’une «
éduse
», ensemble de
laments microscopiques enche-
vêtrés.
• L’
, ou Acide désoxyribonu-
cléique, est une macromolécule,
polymère formé par une suc-
cession de motifs élémentaires
appelés nucléotides.
Un nucléotide est formé par la
liaison covalente d’une base azotée,
d’un désoxyribose et d’un phos-
phate. Il existe quatre nucléotides
différents, identiques chez tous les
êtres vivants. Chacun d’entre eux
comporte l’une des quatre bases
azotées
guanine, adénine, thy-
mine et cytosine (G, A, T, C).
L’
DN
est formé de deux chaînes de
nucléotides enroulées en double hé-
lice. Les nucléotides s’associent tou-
jours par deux grâce à des liaisons
faibles hydrogènes
l’adénine avec la
thymine, la cytosine avec la guanine.
• Un gènO Ost un fragmOnt N’
DN
l est constitué d’un enchaîne-
ment de nucléotides. Il gouverne
la synthèse d’une protéine. On
dit qu’un gène code une protéine.
• LOs allèlOs sont lOs NifférOntOs
versions d’un même gène. On
parle de polyallélisme lorsqu’un
gène a plusieurs allèles, ce qui est
presque toujours le cas.
Le terme de polymorphisme
génique est utilisé lorsque le gène
présente au moins deux allèles
représentés avec une fréquence
d’au moins 10

% dans l’espèce.
Chez les espèces diploïdes, possé-
dant des paires de chromosomes,
chaque gène est représenté deux
i les allèles sont identiques
on parle d’homozygotie pour
le gène considéré

si les allèles
sont différents, on parle d’hétéro-
zygotie pour le gène considéré.
• Un gènO oMMupO toujours un
même emplacement, le locus, sur
ZOOM
Génomes et innovations
génétiques
La synthèse des protéines.
De l’
DN
aux protéines, il y a deux
étapes
) La transcription.
La molécule d’
est le support
de l’information génétique. Elle est
localisée dans le noyau tandis que
la synthèse des protéines se réalise
dans le cytoplasme. La transcrip-
tion est la synthèse de la molécule
d’
RN
messager (acide désoxyribo-
nucléique,
RN
) dans le noyau,
puis la molécule est exportée dans
le cytoplasme en passant par les
pores de l’enveloppe nucléaire
chez les eucaryotes.
C’est l’enzyme, l’
polymérase,
qui permet la synthèse d’
RN
à
partir d’un des brins de la molé-
cule d’
La séquence d’
est donc com-
plémentaire de l’un des brins de
la molécule d’
constituant le
gène (brin transcrit).
L’
RN
est une molécule, simple
chaîne constituée de 4 nucléo-
tides
adénine, cytosine, uracile,
guanine. L’uracile remplace la
thymine dans l’
2) La traduction.
Une protéine est constituée d’un
enchaînement ordonné d’acides
aminés, il en existe vingt différents.
L’association de trois nucléotides
consécutifs dans une molécule
d’
RN
constitue un codon.
À chaque codon correspond un
acide aminé de la protéine syn-
thétisée. Le code génétique est
universel (commun à presque tous
les êtres vivants), univoque (un co-
don correspond à un acide aminé
et un seul) et redondant (plusieurs
codons peuvent correspondre à
plusieurs acides aminés) puisqu’il
existe 64
odons.
Il existe un codon de démarrage
de la lecture et trois
odons stop,
marquant la n de la synthèse de
la protéine.
Dans le cytoplasme, l’
RN
est lu
par des ribosomes qui assurent,
en suivant le code génétique, la
liaison des acides aminés les uns
avec les autres pour constituer la
protéine. Le codon
G
(méthio-
nine) débute la traduction tandis
qu’un des codons stop la termine
AA
,
AG
ou
GA
).
L’origine du polymorphisme
Le polymorphisme résulte de l’accumulation de
mutations dans l’
DN
au cours des générations, muta-
tions qui se retrouvent dans les populations actuelles.
La comparaison des séquences des allèles permet
d’identier trois types de mutations ponctuelles

es
substitutions
, qui proviennent du remplacement
d’un nucléotide par un autre

es
additions
, engendrées par l’insertion d’un ou de
plusieurs nucléotides

es
délétions
, provoquées par la perte d’un ou de
plusieurs nucléotides.
La gure ci-dessus présente le début des séquences de
l’
de la chaîne bêta de l’hémoglobine et de trois
allèles responsables de thalassémies. Trois protéines
différentes sont alors synthétisées.
Les mécanismes génétiques à
l’originO NO l’apparition NO gônOs
nouveaux
Le séquençage des génomes a révélé des familles de gènes
(globines, molécules immunitaires, etc.) caractérisées par
des similitudes de séquences entre des gènes différents,
c’est-à-dire situés à des
locus
différents d’un même
chromosome ou sur des chromosomes différents.
Ces
familles multigéniques
sont interprétées comme
résultant de la
duplication
et de la transposition d’un
gène ancestral
, souvent à plusieurs reprises au cours
des temps, puis de l’accumulation de
mutations
ponctuelles indépendantes
. Ces dernières sont d’au-
tant plus nombreuses que la duplication est ancienne.
Un gène dupliqué peut être dupliqué à son tour.
Les conséquences des innovations
génétiques
La
duplication d’un gène enrichit le génome
car la
protéine résultant d’un gène dupliqué peut acquérir
DN
C’est leur accumulation au cours de
milliers
de générations
qui est à l’origine de l’important poly-
morphisme génétique actuel. Enn, une
modication
de séquence
est un événement aléatoire qui affecte au
hasard n’importe quelle partie du génome.
La modication articielle de
la fréquence des mutations
le taux de mutations spontanées est le plus souvent
très faible, divers agents physiques ou chimiques, quali-
és d’
agents mutagènes
, augmentent la fréquence des
mutations par des mécanismes variés.
Ainsi, les
rayons
et les
rayons
U
V
interagissent avec les
molécules d’
DN
en les modiant. C’est pourquoi les tissus
sont d’autant plus sensibles aux agents mutagènes que
leur renouvellement est rapide (réplication de l’
DN
. Enn,
les
biotechnologies
permettent aujourd’hui de réaliser
une
mutagenèse dirigée
, ciblée sur tel ou tel gène.
X
C
ES
DU
MONDE
À CO
S
TE
• LO boom NOs baMtériOs résistantOs aux antibiotiquOs
p.
8
gela Bolis, 30
oût
011)
• L'évolutivité NOs baMtériOs, Mlé NOs méManismOs NO résistanMO
p.
9
(Élisabeth Bursaux, 1
er
vril
001)
Début des séquences protéiques codées par deux allèles de l’hémoglobine bêta.
0
tValHisLeu
rPro
Glu
GluLysSer
aVal
r
aLeu
pG
tValHisLeu
rPro
Val
GluLysSer
aVal
r
aLeu
pG
12
15
numération
des nucléotides
délétionaddition
substitution
allèle normal
AT
G
C
C
C
G
A
CCG
TA
CCC
GGGC

G
C–G
C––
–––C
C
–CG–
A
––C
–– GC–
thalassémie 3
thalassémie 4
thalassémie 7
10
20
30
40
50
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
–––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––
Comparaison du début de la séquence de quatre allèles de la chaîne bêta de l’hémoglobine.
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ARTI
CL
E

D
L'histoire de la vie (
STABILITÉ
des hominidés anciens proches de
notre lignée est plus forte que certains
ne l’avaient envisagé
, commente
Brigitte
nut du Muséum national
d’histoire naturelle, réjouie de voir
l’attention se focaliser «
ur l’Afrique
australe, souvent marginalisée dans
les scénarios paléontologiques
.
e-
on elle, une course à l’«
omo
le plus
ancien
a pu conduire à des attribu-
tions hâtives. L’heure pourrait venir de
reclasser certains fossiles dans le genre
Australopithecus
. «
. sediba
pourrait
contribuer à de telles révisions
,
estime lui aussi Pascal Picq, du Collège
de France.
M
(10 avril 2010)
e génome d’une femelle orang-
outan de
matra prénommé
sie vient d’être séquencé par
un consortium international, qui
l’a comparé à celui de l’homme et
d’autres mammifères, mais aussi à
des séquences génétiques provenant
de dix autres orangs-outans, cinq ap-
partenant à la sous-espèce de
matra
et les cinq autres à celle de Bornéo. Ces
comparaisons révèlent que le génome
de l’homme et celui de l’orang-outan
sont à 97
identiques, contre 99
ntre le chimpanzé et
Homo sapiens
Elles montrent aussi que l’
DN
de ce
grand singe roux est resté beaucoup
plus stable que le nôtre depuis la sé-
paration de notre ancêtre commun,
estimée à 15
illions d’années. L’étude
explique que les deux populations de
matra et Bornéo ont divergé il y a
400
00 ans seulement, alors qu’on
estimait que cette séparation avait eu
lieu il y a un million d’années.
En raison de la déforestation, il
ne reste que 50
00 orangs-outans
à Bornéo et 7
00 à
matra. Les
généticiens ont eu la surprise de
constater que cette population,
pourtant plus réduite et considérée
comme plus menacée, présentait
une plus grande diversité génétique,
ce qui pourrait constituer un atout
pour sa conservation.
(29 janvier 2011)
POURQUOI
T
C
E
Les caractéristiques des sque-
lettes humains découverts en
Afrique australe révèlent que
ces individus de petite taille
étaient bipèdes et arboricoles.
Cette nouvelle espèce a été bap-
tisée
Australopithecus sediba
Cet article montre bien
la dif-
culté à reconstituer l’arbre
phylogénétique de la lignée
humaine.
Homme et chimpanzé proches dans les gènes et le temps
e chimpanzé et l’homme
partagent plus de 98
e leur génome. Jusqu’à
présent, la date de la séparation
entre les deux espèces – la spé-
ciation – était, selon les fossiles,
estimée à 6,5-7
illions d’années.
Une étude génétique réalisée par
Nick Patterson et David Reich,
du Massachusetts Institute of
Technology (
IT
, et publiée
Nature
du 18

ai, rajeunit
considérablement la date de la
spéciation en la plaçant entre 6,3

Elle indique aussi que le processus
de séparation entre l’homme et le
chimpanzé a été long – 4
illions
d’années – et complexe. Car, après
s’être séparées une première
fois, les deux espèces se seraient
retrouvées et hybridées, avant de
se séparer dénitivement. Autre
particularité de l’étude américaine
e chromosome sexuel
est plus
jeune de 1,2
illion d’années par
rapport à l’âge moyen des 22
utres
chromosomes non sexuels
analysés.
Cette annonce résulte d’une
analyse génétique de grande am-
pleur menée sur 20

paires de bases appartenant au gé-
nome de l’homme, du chimpanzé,


récise Véronique Barriel, spécia-
liste de la phylogénie des primates
au Muséum national d’histoire
naturelle. «

je suis surprise
par la durée de la spéciation, qui
me paraît un peu longue.

résultats provoquent des remous
chez les paléoanthropologues, car
la spéciation entre humains et
chimpanzés est postérieure aux
trois proto-humains connus à ce
jour
Toumaï (7
illions d’an-
nées), Orrorin (6

nées) et Ardipithecus kadabba
(5,6
illions d’années), tous
trois découverts en Afrique. Ce
qui pourrait remettre en cause
l’appartenance de ces bipèdes au
groupe des hominidés.
Patrick Vignaud, paléontologue
et proche collaborateur de Michel
Brunet – «
ère
de Toumaï – à l’uni-
versité de Poitiers, ne s’émeut guère
de ces résultats
«
es caractères
de Toumaï, dit-il, sont clairement
typiques de la lignée humaine et
non de la lignée chimpanzé.
Le
paléontologue note aussi que «
es
études génétiques rajeunissent sys-
tématiquement l’âge des fossiles
Jean-Jacques Jaeger, professeur
de paléontologie à l’université de
Poitiers, reste pour sa part «
er-
plexe
devant l’étude américaine,
notamment en ce qui concerne l’hy-
bridation constatée. Lluis Quinta-
na-Murcie, spécialiste de génétique
des populations (
NR
S-
Institut Pas-
teur), trouve quant à lui la nouvelle
étude très intéressante. Mais il lui
paraît «
rématuré de comparer
les datations, car aujourd’hui on
en est encore au tout début des
datations ables en génétique. Et il
reste encore beaucoup à faire dans
ce domaine
Christiane
G
alus
(19 mai 2006)
POURQUOI
T
C
E
Cet article montre que les
problèmes de datation des
fossiles sont essentiels pour
établir des phylogénies entre
espèces. Des variations sont
constatées selon les techniques
d’étude et les chercheurs doi-
vent travailler pour mettre en
place des datations ables.
Dans un sujet sur la lignée
humaine, vous pouvez signa-
ler, dans votre conclusion, ces
difcultés de datation.
POURQUOI
T
C
E
Vous pouvez utiliser les
données de cette brève
pour
illustrer un sujet sur les re-
cherches de parentés entre
l’
Homo sapiens
, le chim-
panzé et l’orang-outan
L’orang-outan, notre cousin à 97
L'histoire de la vie (
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
E

D
L'histoire de la vie (
P
À
P
L'histoire de la vie (
L’intitulé complet du sujet
À partir des seules informations recueillies par l’exploi-
tation du document
placez sur l’arbre phylogénétique, que vous aurez reco-
pié, les innovations évolutives à l’origine des caractères
dérivés du tableau
citez les caractéristiques du plus récent ancêtre
commun à l’homme, au chimpanzé et au gorille
placez l’orang-outan sur l’arbre phylogénétique
et précisez le degré de parenté entre l’orang-outan
et chacune des autres espèces de l’arbre.
GibbonHommeChimpanzéGorille
bre phylogénétique de quelques espèces de primates actuels
à compléter.
Le document
L’analyse du sujet
Dans ce sujet, vous devez être capable de situer les carac-
tères dérivés proposés sur l’arbre phylogénétique, de lire
ce dernier en citant les caractéristiques du plus récent
ancêtre commun à l’homme, au chimpanzé et au gorille
puis d'ajouter sur l’arbre, la branche de l’orang-outan.
La problématique
En quoi les caractères dérivés permettent-ils de préciser
les liens de parentés
Quel est le degré de parenté de
l’orang-outan avec les quatre espèces proposées
oposition de corrigé
L’établissement des relations de parenté repose sur le
principe du partage des états dérivés des caractères.
L’absence de queue est un caractère dérivé présent chez
les quatre espèces, donc présent chez leur ancêtre. L’inno-
vation évolutive à l’origine de ce caractère dérivé est donc
apparue avant. Elle est à placer sur la branche de l’arbre,
juste avant le nœud représentant l’ancêtre commun
au gibbon, à l’homme, au chimpanzé et au gorille.
La fusion prénatale des os du poignet et la présence
d’un sinus frontal sont deux caractères dérivés com-
muns à l’homme, au chimpanzé et au gorille, donc
présents chez leur ancêtre commun. Ils sont à placer
sur la branche avant le nœud représentant l’ancêtre
commun de ces trois espèces.
La bipédie est un caractère dérivé uniquement présent
chez l’homme
ce caractère n’existait pas chez l’ancêtre
commun à l’homme et au chimpanzé, il n’est ap-
paru qu’après, au cours de l’évolution. En conséquence,
l’homme, le chimpanzé et le gorille possèdent un
ancêtre commun exclusif qu’ils ne partagent pas avec
le gibbon. Cet ancêtre commun présentait les caractères
dérivés communs aux trois espèces
absence de queue,
présence d’un sinus frontal et fusion prénatale des os
du poignet.
L’orang-outan ne possède que deux caractères dérivés
’absence de queue et la présence d’un sinus frontal. Il
possède ces deux caractères dérivés en commun avec
l’homme, le chimpanzé et le gorille, alors qu’il n’en
possède qu’un seul en commun avec le gibbon. L’orang-
outan possède donc avec l’homme, le chimpanzé et
le gorille un ancêtre commun qu’il ne partage pas
avec le gibbon. Il est donc plus proche de l’homme, du
chimpanzé et du gorille que du gibbon.
La vie de Charles Darwin.
• 1809
12 février, naissance
à
rewsbury (Angleterre) de
Charles Darwin. Lamarck présente
sa théorie transformiste.
• 1831
Le 27 décembre, Darwin
s’embarque comme naturaliste sur
le
Beagle
pour un voyage autour
du monde qui durera cinq ans.
• 1835
Le
Beagle
fait escale
aux Galapagos, où il note des
variations dans la forme des becs
des pinsons ce qui inspirera sa
théorie.
• 1837
Première esquisse, par
Darwin, d’un arbre évolutionnaire
gurant dans son
Notebook on
Transmutation of Species
• 1858 (1
tation
à Londres d’articles en commun
avec Wallace sur la
Perpétuation
Publication
de
l’Origine des espèces au moyen
de la sélection naturelle ou la Pré-
servation des races favorisées dans
• 1865
Gregor Mendel, fondateur
de la génétique, publie dans l’in-
différence générale
Recherches sur
des hybrides végétaux
• 1871
livre ses vues sur
l’origine de l’homme dans
La Fi-
de Darwin
dans sa demeure de Down, dans
le Kent. Il sera enterré à l’abbaye
de Westminster.

tes-clés de la vie de Charles

»,
NOT
Hominisation
D’après Teilhard de Chardin,
l’hominisation est «
’ensemble des
processus évolutifs par lesquels
les hommes ont acquis les carac-
tères qui les distinguent des autres
primates
. L’hominisation concerne
l’acquisition d’une bipédie de plus
en plus parfaite, d’un encéphale
de plus en plus volumineux, d’un
langage articulé, d’une activité
culturelle, artistique et industrielle
et d’un sens métaphysique avec le
culte des morts notamment.
DA
E

CLÉS
L’arbre
qu’il ne faut pas faire
Utiliser seulement vos connaissances
pour répondre aux questions sans faire
de raisonnement logique à partir du document.
SU
ET
MBÉ
B

R
E
ÈM
Étude de documents
– La lignée humaine (
jet national, juin 2005)
GibbonHommeChimpanzéGorille
bre phylogénétique de quelques espèces de primates actuels.
ang-
tan
1-
bsence de queue
Présence d'un sinus frontal

Fusion prénatale des os

Des scientiques remettent en cause les
origines de l’homme moderne
e étude américaine, parue lundi 2 avril, démontre que la théorie de la dispersion de
l’homme moderne est plus complexe.
L’Afrique australe livre deux nouveaux
australopithèques
Les fossiles d’une femelle et d’un adolescent, vieux de près de deux millions d’années, ont
été trouvés dans une grotte.
a théorie de la migration
de
l’Homo sapiens
a peut-
être vécu.
lon cette thèse,
l’homme moderne venu d’Afrique
aurait ensuite émigré vers l’Europe
et l’Asie. Mais une étude américaine,
parue lundi 2
vril, démontre que
cette théorie serait réductrice.
Dans un article publié dans
Les An-
nales de l’Académie nationale amé-
ricaine des sciences
, les chercheurs
concluent qu’il n’y a pas eu qu’une
seule migration d’
Homo sapiens
venu d’Afrique orientale vers l’Eu-
rope et l’Asie, pendant une période de
25
00 à 65
00
nnées, aboutissant
au remplacement des humains au-
tochtones moins évolués. Les scien-
tiques envisagent désormais une
propagation génétique de l’
Homo
sapiens
à partir de plusieurs foyers,
en Afrique et en Asie.
a plupart des caractéristiques
morphologiques correspondent à
celles des humains modernes, alors
qu’une minorité de traits s’appa-
rente davantage à des hommes plus
primitifs
, précise Hong
ang, un
des coauteurs de cette étude. Les
chercheurs font également valoir
que des ossements légèrement plus
jeunes et ayant le même mélange
de caractéristiques morpholo-
giques ont aussi été découverts en
Eurasie orientale.
La preuve par les os
Pour étayer leur thèse, les pa-
léoanthropologues s’appuient sur
l’examen du plus ancien squelette
humain d’Eurasie jamais décou-
vert. Mis au jour près de Pékin en
2003, dans la grotte de Tianyuan,
à Zhoukoudian, il est composé de
trente-quatre fragments d’osse-
ments. D’après les estimations des
scientiques, ce squelette aurait
entre 42
00 et 38
00
ns.
Outre la remise en cause de la théo-
rie de la migration de l’homme mo-
derne, ces os devraient offrir aux cher-
cheurs de précieuses informations
sur la biologie du spécimen. À terme,
une telle étude devrait permettre de
reconstituer la transition entre les
humains primitifs et les humains
modernes en Eurasie orientale.
lemonde.fr avec
FP
3 avril 2007)
POURQUOI
T
C
E
l y a tout juste deux semaines,
une nouvelle espèce humaine,
vieille de 40
00
ns, était sug-
gérée sur la foi d’analyses génétiques.
La paléontologie «
l’ancienne
émontre aujourd’hui brillamment
que l’heure n’est pas pour autant
venue de l’enterrer
la revue
Science
présente, dans son édition du 9
vril,
deux nouveaux fossiles d’australopi-
thèques, trouvés dans une grotte en
Afrique du
d et vieux de presque
deux millions d’années - bien trop
anciens pour être accessibles aux
outils de la génétique.
Les fossiles partiels découverts
par l’équipe de Lee Berger, de l’uni-
versité Witwatersrand en Afrique
du
d, ont conduit à la dénition
d’une nouvelle espèce d’australopi-
thèques, baptisée
Australopithecus
sediba

sediba
signie fontaine
ou source dans la langue sesotho
parlée en Afrique du
d. Cette
dénomination a été choisie parce
que les chercheurs font l’hypothèse
que les deux hominidés ont été
noyés par une brusque montée
des eaux dans une caverne où ils
seraient venus se désaltérer.
L’étude des ossements révèle l’ap-
titude de ces préhumains, hauts d’à
peine 1,20
ètre, à une bipédie plus hu-
maine que celle des australopithèques,
mais aussi leur caractère arboricole.
Elle suggère aussi que l’individu le plus
jeune (âgé d’une dizaine d’années), aux
membres plus robustes, devait être un
mâle, tandis que l’adulte plus gracile
était probablement une femelle.
Forte diversité
Comment placer ces deux nou-
veaux venus dans l’arbre généalo-
gique des hominidés
«
l n’est pas
possible de déterminer leur position
phylogénétique précise, répond Lee
Berger. Cette nouvelle espèce par-
tage plus de traits dérivés avec les
premiers
Homo
qu’avec toute autre
espèce connue d’australopithèques.
Elle représente un candidat pour l’an-
cêtre de ce genre ou un groupe frère
d’un ancêtre proche qui a persisté
un moment après l’apparition des
premiers
Homo
ifficile d’en faire un ancêtre
de la branche humaine
les pre-
miers
Homo
étaient déjà apparus
500
00
ns plus tôt. «
a diversité
es
Caractères dérivés
GibbonHommeChimpanzéGorille
ang-outan
bsence de queue+++++
Fusion prénatale des os
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
L'histoire de la vie (
59
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
L'histoire de la vie (
Les liens de parenté entre
l’homme et les grands singes
L’
homme
et les
grands singes
(chimpanzé, gorille)
sont morphologiquement et anatomiquement plus
proches entre eux qu’ils ne le sont des autres primates.
Le caryotype de l’homme diffère de celui du chim-
panzé par une paire de chromosomes (46
ontre
8),

t identiques dans les deux espèces tandis que
les autres chromosomes ne sont affectés que par
des modications d’ampleur limitée (additions,
r le plan moléculaire, on estime à quelque
98

’identité génétique
Ces similitudes révèlent une parenté étroite

les

LOs MritôrOs N’appartOnanMO à la
lignée humaine
La lignée humaine est caractérisée par trois séries de ca-
ractères apparus successivement
la
bipédie
, le
dévelop-
pement du cerveau
(marqué par l’augmentation du
volume crânien au détriment de la face) et l’existence
de
productions culturelles
(outils, gravures, peintures
rupestres, etc.). Un fossile qui présente au moins un de
ces caractères appartient à la lignée humaine – c’est un
homininé
– mais n’est pas forcément un ancêtre direct
de l’homme actuel.
De nos jours, la lignée humaine est représentée par
la seule espèce
Homo sapiens
mais elle a été précé-
dée au cours de son évolution par de nombreuses
espèces fossiles d’homininés
(Homo erectus, Homo
habilis)
et, plus anciennement encore, par un autre
genre,
Australopithecus
, qui a comporté lui aussi de
nombreuses espèces.
On suppose que la bipédie, en libérant la main, a
permis chez les premiers homininés un développe-
ment de l’habileté manuelle et a favorisé en retour
le développement psychomoteur et la capacité à
fabriquer des outils.
L’évolution de la lignée humaine, commencée il y a
environ 7 à 10
illions d’années, a été rapide à l’échelle
des temps géologiques.
L
a place de l’espèce humaine dans l’arbre phylogénétique
du vivant se déduit, comme celle des autres espèces,
de ses relations de parenté avec les espèces voisines,
en l’occurrence les primates actuels et les fossiles. Pour
comprendre comment s’est faite l’évolution de l’homme
depuis son ancêtre commun avec les grands singes – ce qu’il
est convenu d’appeler l’hominisation
, il faut identier ce qui
caractérise la lignée humaine et rechercher l’apparition de
ces caractéristiques dans les formes fossiles.
peut ainsi
déterminer à quelle période est apparu ou s’est transformé tel
ou tel caractère. La comparaison avec nos plus proches parents
évolutifs, les chimpanzés, permet ensuite de comprendre
comment les deux lignées ont évolué depuis leur séparation.
MI

Le terme
hominidé
réunit les lignées
du gorille, du chimpanzé et de
l’homme. C'est une upture avec la
classication traditionnelle qui réu-
nissait l’orang-outan, le gorille et le
chimpanzé sous le terme de pongidés.
MI
Ce terme est réservé aux représen-
tants de la lignée humaine.

S
L’homme et le chimpanzé.
L’homme et le chimpanzé – espèce la
plus proche de la nôtre sur l’arbre phy-
logénétique du vivant – descendent
d’un ancêtre commun ayant vécu
il y a 7 à 10
illions d’années. Au-
jourd’hui, le genre
Homo
ne compte
plus qu’une seule espèce –
Homo
a-
piens
–, dont la forme actuelle est
apparue il y a 100
00 à 200
00
ns.
Les outils réalisés par les premiers
représentants du genre
Homo
Les premiers outils sont des galets
aménagés, ou choppers, résultant
d’enlèvements d’éclats à l’aide d’un
percuteur afin d’obtenir un côté
tranchant. Puis les bifaces appa-
raissent
d’abord rudimentaires, ils
sont ensuite de plus en plus nement
retouchés et permettent d’obtenir une
lame coupante. Les grattoirs en silex,
plus grossiers, servent à racler, rabo-
ter, aiguiser. On trouve, par la suite,
des pointes de èches en silex, des
harpons, aiguilles ou sagaie réalisés
dans de l’os. Les outils sont de plus en
plus précis et spécialisés dans leurs
fonctions et ont des tailles variées.
Lucy.
Cette Australopithèque découverte
en Éthiopie date de 3
illions d’an-
nées. Le squelette a été reconstitué à
40
grâce aux 52
ragments osseux
découverts. Les
stralopithèques
sont de petite taille, présentent
une faible capacité crânienne, sont
bipèdes mais le bassin reste large et
leur démarche devait être «
alan-
cée
avec un mouvement des bras.
La forme du bassin ne permettait pas
la course debout.
OTS
La lignée humaine
QU
T
C
ES
DU
MONDE
À CO
S
TE
• DOs sMiOnti�quOs rOmOttOnt On MausO lOs originOs
de l'homme moderne
p.
1
(lemonde.fr avec
P, 3
vril
007)
• L'AfriquO australO livrO NOux nouvOaux
australopithôquOs
p.
1-62
(H.
, 10
vril
010)
• HommO Ot Mhimpanzé proMhOs Nans lOs gônOs
et le temps
p.
2
(Christiane Galus, 19
vril
006)
• L'orang-outan, notrO Mousin à 97 %
p.
2
(29 janvier 2011)

S
es réalisations artistiques.
Découverte en 1940, la grotte de
Lascaux en Dordogne, dans la val-
lée de la Vézère est un véritable
musée d’art pariétal paléolithique
(17
00 ans).
C’est l’abbé Henri Breuil qui effec-
tua, avec son équipe, les premières
études de la grotte.
L’entrée de la grotte est située à
185
d’altitude et domine de
120
le fond de la vallée.
La grotte présente sept secteurs
ornés avec la salle des taureaux, le
diverticule axial, la nef, le passage,
les ani-
maux, les représentations hu-
maines et les signes. Le bestiaire
compte 600
eprésentations avec
surtout le cheval puis le cerf, l’au-
roch, le bouquetin, le bison, l’ours
et le félin.
Les techniques employées étaient
très simples
utilisation de silex,
pigments, pinceaux et pochoirs
en peaux.
La main était très souvent utilisée
comme pochoir.
En raison de problèmes de conser-
vation, la grotte est fermée au pu-
blic depuis 1963.
ONN
AGE
MPO
R
NT
Yves Coppens
Né en 1934, ce paléontologiste et
paléoanthropologue de renom-
mée internationale participe,
en 1974, à une expédition de
recherche avec des chercheurs
éthiopiens et américains pendant
laquelle est découvert le fossile
nommé «
ucy
à Hadar.
Ce nom est choisi en raison de la
chanson des Beatles (
Lucy in the sky
with diamonds
) écoutée par l’équipe.
Actuellement ce chercheur parti-
cipe à des nombreuses instances
nationales et internationales en
lien avec sa discipline.
LOs MaraMtôrOs squOlOttiquOs
spéciques de la lignée humaine
L’acquisition la plus précoce qui différencie l’homme
des autres hominidés, comme les grands singes,
et qui caractérise les homininés est la
bipédie
. Le
chimpanzé utilise, en effet, ses quatre membres pour
se déplacer au sol (marche quadrupède) et dans les
arbres (brachiation).
La bipédie est liée à
diverses modications du sque-
lette
qui permettent de caractériser les homininés et de
les distinguer, par exemple, de leur plus proche parent,
le chimpanzé. Ces transformations sont

ne modication de la
colonne vertébrale
(quatre
courbures au lieu d’une seule)

ne réduction de la longueur des
membres anté-
rieurs
par rapport aux
membres postérieurs
qui
s’allongent et deviennent verticaux

n raccourcissement et un élargissement du
bassin
(insertion des muscles anti-gravité)

n déplacement de l’axe de l’articulation du
fémur
(jambe verticale)

n déplacement vers l’avant du
trou occipital
(chez
l’homme
position antérieure du trou occipital à la
base du crâne rendant l’axe tronc-tête perpendiculaire
à l’axe visuel
chez le chimpanzé
position postérieure
du trou occipital plus proche de celle des quadrupèdes).
La gure ci-contre localise les principales différences
entre les squelettes des deux primates.
st ce que l’évolution
humaine buissonnante

Même si l’homme actuel et les grands singes descen-
dent d’un ancêtre commun, la lignée humaine, comme
les autres,
n’a pas évolué linéairement
. À chaque
étape, l’évolution, totalement imprévisible en raison
du caractère aléatoire des mutations et des conditions
écologiques, a pu prendre des directions diverses.
Les nombreux fossiles d’homininés et les traces de
leur activité, découverts au hasard des fouilles, ne
représentent donc
pas nécessairement une suc-
cession d’espèces
descendant les unes des autres.
Ces fossiles peuvent aussi bien être des ancêtres de
l’homme actuel que des
représentants de branches
disparues
depuis. Quelques uns d’entre eux pré-
sentent d’ailleurs des états primitifs de certains
caractères tels que la mandibule. Une autre preuve de
cette
évolution buissonnante
est la
coexistence de
différentes espèces d’homininés
pendant de longues
périodes, comme par exemple les
stralopithèques
et
Homo
abilis
ou l’homme de Néanderthal et
l’homme actuel.
Ainsi, l’
arbre phylogénétique des homininés
res-
semble plus à un
buisson avec de multiples branches
qu’à une simple succession linéaire de formes descen-
dant les unes des autres.
Les principaux représentants
fossiles de la lignée humaine
On regroupe les nombreux restes fossiles apparte-
nant à la lignée humaine (homininés) en deux genres
principaux,
Australopithecus
et
Homo
Les
stralopithèques
, dont on découvre des fossiles
de plus en plus âgés, sont les plus anciens primates
présentant des caractères squelettiques caractéris-
tiques de la bipédie et sont donc les plus
anciens homininés (de 5
a à 1
a).
Les espèces du genre
Homo
possèdent,
en outre, des caractères dérivés crâniens

datés de 2,5

rectus
, apparu en
Afrique il y a environ, 1,5

a colonisé
l’ancien monde et pourrait être l’ancêtre de
l’
homme de
éanderthal
, un
Homo sapiens
archaïque disparu sans descendance il y
a environ 40


L’espèce humaine
actuelle,
Homo
apiens
apiens
, serait
apparue il y a 100

à 200


en
Comparaison des caryotypes de l’homme et du chimpanzé.
Principales caractéristiques de l’hominisation.
e pierre polie.
e pierre taillée.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
E

D
L'histoire de la vie (
57
ARTI
CL
E

D
L'histoire de la vie (
Les gènes du développement bousculent
l’arbre généalogique du règne animal
Le petit ver dont nous sommes tous issus, celui qui le premier dans le règne animal dé-
veloppa une symétrie bilatérale, a-t-il été injustement considéré
Loin d’avoir une mor-
phologie rudimentaire, possédait-il un plan d’organisation complexe
Faute d’os et de co-
quilles, les fossiles ne parlent pas de lui.
is la méconnaissance dont il faisait l’objet vient
d’être partiellement comblée par trois équipes de chercheurs, français, britanniques et
américains, dont les travaux conjoints ont été publiés récemment dans la revu
e Nature.
Une fabuleuse machine
à remonter le temps
Des dizaines voire des centaines de chercheurs ont aujourd’hui pris en marche la fabu-
leuse machine à remonter le temps que constitue l’étude de l’A
DN
ancien pour mieux
hylogénie moléculaire
méthode d’étude la plus récente
et la plus novatrice dont disposent
actuellement les évolutionnistes.
n principe
Mesurer les variations
que présente un même gène, ou un
même groupe de gènes existant chez
différentes espèces. Plus ces varia-
tions sont grandes, plus les espèces
sont considérées comme éloignées
les unes des autres.
L’intimité
des organismes
En pénétrant ainsi dans l’intimité
héréditaire des organismes vivants,
la génétique se révèle depuis une
dizaine d’années une précieuse alliée
de la paléontologie, seule discipline
jusqu’alors habilitée à retracer la gé-
néalogie du vivant. Et elle bouleverse,
du même coup, un certain nombre
d’idées reçues.
Publiée il y a deux ans, une étude
fondée sur cette méthodologie avait
ainsi jeté le trouble chez les spécia-
listes de l’évolution des vers. Elle s’ap-
puyait sur une petite structure géné-
tique commune à toutes les cellules
vivantes, l’
RN
ribosomique.
analyse mit en évidence des liens de
parenté entre des espèces jusqu’alors
insoupçonnés. D’une part, entre
les vers plats et des groupes d’or-
ganisation plus complexe, tels les
annélides (lombrics, sangsues), les
mollusques ou les brachiopodes
(animaux marins à coquille bivalve)
’autre part, entre les vers ronds et
les arthropodes (insectes, crustacés,
arachnides), animaux avec lesquels
ils n’ont,
a priori
, pas grand-chose
en commun.
GrâMO aux gônOs
ox
Comme souvent en matière de
phylogénie moléculaire, ces résul-
tats demandaient à être conrmés.
Avec d’autant plus de rigueur que la
séquence génétique d’
RN
utilisée
n’est pas considérée par les experts
comme étant d’une fiabilité ab-
solue. C’est désormais chose faite,
ainsi qu’en témoigne l’article de
Nature
. Une étude particulièrement
exhaustive menée par trois équipes
complémentaires qui, toutes, ont
choisi de reconstituer l’histoire de
ces organismes primitifs grâce à une
famille de gènes bien particulière
es gènes de développement «
ox
Découverts chez la mouche dro-
sophile, les gènes du développement
se sont révélés, ces vingt dernières
années, jouer un rôle essentiel dans
le développement embryonnaire
des animaux. Parmi eux, la famille
des gènes Hox a une place à part.
exprimant le long de l’axe antéro-
postérieur du corps, ces gènes servent
à différencier les différents territoires
anatomiques de l’embryon. Parce
qu’ils sont nombreux et, surtout, très
fortement conservés d’une espèce à
une autre, leur «
omplexe
repré-
sente un matériel de choix pour tracer
à grands traits l’arbre moléculaire
du règne animal. Avec l’avantage
supplémentaire, comme le souligne
l’évolutionniste Philippe Vernier (Ins-
titut Alfred-Fessard,
NR
S)
, d’«
llier
la structure et la fonction
. Et, donc,
d’éclairer avec plus de précision en-
core l’histoire des êtres vivants.
En comparant les complexes
Hox de diverses espèces, puis en
extrapolant leurs résultats pour
remonter le temps, les chercheurs
ont tout d’abord conrmé, comme
ils l’espéraient, les conclusions
faites par leurs prédécesseurs sur
les vers ronds et les vers plats. Avec,
en prime, une surprise de taille.
lors que nous pensions compter
un nombre de gènes Hox d’autant
plus faible que l’espèce étudiée était
primitive, une dizaine de gènes ont
été retrouvés, presque systémati-
quement, chez toutes les espèces
résume Renaud de Rosa, évolution-
niste au Centre de génétique mo-
léculaire du
NR
S
(Gif-sur-Yvette,
Essonne) et premier signataire de
ces travaux. «
S
lon toute vrai-
semblance, le ver qui fut l’ancêtre
commun aux animaux à symétrie
bilatérale – autrement dit à tous
les animaux connus, excepté les
coraux, méduses et éponges – pos-
sédait donc, lui aussi, un complexe
Hox de grande taille, poursuit-il. On
peut donc supposer que sa morpho-
logie était nettement plus complexe
que ce qu’on soupçonnait.
n ver pas si simple que cela,
qui permettra peut-être d’aborder
sous un angle nouveau la fameuse
xplosion cambrienne
, au
cours de laquelle apparurent, il y a
540
illions d’années, la plupart des
familles animales que l’on connaît
aujourd’hui.
Catherine Vincent
(13 août 1999)
POURQUOI
T
C
E
Les organismes sans coquille
ni squelette ne laissent pas
de traces fossiles, ce qui pose
problème pour l’étude de leur
ribosomique chez plusieurs
espèces, l’importance des dif-
POURQUOI
T
C
E
DN
et
son importance pour la
compréhension de l’ori-
gine et de l’histoire des
êtres vivants. Il illustre
l’importance de la phylo-
génie moléculaire dans
les recherches actuelles
. Il
est maintenant possible de
travailler sur des gènes fos-
siles. L’étude des
fos-
siles va pouvoir compléter
ou conrmer les résultats
des travaux d’archéologie
ou de paléontologie et étof-
fer les données concernant
les mouvements de popu-
lations.
orsque Russell Higuchi,
chercheur de l’équipe d’Al-
lan Wilson à l’université de
Berkeley (Californie), parvient
en 1984 à extraire de l’
des
muscles désséchés d’un quagga,
personne ne croit encore à l’inté-
rêt de ces travaux. Disparu à la n
du
XIX
iècle, l’animal, mi-zèbre,
mi-cheval, pose pourtant une
énigme. En comparant ses petites
séquences d’
DN
à celles d’espèces
contemporaines, Higuchi parvient
à la résoudre et à situer le quagga
dans l’arbre phylogénétique du
cheval. Pour la première fois, des
gènes fossiles permettent d’en
savoir plus sur une espèce au-
jourd’hui éteinte.
ante Pääbo,
membre lui aussi de l’équipe d’Al-
lan Wilson, sera des premiers.
Ce jeune
édois défraie tout
d’abord la chronique, en 1985,
en annonçant avoir prélevé du
matériel génétique sur une mo-
mie égyptienne plus de deux fois
millénaire. Mais c’est en 1988,
pour avoir extrait de l’
DN
du cer-
veau d’un homme enseveli depuis

ans dans une tourbière de
Little-
lt-
ring (Floride), qu’il
apporte sa première contribu-
tion véritable à la connaissance
de l’histoire de l’humanité. Il
constate en effet que ces frag-
ments de gènes ne correspondent
à aucune population connue par-
mi les Amérindiens. Ce qui précise,
tout en la compliquant un peu
plus, la carte de nos hypothèses
sur le peuplement du Nouveau
Monde. L’aventure de l’archéologie
moléculaire commence.
Un an plus tard, elle franchit
une nouvelle étape. Grâce aux
travaux d’une jeune chercheuse
française, Catherine Hänni
CNR
S
RA
1160, institut Pasteur
de Lille), la communauté scien-
tique découvre que l’on peut
isoler de l’
DN
non seulement
de quelques vestiges humains
exceptionnellement conservés,
mais aussi de simples fragments
d’os, ou de dents. Deux autres
équipes, anglaise et japonaise,
parviennent simultanément à la
même conclusion.
Moyennant un traitement
physico-chimique
ad hoc
, il
devient possible, en théorie,
d’étudier le matériel génétique
fossile de n’importe quel site
archéologique
L’aubaine est
trop belle, cette fois, pour que
les chercheurs la dédaignent.
ssociée aux données
de l’archéologie et de la
paléontologie, l’étude de l’
DN
de nos ancêtres peut contribuer
à éclairer quantité de zones
d’ombre qui subsistent sur notre
passé. Par exemple sur l’origine
de l’agriculture, la domestication
des espèces animales et végétales,
l’évolution des maladies
génétiques ou infectieuses, et
même sur les règles sociales qui
prévalaient dans les sociétés
préhistoriques
, résument
DN
ancien, il ne faut
donc, dans ce domaine, attendre
aucune révolution.
mplement des
précisions sur des points de détail
ceux là mêmes qui, bien souvent,
font tant défaut pour étayer les
grandes lignes de notre histoire.
Des exemples

Parmi les plus
convaincants gure l’étude menée
par Erika Hagelberg (département
d’anthropologie biologique
de l’université de Cambridge,
Grande-Bretagne), sur les pre-
mières populations des îles du Pa-
cique sud.
lon l’hypothèse gé-
néralement admise, les premiers
colons y seraient parvenus en
deux vagues de migrations suc-
cessives, toutes deux originaires
de l’Asie du
La première,
datant de 50

à 35


urait peuplé la région périphé-
rique de l’archipel, la Mélanésie.
La seconde, beaucoup plus ré-
cente (3


aurait amené
un groupe d’habiles navigateurs,
lesquels auraient cette fois poussé
leurs canoës jusqu’aux rivages les
plus reculés de Polynésie.
Cette théorie est étayée par deux
types de données. D’une part, par
les différences linguistiques exis-
tant aujourd’hui entre populations
mélanésiennes et polynésiennes.
D’autre part, par la facture spéci-
que des anciennes poteries poly-
nésiennes, très similaire à celle qui
prévalait, il y a 6
00
ns, dans les
régions de Taïwan ou de Chine du
d. Théorie solide, donc, mais que
modient légèrement les données
récentes de la génétique. Après
avoir extrait l’
de plusieurs
squelettes humains retrouvés sur
des sites polynésiens datant de

00 à 1


(donc suppo-
sés uniquement peuplés par la
deuxième vague de migration),
Erika Hagelberg a comparé ces
séquences génétiques à celles
des populations actuelles.
conclusions sont formelles
contre
toute attente, on retrouve sur ces
sites des singularités génétiques
typiques de la population méla-
nésienne. Ce qui prouve, avec une
quasi-certitude, que les premiers
colons de Polynésie ne venaient
pas seulement d’Asie, mais aussi
de cette île.
Catherine Vincent
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
E

D
L'histoire de la vie (
P
À
P
L'histoire de la vie (
e terrain a été sérieusement
ébroussaillé
par Jean
Lamarck et Charles Darwin.
Depuis la publication de leurs théo-
ries, en 1800 puis en 1859, la science
a progressé. Hormis quelques rares
partisans d’une interprétation litté-
rale de la Genèse, plus personne ne
doute que l’homme et le singe par-
tagent un aïeul commun. Mieux
’étude des fossiles a montré que
les premiers ancêtres des grands
groupes animaux d’aujourd’hui
se sont différenciés il y a environ
540
illions d’années, à la faveur
d’un «
ig bang zoologique
, l’ex-
plosion cambrienne (Le
Monde
du
5 janvier 1996).
Le chemin parcouru peut pa-
raître énorme. Ces grands jalons
posés grâce à l’analyse des fossiles
ont été complétés par la biologie.
L’universalité du code génétique
de tous les êtres vivants est une
conrmation de leur origine com-
mune. Les gènes, toujours, ont
permis de préciser les liens de
parenté entre les différentes es-
pèces et leur comparaison fournit
également une «
orloge
qui re-
coupe
grosso modo
les déductions
de paléontologues.
Mais, dans tous les cas, il ne s’agit
que d’indices indirects montrant
– ou suggérant – qu’à telle époque
telle espèce présentait tel aspect.
Entre ces petits cailloux semés sur
la route de l’évolution, c’est le noir
complet. Les scientiques sont dé-
sormais persuadés que Darwin avait
globalement raison, au moins sur le
principe. Mais ils n’ont guère avancé
sur la connaissance des rouages du
mécanisme qui nous a fait passer de
’algue bleue
originelle à l’
Homo
sapiens
branché sur Internet.
La théorie de l’évolution des es-
pèces
«
’assemblage d’un certain
nombre de propositions en un tout,
le plus cohérent possible, mais qui
comporte encore énormément d’in-
connues
, explique le généticien
des populations André Langaney.
otre travail consiste à chercher
en permanence à réfuter les théories
an de les remplacer par d’autres,
plus performantes. Et quand on ne
peut ni contredire ni vérier, il faut
avoir le courage de reconnaître que
l’on ne sait pas.
Volontiers provo-
cateur, ce chercheur qui se partage
entre le Muséum national d’histoire
naturelle de Paris et l’université de
Genève se mée des systèmes et
des certitudes. Et n’hésite pas à les
dénoncer. Pour lui, «
a plupart des
grandes propositions en matière
d’évolution sont actuellement en
débat
.
nt en concurrence.
Le gradualisme qui veut, comme
le pensait Darwin, que l’évolution se
fasse graduellement, en continu, n’a
jamais pu être démontré, hormis
dans le cas d’espèces très proches
dites «
umelles
. Les fossiles ne
permettent pas de combler par des
haînons manquants
les «
rous
ntre des états déjà très différenciés.
Le néo-lamarckisme qui afrme
que le caractère nouveau développé
par un seul individu pourrait être
transmis directement à ses descen-
dants dès la première génération
(comme le pensait non pas Lamarck
lui-même mais certains de ses succes-
seurs dont Darwin). Cette thèse «
été
réfutée
. Mais, estime André Langa-
ney, certaines données de la génétique
comme les «
ènes sauteurs
ou des
rétrovirus laissent planer quelques
doutes sur des cas particuliers.
L’inuence de la sélection natu-
relle, en revanche, n’est pas contes-
tée. «
lle existe, cela a été prouvé.
Mais pas dans tous les cas, et elle
n’explique pas tout.
a théorie neutraliste préfère
néanmoins l’ignorer en première
approximation. Elle montre que les
mutations et la dérive génétiques
sufsent à faire avancer l’évolution
moléculaire, sans intervention de la
sélection naturelle. «
’évolution gé-
nétique est à la base de la théorie des
horloges moléculaires permettant de
dater les divergences ancestrales des
espèces. C’est une réalité, vériée et
conrmée, insiste André Langaney.
Il semble que l’intervention de la
sélection y soit marginale, même si
elle joue un rôle important à d’autres
niveaux.
L’ennui, c’est que «
’on
n’a aucune idée de la manière dont
fonctionne le mécanisme génétique
de la transmission des caractères
quantitatifs tels que les dimensions,
les formes ou les proportions.
En
clair, l’évolution génétique (support
de l’horloge moléculaire) ne se su-
perpose pas à celle des caractères
physiques des populations.
La notion d’«
quilibres ponc-
tués
, enfin, s’impose de plus
en plus. Toutes les observations
confirment que les spéciations
se produisent assez rapidement
– souvent en réponse à des chan-
gements dans l’environnement –
presque toujours au sein de petites
populations marginales, isolées
dans une niche écologique, une
le
différente du milieu où
s’ébat la population mère.
On sait aussi que, dans ces circons-
tances, l’évolution se traduit par des
différences chromosomiques impor-
tantes. C’est ainsi, par exemple, que
le chromosome numéro 2, grand et
unique chez l’homme, correspond à
deux petits chromosomes chez les
autres primates.
Mais, si ces mutations peuvent
empêcher l’interfécondité entre
espèces, elles ne changent en rien
l’apparence des individus qui en
sont porteurs. Là encore, un élé-
ment d’explication manque.
En fait, conclut André Langaney, la
formation des espèces met sans doute
en jeu un grand nombre de méca-
nismes différents. À cet égard, estime-
t-il, les travaux de
zanne Rutherford
et
san Lindquist «
emblent très
importants
. Ils fournissent une clé
supplémentaire pour la conrmation
de l’évolution par sauts.
Jean-Paul Dufour
(11 décembre 1998)
Plusieurs théories, quelques
contradictions, beaucoup d’inconnues
POURQUOI
T
C
E
Cette petite «
istoire des
sciences
permet de consta-
ter que la compréhension des
mécanismes concourant à l’évo-
lution des espèces fait appel à
de plus en plus de disciplines
scientiques différentes. Ainsi,
botanique, anatomie comparée,
génétique des populations, gé-
nétique moléculaire, archéolo-
gie, etc., apportent des éléments
de réponse à partir desquelles
des théories sont élaborées.
cette
connaissance de l’historique
des théories permet de
mieux comprendre le «
il
conducteur
qui oriente les
différentes recherches ainsi
que les problématiques sou-
levées. Le passage d’une clas-
sication traditionnelle à une
classication phylogénétique
montre que les conceptions
des scientiques évoluent au
regard des nouvelles données
apportées par les recherches.
Lors d’un examen oral, ces
bases de connaissances vous
seront utiles et peuvent être
également réinvesties, sans
exhaustivité, dans une intro-
duction ou une conclusion
d’un sujet de restitution des
connaissances.
Le document
L’intitulé complet du sujet
L’ancien système de classication reposait essentielle-
ment sur des critères morphologiques et anatomiques.
Ainsi, on regroupait sous le terme «
oissons
des ver-
tébrés aquatiques munis de nageoires. Dans le cadre de
la classication phylogénétique reposant sur des critères
de parenté évolutive, le groupe des poissons n’existe pas.
À partir de l’exploitation du document, répondez aux
questions suivantes
.
Déterminez, en le justiant, qui, du requin ou du rat,
est le plus proche parent du saumon.
2.
Dites pourquoi le groupe des poissons n’existe pas
dans le cadre d’une classication phylogénétique.
L’analyse du sujet
Ce sujet invite à rééchir sur les deux conceptions
de classication. La première, traditionnelle, repose
sur l’observation des caractères anatomiques et
morphologiques possédés par les groupes. L’autre
est phylogénétique et repose sur la recherche d’un
ou plusieurs caractères que deux groupes partagent
en exclusivité (caractères communs dérivés).
Le corrigé
1.
Le requin possède deux caractères à l’état dérivé
ertèbre et mâchoire.
Le saumon possède trois caractères à l’état dérivé
ertèbre, mâchoire et squelette osseux.
Le rat possède cinq caractères à l’état dérivé
vertèbre,
mâchoire, squelette osseux, squelette interne mono-
basal et poumons alvéolés.
Plus le nombre de caractères à l’état dérivé communs
entre espèces est grand et plus leur parenté est
proche. Le requin possède deux caractères à l’état
dérivé en commun avec le saumon alors que le rat
en possède trois. Le rat est donc le plus proche parent
du saumon.
La lamproie, le requin, le saumon, le cœlacanthe,
L’ordre d’apparition des vertébrés.
• La NéMouvOrtO N’éMaillOs fossili
sées dans des terrains sédimen-
taires âgés d’environ 530
illions
d’années permet de penser que les
premiers vertébrés s’apparentent
aux poissons.
• Au DévoniOn (il y a Onviron 400
il
lions d’années), les surfaces maréca-
geuses qui recouvrent la Terre laissent
émerger des formes de vie nouvelles.
Dès lors, des poissons équipés de
poumons rudimentaires apparais-
sent. L’ichtyostéga est ainsi le premier
amphibien capable de marcher sur le
continent
c’est le premier tétrapode
(75
illions d’années).
• Il y a 330
illions N’annéOs, lO Mli
mat plus sec favorise la multiplica-
tion des êtres vivants capables de
résister à la sécheresse (protection
des œufs par une coquille, protec-
tion de la peau par des téguments
épais, etc.). Les reptiles, totalement
adaptés au milieu continental, par-
tent alors à la conquête du monde.
• LOs prOmiOrs mammifèrOs appa
raissent il y a seulement 225
il-
lions d’années.
• Quant aux prOmièrOs traMOs
d’oiseaux, elles datent d’environ
160
illions d’années.

S
Les membres des vertébrés tétra-
podes
exemple d’homologie.
La comparaison des membres de dif-
férents vertébrés tétrapodes –
ne
tortue (reptile), un pigeon (oiseau),
une chauve-souris et un homme
(mammifères)
montre que tous
ces vertébrés possèdent un membre
antérieur formé d’une épaule, d’un
bras, d’un avant-bras, d’un poignet
et d’une «
ain
munie de doigts.
Cette comparaison révèle donc un
même plan d’organisation.
L’étude comparée des squelettes
des membres postérieurs met en
évidence une structure semblable.
Cette similarité de l’anatomie est le
signe d’une parenté entre les quatre
groupes de vertébrés tétrapodes.
Il apparaît donc logique de suppo-
ser l’existence, dans le passé, d’un
ancêtre commun à ces différents
groupes.
Étude de document
L’arbre phylogénétique de quelques
vertébrés
qu’il ne faut pas faire
Comparer le positionnement des espèces
sur l’arbre phylogénétique sans regarder
le nombre de caractères communs dérivés.
SU

S

S
CE

HÈM
E
Études de documents
– L’arbre phylogénétique de différentes espèces. (
S
S
bre phylogénétique de quelques vertébrés.
gras et soulignés
vertébrés appartenant à l’ancien groupe
des poissons.
italique
états dérivés des caractères étudiés.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
L’E
S
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N
TIE
L
D
C
UR
L'histoire de la vie (
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
L'histoire de la vie (
terminer les liens de parenté
Le principe utilisé pour déterminer les liens de
parenté consiste à identier l’
état ancestral
aractères homologues
même s’ils assurent parfois des fonctions diffé-
rentes. Ils se distinguent des
caractères analogues
qui, eux, assurent les mêmes fonctions sans avoir
la même origine évolutive, comme par exemple les

’années. Ils possèdent, en effet, un même plan
d’organisation, marqué en particulier par un sque-

le membre antérieur, qui peut être une
DN
(
DN
fossile).
Évaluer le degré de parenté entre
lOs OspôMOs
Les séquences de molécules informatives – gènes et
protéines – se prêtent particulièrement bien à l’analyse
informatique, ce qui permet de quantier précisément
leur degré de similitude et donc de parenté.
Les gènes homologues dérivent d’un
gène ancestral
provenant de leur ancêtre commun. Plus l’ancêtre
commun est éloigné dans le temps, plus les gènes
Plus le nombre de caractères pris en compte est
n dépit de la formidable biodiversité attestée par les

d’espèces identiées dans la nature actuelle, le
monde vivant est avant tout caractérisé par une remarquable
unité.

ds d’années (Ga) malgré les différences
acquises au cours de l’évolution. Les divisions fondamentales

cladogramme est un arbre
qui traduit des liens de parenté,
arbre dont les nœuds (points de
rencontre entre une branche-
mère et deux branches-lles) sont
fondés sur des caractères dérivés
exclusifs… En d’autres termes, le
cladogramme dit "qui partage

(G. Lecointre, «
a construction
de phylogénies

1995

1

Parenté
Chercher la parenté c’est «

-

(G. Lecointre,
op. cit.
Phylogénie

phylogénie est une gure
arborescente qui est fondée sur
le concept de descendance avec
modications des caractères… Re-
connaître deux états, l’un dérivé
de l’autre, c’est reconnaître une
modification qui a nécessaire-
ment été transmise de génération
en génération jusqu’aux orga-
nismes que nous observons…

(G. Lecointre,
op. cit.
Vertébré tétrapode
Le vertébré tétrapode possède
deux paires de membres et un
OT
La recherche de parenté
chez les vertébrés
L’apparition de la vie sur la Terre.
La Terre s’est formée il y a 4,5
il-
liards d’années, en même temps
que l’ensemble du système solaire.
température externe devait
alors être très élevée à cause des
multiples impacts de météorites et
d’un volcanisme intense. Perdant
progressivement de la chaleur dans
l’univers, sa température externe
s’est ensuite abaissée. La vapeur
d’eau contenue dans l’atmosphère
terrestre s’est alors condensée, for-
mant les pluies diluviennes à l’ori-
gine des premières étendues d’eau.
C’est dans l’eau qu’apparurent les
premières formes de vie supposées,
illiard d’années après la nais-
sance du système solaire.
Les scientiques font l’hypothèse
que ces formes de vie se sont
construites à partir de molécules
organiques, constituants de base
des êtres vivants (glucides, lipides,
protides). Une étape importante
dans la conquête de la vie est l’orga-
nisation des molécules originelles
en cellules, elles-mêmes capables
de s’auto-reproduire.
L’origine des premières molécules
organiques.
Deux hypothèses s’affrontent à
propos de l’origine des premières
molécules organiques.
La plus ancienne suppose que les
premières matières organiques
proviennent de gaz d’origine
volcanique
dioxyde de carbone,
monoxyde de carbone, azote, hy-
drogène sulfureux, gaz ammoniac
et méthane.
Les molécules organiques se
seraient ensuite dissoutes dans
l’eau des océans primitifs. En

000

volts.
La seconde hypothèse, plus ré-
cente, qui s’appuie sur la détection
d’acides aminés dans les comètes,
voudrait que ces molécules soient
L'arbre phylogénétique
arbre phylogénétique
est un
diagramme tra-
duisant les relations de liation
entre les espèces et
leur plus proche ancêtre commun. Il faut cependant
noter que ces ancêtres sont hypothétiques puisque
déduits de l’analyse des caractères homologues, par
dénition différents du caractère ancestral.
On a pu ainsi construire l’
arbre du vivant
qui montre les
relations phylogénétiques entre les espèces et remonte
de proche en proche jusqu’à l’
origine de la vie
, il y a
quelque
3,5
illiards d’années
. La gure ci-dessous pré-
sente la partie de cet arbre correspondant aux reptiles,
aux oiseaux et aux mammifères, dont l’ancêtre com-
mun hypothétique est daté de 350
illions d’années.
Existe-t-il des fossiles d’ancêtres
communs
Il n’est pas possible de trouver de fossiles d’ancêtres
communs car les notions de fossile et d’ancêtre
commun sont de natures différentes.
La
notion d’ancêtre commun
est
théorique
puisqu’elle
est dénie par un ensemble de caractères homologues, re-
trouvés dans un groupe d’espèces qui en ont toutes hérité.
Elle permet d’établir les
nœuds
de l’arbre phylogénétique.
À l’inverse, les
fossiles
correspondent à des
espèces
réelles
ayant vécu durant une période géologique donnée
et ne coïncident pas nécessairement avec ces nœuds.
Ainsi, on considère que le chimpanzé et l’homme descen-
dent d’un ancêtre commun qui vivait il y a 7
10
illions
d’années. Cependant, on ne dispose d’aucun critère pour
l’identier avec certitude –
ien que l’on connaisse divers
fossiles appartenant à la lignée des primates
, ni pour
savoir combien de temps il a pu exister.
La place
dans la nature
La classication des êtres
vivants s’efforce de placer
les différentes espèces sur
l’arbre phylogénétique du
vivant en identiant leurs
relations de parenté.
Ainsi, l’
homme
appartient
à l’ordre des
primates
, qui
inclut les prosimiens et
bre phylogénétique des reptiles, oiseaux et mammifères.
OI
C
ES
DU
MONDE
À CO
S
TE
PlusiOurs théoriOs, quOlquOs MontraNiMtions, bOauMoup N'inMonnuOs
p.
5
(Jean-Paul Dufour, 11
écembre
998)

LOs gônOs Nu NévOloppOmOnt bousMulOnt l'arbrO généalogiquO Nu rôgnO animal
p.
6
(Catherine Vincent, 13 août 1999)

e fabuleuse machine à remonter le temps
p.
7
(Catherine Vincent, 2 juin 1995)
tortues
– 65 Ma
– 135 Ma
– 203 Ma
– 250 Ma
– 295 Ma
– 355 Ma
ancètre commun hypothétique
Ma
illions d'années
La surface des gurés est proportionnelle au nombre d'espèces
anapsidesdiapsidessynapsides
pélycosauriens
thérapsides
théocodontes
E
T
lésiosaures
ichthyosaures
dinosaures
saurischiens
ptérosaures
dinosaures
ornithischiens
serpentslézardscrocodilesO
AU
M
M
RE
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
E

D
HISTOIRE
le microscope, et où j’ai vu quelque
chose d’étrange dans les cultures.
Il y avait un blastocyste [un em-
bryon] humain qui me regardait.
J’ai pensé
on y est arrivé
, a-t-il
raconté. La maîtrise de l’ensemble
du processus n’en était pourtant
qu’à ses prémices. Il fallut dix ans
de plus, et toute son intelligence et
sa pugnacité, pour la mener à bien.
’est un modèle
, estime
le professeur Israël Nisand, gy-
nécologue-obstétricien au
HU
de
rasbourg. «
l a eu une
formidable intuition, doublée
d’une ténacité incroyable. Entre
le moment où il a commencé à

il y a beaucoup
de chercheurs qui se découra-
geraient pour moins

Mais lui a
continué, insisté, modié ses mi-
lieux de culture… C’était d’autant
plus méritoire qu’on était autour
de lui assez incrédule sur ses
chances de réussite, voire sur la

!

»
eptoe –
PMA
) ont repoussé les fron-
tières de la stérilité, bousculé les
lois naturelles de la reproduction,
engendré des scandales et des
espoirs inimaginables jusqu’alors.
l y a encore quatre ou cinq
ans, on voyait Bob Edwards dans
les congrès. Il donnait son avis
sur tous les sujets qui ont dérivé
de la fécondation
in vitro
. Il était
très écouté, très pertinent
, dit le
professeur Nisand, qui évoque un
homme «
’une grande conscience
éthique
. L’Église catholique ne
voit pas moins en lui l’auteur d’une
technique qui conduit à la «
es-
truction délibérée d’embryons
comme le rappelle l’encyclique
Dignitas Personae de 2008.
À Cambridge, où les professeurs
Edwards et
eptoe ont fondé le pre-
mier centre mondial de fécondation
in vitro
(le Bourn Hall Clinic), plus de
10
00 bébés-éprouvette sont nés à
ce jour. Dans le monde, ils sont plus
de 4
illions.
Catherine Vincent
(6 octobre 2010)
POURQUOI C
T
C
E
Cet article est un hommage au travail du britannique Robert
Edwards, prix Nobel de médecine, père de la fécondation
in vitro
On souligne sa persévérance malgré les difcultés et l’incompré-
hension de ses collègues.
n ouverture d’esprit qui lui a permis
d’
appréhender les problèmes d’éthique qui allaient être soulevés
suite aux progrès des techniques
.
s travaux ont permis de
résoudre les problèmes de stérilité de nombreux couples.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
48
ARTI
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D
49
ARTI
CL
E

D
éfaut d’éducation à la
sexualité, difcultés d’ac-
cès à la contraception
le
nombre d’avortements ne cesse
d’augmenter chez les adolescentes,
ont déploré des spécialistes, à l’oc-
casion d’un forum lundi 7
ars à
Paris sur le droit à l’interruption
volontaire de grossesse (
VG
en
2011, présidé par le professeur Israël
Nisand.
La France est dans une situation
de «
aradoxe contraceptif
, a rap-
pelé la sociologue et démographe
Nathalie Bajos, de l’Institut national
de la santé et de la recherche médi-
cale (Inserm)
alors que la contra-
ception est largement diffusée, le
recours à l’interruption volontaire
de grossesse ne échit pas (envi-
ron 227
00 chaque année). Il est
même en augmentation chez les
plus jeunes.
En 2006, 13
30
VG
ont été réa-
lisées sur des mineures, selon un
rapport de l’Inspection générale
des affaires sociales (
GA
S)
d’oc-
tobre 2009, un chiffre en hausse
continue (10
22 en 2002). Avec les
18-25
ns, c’est la seule tranche de
population où l’
VG
est en augmen-
tation, a relevé le Pr Nisand.
O
fait comme si la sexualité des
ados n’existait pas
«
ous n’avons pas fait ce qu’il
fallait
, a accusé le gynécologue-
obstétricien (
HU
de
rasbourg),
farouche défenseur du droit des
femmes à exercer leur choix. Il
a accusé en particulier l’absence
d’éducation à la sexualité à l’école,
pourtant devenue une obligation
légale depuis la loi du 4
uillet 2001.
l n’y a aucune région de France
où cette loi est appliquée parce qu’il
n’y a aucune volonté politique de
la faire appliquer
, a dénoncé le
Pr Nisand, qui a lui-même impulsé
en Alsace une dynamique de pré-
vention en milieu scolaire. «On
fait comme si la sexualité des ados
n’existait pas
, a regretté le spécia-
liste, mettant en cause les lobbies
religieux ou de parents d’élèves.
Il a témoigné des difcultés ren-
contrées sur le terrain à trouver des
intervenants qualiés, à surmonter
les problèmes d’emploi du temps
ou encore les idées reçues des chefs
d’établissement, citant par exemple
l’un d’entre eux pour qui seules les
lles pouvaient être concernées.
Il a aussi témoigné de la mécon-
naissance, malgré des apparences
trompeuses, des adolescents
«
ls
s’imaginent que pendant le pre-
mier rapport on ne risque rien,
que pendant les règles on ne risque
rien…
our un accès gratuit et anonyme
à la contraception
Le Pr Nisand revendique «
droit de l’adolescent à la confi-
dentialité de sa sexualité
, avec
notamment un accès anonyme et
gratuit à la contraception – sans
que les parents soient informés
par la
curité sociale – aujourd’hui
seulement possible dans les centres
de planification familiale, «
centre-ville
, inaccessibles pour
la majorité des jeunes. «

VG
est
anonyme et gratuite. La pilule du
lendemain est anonyme et gra-
tuite, mais pas la contraception. On
marche sur la tête
a-t-il dénoncé.
Reste que «
’immense majorité
es femmes ayant recours à l’
VG
avaient une contraception, y com-
pris les mineures, a relevé Nathalie
Bajos. Elle a pointé «
a rigidité de la
norme contraceptive
, dominée
par la pilule, qui ne suit pas l’évolu-
tion de la sexualité de la femme. Le
passage mal négocié du préservatif
à la pilule est ainsi une des causes
d’
VG
chez les plus jeunes, a-t-elle
indiqué.
La psychologue et psycha-
nalyste
phie Marinopoulos
(Nantes) a insisté de son côté
sur la «
race
que laisse une
VG
sur le psychisme, en parti-
culier chez des jeunes filles.
’inconscient est rancu-
nier
, a-t-elle mis en garde. Le
Pr Nisand a souligné d’autre part
que «
e droit à l’
VG
est devenu
fragile et mérite d’être protégé
.
le droit à l’
VG
est effective-
ment acquis, la menace plane sur
les moyens matériels, a-t-il expli-
qué
centres
VG
qui ferment sans
redéploiement des moyens, décit
de formation des médecins… Une
auvaise météo
pour le droit
des femmes.
lemonde.fr avec
FP
7 mars 2011)
POURQUOI C
T
C
E
Cet article souligne
la contradiction entre les possibilités
de contraception existantes actuellement et la hausse des
avortements chez les adolescentes
. Ce paradoxe démontre
a région Île-de-France a lancé,
mardi 26

vril, un «

anté contraception
, au
lycée polyvalent Élisa-Lemonnier
dans le 12
arrondissement de Paris.
Luc Chatel, ministre de l’Éducation
nationale, associé au dispositif,
accompagnait Jean-Paul Huchon,
le président (
S)
du conseil régional.
Ce dispositif consiste à remettre
aux jeunes, à leur demande, par
l’inrmière de leur établissement,
e prix Nobel de physiologie
et de médecine était à peine
annoncé, ce lundi 4
ctobre,
que Louise Brown réagissait par
courrier électronique. «
aman
et moi sommes tellement heu-
reuses qu’un des pionniers de la
fécondation
in vitro
reçoive enn
la reconnaissance qu’il mérite
a commenté cette jeune femme
de 32
ns.
Premier enfant au monde à
avoir été conçu en éprouvette, celle
qui dit considérer Robert Edwards
comme un «
rand-père
n’aurait
pas vu le jour sans la ténacité de
ce Britannique qui vient, à l’âge de

d’être récompensé par le
comité Nobel «
our le développe-
ment de la fécondation
in vitro

(
IV
. Un biologiste dont ceux qui
ont travaillé avec lui soulignent

les couples ayant des problèmes
de fertilité à avoir des enfants.

Nobel est largement méri-
té. Mieux vaut tard que jamais
a déclaré le professeur Martin
Johnson, pour qui «
ob
a amené

. Aujourd’hui
spécialiste des sciences reproduc-
tives à l’Université britannique de
Cambridge, il a travaillé en tant
qu’étudiant, dans les années 1960,
avec ce chercheur hors normes.
raité NO fou
Dans ce temps-là, seuls quelques
biologistes dans le monde com-
mençaient à maîtriser la repro-
duction
in vitro
, et seulement chez
l’animal. Une poignée de lapins
étaient nés de ces efforts, en 1959
aux États-Unis, en 1963 en France.
Mais globalement, la technique ne
marchait pas. Pour s’engager dans
ce type de recherches, il fallait être
fou, ou visionnaire.
Robert Edwards était vision-
naire. «

n’a pas seulement été
en avance sur son temps sur la
IV
ais également sur le diagnos-
tic génétique préimplantatoire,
sur l’importance des cellules
souches embryonnaires, ainsi que
par ses réexions sur l’éthique

précise le profes-
seur Johnson. Mais l’homme
aujourd’hui récompensé, trop
fatigué pour commenter l’évé-
nement, n’en avait pas moins
déclaré, il y a quelques années,
avoir été «

té de fou

rat en 1955 à l’Université d’Édim-
bourg (Écosse), avec une thèse sur
le développement embryonnaire
chez les souris. En 1963, il avait
commencé à travailler à l’Univer-
sité de Cambridge – la «
ecque
la physiologie de la reproduc-
tion animale. Là, très vite, il eut
cette idée «
olle
étudier la
fécondation
in vitro
non pas chez
la lapine, mais directement chez
l’être humain.
En 1968, pour la première fois,
ses recherches débouchent sur la
création de la vie. «
amais je n’ou-
blierai ce jour où j’ai regardé dans
L’Île-de-France lance
son «
ass santé contraception
159
00 adolescentes pourront accéder gratuitement et anonymement à une contraception.
Le père de la fécondation
in vitro
Nobel de médecine
Le Britannique
bert
wards est récompensé pour des travaux qui ont permis plus
de 4 millions de naissances.
des coupons (consultation chez un
généraliste ou un gynécologue, prise
de sang, délivrance de contraceptifs
pour trois à six mois…) qui leur per-
mettront d’accéder gratuitement et
anonymement à une contraception.
Ils pourront ainsi se passer d’une
concertation avec leurs parents. Les
élèves inscrits en seconde ou en
niveau équivalent (apprentis) en
seront les bénéciaires prioritaires.
Au total, 159
00 jeunes sont sus-
ceptibles de souhaiter se le procurer,
selon la Région.
es jeunes ayant besoin d’une
contraception, régulière en parti-
culier, sont confrontés à différents
obstacles
, est-il expliqué sur le
site de l’Île-de-France, qui cite «
manque de condentialité du circuit
de remboursement
– puisque les
jeunes sont inscrits sur la carte vitale
de leurs parents jusqu’à 18
ns –, les
problèmes de nancement ou une
méconnaissance du sujet. La mesure
vise notamment à faire baisser le
nombre de grossesses non-désirées
et d’avortements chez les mineures.
Au niveau national, plus de 13
00
VG
ont été réalisées sur des mi-
neures en 2006, selon l’inspection
générale des affaires sociales, un
chiffre en forte augmentation. Le
gynécologue Israël Nisand estime
cependant qu’il est «
ous évalué
et
plus proche de 15
00. Il a été chargé
par le gouvernement de rééchir à
l’idée d’une contraception anonyme
et gratuite pour les mineures.
golène Royal, qui en tant que pré-
sidente de la région Poitou-Charentes
avait lancé des «
hèques contracep-
tion
en 2009, s’est réjouie que l’Île-
de-France prenne le «
elais
. Dans sa
région, elle s’est opposée du ministère
de l’Éducation nationale de faire dis-
tribuer ses «
ass contraception
par
les inrmières scolaires. Ils sont donc
disponibles depuis 2010 chez les
professionnels de santé libéraux,
mais pas dans les lycées. M
me
Royal
dit envisager, puisque M. Chatel s’est
montré favorable au dispositif lancé
en Île-de-France, de faire de nouveau
parvenir le «
ass contraception
ux inrmières scolaires.
Au ministère de l’Éducation, on
insiste sur la nécessité de privilégier
’éducation à la sexualité
, ce que
permettra le «
ass
francilien en
privilégiant «
’écoute et le conseil
personnalisé
. Une évaluation sera
menée d’ici n 2011. Luc Chatel sou-
haite qu’elle soit alors présentée à
l’Association des régions de France
et à l’ensemble des responsables
académiques.
POURQUOI
T
C
E
Cet article complète le pré-
cédent en mettant en avant
des mesures prises en Île-de-
France pour permettre aux
adolescents d’avoir accès, de
façon gratuite et anonyme, à
des moyens contraceptifs
, à des
consultations chez un médecin
et aux analyses nécessaires,
sans avoir à passer par leurs
parents. Ces dispositions prises
par la région révèlent une prise
de conscience d’une situation
paradoxale (moyens contra-
ceptifs existants et hausse des
avortements) qu’il est faut
résoudre.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
P
À
P
47
P
À
P

:
«
’ai dû prendre la pilule du lendemain il y a
quelques semaines, et je n’arrive pas à m’en remettre.
Pour moi, la prendre, ça veut tout simplement dire
que si bébé il y a eu, je me suis faite avorter. Mon
compagnon ne comprend pas du tout mon opinion.
Pour lui, c’est juste le rattrapage d’un accident […]

Source

: forum aufeminin.com.
Document 1
Extrait de la notice d’une pilule du lendemain
Norlevo
a substance active est le lévonorgestrel. Les autres
composants sont le lactose monohydraté, l’amidon de
maïs, la povidone, la silice colloïdale anhydre, le stéa-
rate de magnésium. Le lévonorgestrel appartient à un
groupe de médicaments appelés progestatifs. Chaque
boîte de Norlevo 1,5
g contient un comprimé de
1,5
g de lévonorgestrel. Cette contraception d’urgence
doit être utilisée le plus tôt possible, de préférence dans
les 12
eures et au plus tard dans les 72
eures (3
ours)
après le rapport sexuel non-protégé, ou en cas d’échec
de la méthode de contraception. Il est plus efcace si
vous le prenez dès que possible après un rapport sexuel
non-protégé. Norlevo ne permet d’éviter une grossesse
que si vous le prenez dans les 72
eures qui suivent
un rapport sexuel non-protégé. Il ne fonctionne pas
si vous êtes déjà enceinte.
ocument 2
aphique montrant les variations de la concentra-
tion de
H
au cours du temps chez une femme sans
traitement et chez une femme après un traitement
au lévonorgestrel.
L
H
est une hormone naturelle sécrétée par l’hypo-
physet.
HO
jour du pic de
H
chez une femme
sans traitement.
H

2
deuxième jour suivant
le pic de
H
chez une femme sans traitement.
ource
http://svt.ac-dijon.fr, adapté de l’article
original de Marions
et al.
«
E
ergency contra-
ception with mifepristone and levonorgestrel
echanism of action, Obstet. Gynecol 2002, 100
5 – 71.
et 2 et de vos connaissances,
rédigez un message expliquant à cette internaute en
quoi la prise de la pilule du lendemain ne peut pas
être considérée comme une interruption volontaire
L’analyse du sujet
Des pistes pour une contraception
masculine.
• La moléMulO Hv1 pOrmOttrait NO
créer une contraception destinée
aux hommes. Cette molécule
contrôle le pH du sperme. Or une
certaine acidité du sperme per-
urce
• La FonNation Bill GatOs �nanMO
des travaux de chercheurs sur
une contraception masculine
reposant sur les ultra-sons.
Il semblerait possible de rendre
stérile un homme pendant six
mois, suite à un traitement des
testicules aux ultrasons. Cette
coûteuse, paraît réversible.
Des études complémentaires doi-
vent être réalisées pour conrmer
la réversibilité de la technique,
l’efcacité et l’innocuité du traite-

des hommes continuent à

!

S
Étude de documents
:
La pilule du lendemain
important de mettre en relation les informations
des différents documents et vos connaissances.
Votre message à l'internaute doit expliquer que la
pilule du lendemain contient des progestatifs qui pro-
voquent la suppression du pic de
H
donc l’absence
d’ovulation.
il n’y a pas ovulation, il ne peut y avoir
de grossesse donc la pilule du lendemain n’est pas
une pilule abortive (contrairement à la pilule RU
86).
Vous gagnerez des points si vous indiquez claire-
ment la problématique dès le début de votre texte,
si vous citez des valeurs chiffrées lorsque vous com-
mentez des courbes et si vous mettez en évidence la
chronologie des événements physiologiques.
La problématique
La pilule du lendemain provoque t-elle un avortement
Alternatives à la pilule classique.
Il existe d’autres méthodes hor-
monales que la pilule. Leur prin-
cipe d’action reste similaire à celui
de la pilule.
• L’annOau MontraMOptif
il s’agit
d’un anneau placé au niveau
du col de l’utérus pendant trois

emaines par cycle et contenant
des hormones.
• L’implant
mis On plaMO pour trois
ans sous la peau de la face interne
du bras, il délivre de faibles quanti-
tés de progestatif de synthèse.
• LO patMh
plaMé sur la pOau
(fesse, torse, bras ou abdomen),
il diffuse par voie transcutanée
un œstroprogestatif de synthèse.
• LO progOstatif injOMtablO
on réa
lise une injection intramusculaire
d’un progestatif de synthèse.
• LO
U
hormonal (système intra-
utérin hormonal)
il est mis en
place pendant cinq ans dans l’uté-
rus par le médecin et diffuse du
lévonorgestrel.

S
La stérilisation contraceptive.
• ChOz lOs fOmmOs, on proMèNO à la
ligature des trompes de Fallope ou
à l’obturation des trompes.
• ChOz lOs hommOs, on sOMtionnO lOs
canaux déférents (qui transportent
les spermatozoïdes) sous anesthésie
locale. Cette action est irréversible
mais il y a possibilité de conserver
préalablement du sperme dans une
banque de sperme.
Une anomalie chromosomique
:
a trisomie 21.
L’étude du caryotype trisomique
montre qu’il comporte 47 chromo-
somes dont 3
hromosomes 21, au
lieu de 46
hromosomes et une seule
paire de chromosomes 21
d’où le
nom de trisomie 21. La trisomie 21
résulte d’un partage inégal des chro-
mosomes lors de la production des
gamètes
certains gamètes reçoivent
24
hromosomes au lieu de 23. La
rencontre d’un des ces gamètes avec
un autre gamète à 23
hromosomes,
lors de la fécondation, aboutit à une
cellule-œuf à 47
hromosomes.
2000
1000
LH+10
LH+12
LH+14
temps/ pic de LH
administration de lévonorgestrel 2 jours avant
l’ovulation (LH–2)
sans traitement
arbitraires)
qu’il ne faut pas faire
• CommOntOr lOs NoMumOnts un à un
sans les relier dans un texte global.
• NO pas argumOntOr sMiOnti�quOmOnt.
• NO pas réinvOstir vos MonnaissanMOs sur
le rôle du pic de
H
dans le déclenchement
de l’ovulation.
S
ET
T
MB
A
S
R
CE T
Études de documents
– Mode d’action du RU486 (Nouvelle-Calédonie,
septembre 2009)
– Hormone (
jet zéro, 2012)
oposition de corrigé
Je comprends que tu sois préoccupée suite à la prise de la pilule du lendemain il y a quelques semaines. Tu t’in-
terroges pour savoir si la pilule du lendemain a provoqué un avortement (interruption volontaire de grossesse
ou
V
G)
et a donc arrêté une grossesse débutante... Une meilleure connaissance du mode d’action de cette pilule
va te rassurer
n étudiant la notice de ta pilule Norlevo, tu constateras qu’elle contient une substance active, le lévonorgestrel, ap-
partenant aux progestatifs. Cette pilule est un contraceptif d’urgence qui doit être utilisé dans les 12 à 72
suivant le
rapport sexuel non-protégé, elle permet d’éviter une grossesse. Elle ne fonctionne pas si la femme est déjà enceinte.
Alors comment fonctionne cette pilule
hez la femme, l’ovulation est provoquée par un pic de
H.
La
H
est une hormone secrétée par l’hypophyse. Si l’on
compare les taux de
H
chez une femme sans traitement et chez une femme qui a pris Norvelo, on constate une
disparition du pic de
H
chez cette dernière.
Au moment de l’ovulation (
, le taux de
H
est d’environ 2
00
nités arbitraires chez la femme sans traitement, il
est inférieur à 500
nités arbitraires, chez la femme traitée avec lévonorgestrel. Le taux de
H
augmente légèrement à
2, environ 700
nités arbitraires puis diminue les jours suivants. Il n’y a donc plus de pic de
H
suite au traitement.
Cela signie que la pilule du lendemain empêche l’ovulation. Les progestatifs contenus dans la pilule du lende-
main agissent directement sur le complexe hypothalamo-hypophysaire par rétroaction négative pour freiner la
sécrétion de
H.
r tu sais que, pour qu’il y ait une grossesse, il faut une ovulation suivie d’une fécondation par un spermatozoïde
puis implantation de l’embryon dans la muqueuse de l’utérus.
J’espère que ces explications te rassurent. La pilule du lendemain ne provoque aucunement un avortement mais
empêche une grossesse en bloquant l’ovulation chez la femme.
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rue
des
écoles,
2011-2012.
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L’E
S
E
N
TIE
L
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C
UR
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S
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TIE
L
D
C
UR
Les différentes méthodes
contraceptives
Les
méthodes d’auto-observation
, qui sont les plus
anciennes, nécessitent une abstinence périodique
la
méthode
ino
est fondée sur le fait que les
cellules reproductrices (les ovules et les spermato-
zoïdes) ont une durée de vie n’excédant pas quelques
jours. Le risque de fécondation est donc limité si les
rapports sexuels ont lieu plusieurs jours avant ou
après l’ovulation. On estime ainsi que la fécondation
est possible pendant une période d’environ 6
ours,
période déterminée en fonction de la date du premier
jour des règles ainsi que de la durée du cycle
la
méthode des températures
repose sur le fait que
l’ovulation se traduit par une augmentation de la tem-
pérature corporelle de quelques dixièmes de degré.
Cette augmentation peut-être décelée par la femme
grâce à une prise de température chaque matin au
réveil (il faut s’assurer que la hausse de température
observée n’est pas due à une autre cause
). On estime
ainsi que la femme n’est pas féconde entre le 3
jour de
température «
aute
et le premier jour des règles
méthode d’observation de la glaire cervicale
ou
(méthode Billings) permet également l’estimation de
la période d’ovulation. Elle nécessite de recueillir un
peu de pertes vaginales pour en observer la couleur
et la consistance, qui varient en fonction des périodes
du cycle menstruel.
Toutes ces méthodes, qui requièrent une bonne
connaissance de soi et des observations sur plusieurs
mois, ont une abilité extrêmement limitée, ce qui
permet de penser qu’aucune d’entre elles n’est adap-
tée, par exemple, à la sexualité des adolescents. Par
ailleurs, il est important de noter que 50
des pre-
miers rapports interviennent sans aucune méthode
contraceptive et que 20
des grossesses surviennent
suite à un premier rapport.
D’autres méthodes, beaucoup plus sûres et adaptées
à chaque cas, sont maintenant à la disposition des
couples. C’est le cas, par exemple, des
méthodes
locales
le
préservatif
(tube en latex n) déroulé sur la verge
en érection, avant le rapport sexuel, empêche que les
spermatozoïdes émis ne parviennent au contact de
l’ovule. La fécondation est donc impossible. Il ne doit
servir qu’une seule fois et ne doit pas être percé. Par
ailleurs, il constitue
la seule protection contre les
maladies sexuellement transmissibles
(
S
) et, en
particulier, contre le Sida

le
diaphragme
posé à l’intérieur du vagin, constitue
une barrière qui empêche la pénétration des sper-
matozoïdes. Il ne protège pas des
S
et doit être
adapté à l’anatomie de la femme. C’est une méthode
nécessitant une certaine habitude et qui doit être
associée à l’utilisation de spermicides
les
spermicides
se présentent sous la forme de
gel, d’éponge ou de tampon placé dans le vagin, qui
assurent la destruction des spermatozoïdes
le
stérilet
est placé par le gynécologue dans l’utérus
de la femme. Peu employé avant une première gros-
sesse, il agit en empêchant la nidation de l’œuf dans
l’utérus, mais les médicaments anti-inammatoires
(comme l’aspirine) diminuent son efficacité. En
général, il est posé pour une durée de 3 à 5
ns. Il
est toutefois nécessaire de consulter régulièrement
an que le gynécologue s’assure qu’il n’y a pas de
problème. C’est un moyen de contraception très sûr.
Les
contraceptifs oraux
(pilules) agissent sur les cycles
hormonaux. Il existe plusieurs types de pilules selon
la
composition chimique
et le
dosage des hormones
T
Méthode qui vise à empêcher
la fécondation (contraception=
contre la conception).
T
ST
Méthode qui s’oppose au dévelop-
pement d’une grossesse débu-
tante (contragestif= contre la
gestation).
ZOOM
Les infections sexuellement trans-
Les infections sexuellement
transmissibles (
I
S
i on ne la soigne pas, elle pro-
voque des lésions du cerveau, des
H
est dû au virus
H
. La séropositivité peut évo-
luer vers le Sida.
• LOs blOnnoragiOs gonoMoMMiquOs

en 2009, 150

sonnes étaient séropositives pour
le
H
mais seulement un tiers
était informé de sa contamina-
OTS
Prendre en charge sa vie sexuelle
(contraception, contragestion,
prévention des
a prise en charge de sa vie sexuelle par un individu passe par
une bonne connaissance des cycles hormonaux.
effet,
ceux-ci jouent un rôle important dans la procréation, la com-
préhension des méthodes contraceptives et contragestives et des
techniques de procréation médicalement assistée. Des mesures
d’hygiène peuvent empêcher la propagation des infections sexuel-
lement transmissibles (I
T)
qui peuvent être cause de stérilité.
La pilule a pour effet de modier ponctuellement les
taux plasmatiques des hormones ovariennes, ce qui
a pour conséquences possibles
de perturber le rétrocontrôle de ces hormones sur le
complexe hypothalamo-hypophysaire et de bloquer
ainsi l’ovulation et donc la fécondation
de s’opposer aux modications de la paroi interne
de l’utérus et d’empêcher ainsi la nidation
de rendre la glaire cervicale imperméable aux
spermatozoïdes, de freiner leur progression et d’em-
pêcher ainsi la fécondation.
Le choix de la pilule est dicté par l’âge, les anté-
cédents médicaux, le tabagisme et l’acceptation
psychologique. C’est le moyen de contraception le
plus sûr (efcacité de 100
), mais il nécessite une
prise régulière et des contrôles fréquents par un
spécialiste car il peut y avoir des effets indésirables
ou des contre-indications.
pilules dites normodosées ou œstroproges-
tatives
sont composées d’un œstrogène et d’un
progestatif de synthèse. Chaque plaquette comprend
21 pilules à prendre quotidiennement à partir du
premier jour des règles. Pendant les 7
ours suivants,
les règles apparaissent.
Ces pilules empêchent la
production de
SH
e
t de
H
et donc le développe-
ment des follicules et l’ovulation
. Elles exercent un
rétrocontrôle négatif sur les complexe hypothalamo-
hypophysaire. Elles provoquent l’épaississement de
la glaire cervicale et l’amincissement de l’endomètre.
Les
pilules progestatives ou micropilules
, con-
tiennent un progestatif maintenant la glaire cervicale
épaisse et l’endomètre peu épais.
En cas de rapports sexuels non-protégés ou acciden-
tellement mal protégés
(oubli de la pilule ha-
bituelle, déchirement
du préservatif), l’utili-
sation de la «

ule du
lendemain
est pos-
sible, rapidement (dans
les trois jours après le
rapport non-protégé)
et après consultation
médicale. Ce type de pi-
lule apporte des doses
importantes de progestatifs qui perturbent l’ovu-
V
G)
médicamenteuse
la prise de la
pilule RU
86
qui doit s’effectuer sous surveillance médicale
jusqu’à la neuvième semaine de grossesse. Il s'agit
d'une antihormone, c’est-à-dire que la molécule
IVG
chirurgicale peut se réaliser jusqu’à 14

après les dernières règles. Pour un motif médi-

danger pour la mère ou fœtus présentant des
malformations graves – l’
IVG
est autorisée pendant
toute la durée de la grossesse. Les mineures doivent
se faire accompagner par une personne majeure de
leur choix ou par une association.
LOs mOsurOs N’hygiônO
et de prévention à respecter
pour éviter la contamination
et la propagation des I
ST
Les
sont les infections sexuellement trans-

se faire vacciner
, quand cela est possible, contre
les
S
(hépatite


– utiliser un
préservatif
masculin ou féminin

– pratiquer un
dépistage
, anonyme et gratuit, après
un rapport sexuel à risque, de façon à bénécier
d’un traitement rapide en cas d’infection et ainsi en
limiter les conséquences.
DA
E

CLÉS
1942
L’avortement est un crime
au regard de la loi, passible de la
peine de mort.
1956
Le Dr Gregory Pincus (1903-
1967) et son assistant mettent au
point le premier contraceptif oral,
dite pilule œstroprogestative.
1963
La première pilule est com-
mercialisée en France.
1967
La contraception devient
légale (loi Neuwirth). Cette loi auto-
rise la fabrication de contraceptifs,
leur vente en pharmacie sur ordon-
nance médicale avec autorisation
parentale pour les mineures.
1968
La pilule est disponible
pour toutes les femmes et pas seu-
lement pour les femmes mariées.
1974
La contraception est rem-
boursée.
1975
L’interruption volontaire
de grossesse (
VG
est légalisée (Loi
Veil).
1982
L’interruption volontaire
de grossesse est remboursée par la
sécurité sociale.
1980
La pilule abortive (RU
86)
est découverte.
1978
Le premier bébé-éprouvette
voit le jour en Grande-Bretagne.
Les différents types de pilules.

Les pilules qui associent des
œstrogènes de synthèse et un
progestatif

es dosages d’œstrogènes va-
riables
15, 20, 30, 35, 50 micro-
grammes

es progestatifs différents

es variations de dosages des
œstrogènes et des progestatifs au
cours de la plaquette pour les pi-
lules biphasiques et triphasiques

es dosages constants pour les
monophasiques.
• LOs pilulOs sur 21 ou 28 jours

es pilules qui associent un œs-
trogène «
aturel
et un proges-
tatif

es œstrogènes sont identiques à
ceux de la femme

es dosages d’œstrogènes et de
progestérone varient au cours de
la plaquette pour la pilule séquen-
tielle

es pilules contenant unique-
ment un progestatif.
OI
C
ES
DU
MONDE
À CO
S
TE
DOs spéMialistOs s'alarmOnt NO l'augmOn
tation NOs avortOmOnts MhOz lOs aNos
p.
8
(lemonde.fr avec
P, 7
ars
011)

L'ÎlO-NO-FranMO lanMO son « pass santé
MontraMOption
p.
8-49
(Laetitia Clavreul, 27 avril 2011)

LO pôrO NO la fonNation
in vitro
Nobel
de médecine
p.
9-50
(Catherine Vincent, 6 octobre 2010)
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
E

D
ARTI
CL
E

D
e choix du
statu quo
, hélas
Un tri génétique pourra être pratiqué
parmi les embryons
in vitro
ans son rapport 2010 sur
l’assistance médicale à
la procréation (
MP
en
France, l’agence de biomédecine
met en garde contre l’infertilité
liée à l’âge. Après 40
ns, un tiers
des femmes en désirant n’auront
pas d’enfant. La chute de la fertilité
chez les hommes est signicative
dès 45 ans.
Ainsi, «
l est faux de croire que
l’
MP
permet d’avoir un enfant
à n’importe quel âge
, précise
l’agence. On note après 40
ns
une diminution des grossesses
après insémination articielle et
fécondation
in vitro
(
), et une
augmentation des fausses couches
liées notamment à l’âge masculin.
Pour la
IV
les taux d’accouche-
ment sont de 12

à 38

de 9

à 40


% à 42

(7 novembre 2010)
POURQUOI
R
IC
LE
Cette brève peut-être
utilisée dans
ou dans des ques-
tions concernant leurs
limites (vieillissement des
patients).
out ça pour ça
Trois ans d’intenses
débats, des États généraux organisés à
grands frais dans tout le pays, des avis
consultatifs rendus par toutes les instances de
réexion sur l’éthique pour, nalement, décider
de ne rien changer
la déception suscitée par la
révision des lois de bioéthique, examinées à par-
tir de mardi 8
évrier à l’Assemblée nationale, est
à la hauteur des attentes qu’elle avait soulevées.
Certes, le gouvernement n’avait pas enclen-
ché ce processus par choix

le réexamen des
lois est rendu obligatoire tous les cinq ans, an
d’adapter le droit aux évolutions de la science
et de la société. Mais, en ne concédant rien, sur
aucune des pistes explorées lors du débat, la
majorité transforme les lois de bioéthique
à la française en l’un des arsenaux les plus
conservateurs d’Europe.
Depuis 1994, année des premières lois de
bioéthiques, la France se targue de bénécier

primauté de
la personne humaine, non patrimonialité

le législateur avait alors admis, du
bout des lèvres, les recherches sur les cellules
souches embryonnaires, tout en conservant
symboliquement le principe de l’interdiction.
ans après, le débat, de scientique, est
devenu sociétal. Fallait-il ouvrir le bénéce de
l’aide à la procréation aux femmes célibataires
ou aux homosexuelles, sachant que plusieurs
centaines d’enfants naissent chaque année
de couples de Françaises qui se sont rendues
à l’étranger bénécier de ces techniques
allait-il faire droit à la demande de certaines
femmes infertiles en autorisant les mères

Fallait-il, enn, accepter de lever
l’anonymat des donneurs de gamètes alors
que les enfants issus d’un tel don demandent
à connaître leurs origines

?
anté,
Roselyne Bachelot, le gouvernement y a donc
semblé, un temps, disposé.
Las, sur ce point comme sur les autres, la
majorité a nalement opposé une n de non-
recevoir.
réfugiant derrière la permanence
MP
ont préféré le confort du
au dé de devoir répondre à de nouvelles
demandes sociales.
iagnostic préimplantatoire
ou DPI) va dorénavant pouvoir
être développée en France. Un dé-
cret d’application des lois de bioé-
thique publié au
Journal ofciel
du 27 mars précise les conditions
dans lesquelles cette technique
controversée pourra, concrète-
ment, être mise en œuvre.
Le DPI consiste à analyser le pa-
trimoine génétique d’une cellule
prélevée sur un embryon humain
conçu par fécondation
in vitro
Il a pour objectif la recherche
de la présence ou de l’absence
d’une anomalie génétique chez
cet embryon, créé à partir des
cellules sexuelles d’un couple pré-
sentant un risque élevé de donner
naissance à un enfant porteur
d’une anomalie transmissible
de manière héréditaire.
les
embryons indemnes de cette ano-
malie sont, ultérieurement, placés
dans l’utérus de la future mère, les
autres étant détruits.
Fruit des dernières avancées de
la génétique moléculaire, le DPI
ri génétique
es embryons humains ouvrant
la voie à une forme moderne
d’eugénisme.
titrO OxMOptionnOl
Prévu par les lois de bioéthique
de 1994, le DPI ne pouvait jusqu’à
présent être mis en pratique en
France, faute de décret d’applica-
tion. Cette situation avait conduit
un groupe de spécialistes hospi-
talo-universitaire à lancer, dans
les colonnes du
Monde
, un appel
au gouvernement pour obtenir la
publication de ce texte (
Le Monde
du 26
évrier 1997). Un an plus tard,
c’est chose faite. Le décret précise
notamment les conditions dans
lesquelles l’information devra être
donnée au couple concerné et celles
dans lesquelles devront œuvrer les
équipes spécialisées autorisées à
pratiquer le DPI. «
S
ule la patho-
logie liée à l’anomalie génétique
parentale susceptible d’être trans-
mise peut être recherchée chez
l’embryon au cours des analyses
conduisant à ce diagnostic
, pré-
cise le décret. La loi prévoit quant à
elle que le DPI ne peut être autorisé
qu’«
titre exceptionnel
Jean-Yves Nau
(31 mars 1998)
POURQUOI
T
C
E
Les lois de bioéthique ont
été réexaminées en 2011, la
législation imposant jusqu’à
présent de les réétudier
tous les cinq ans en raison
des évolutions scientiques
et de la société. Or, aucun
changement n’a été apporté
aux textes de 2004, ce qui
montre que les débats entre
les législateurs, les scienti-
ques et les politiques sont
très controversés et que les
évolutions de la société vont
parfois très vite, le législateur
ayant bien du mal à prendre
position.
Les informations apportées
par cet article peuvent être
réinvesties dans un sujet qui
appelle à
une réexion de
bioéthique en lien avec les
techniques de procréation
médicalement assistée.
POURQUOI
T
C
E
Dans le cadre de la fécondation
in vitro
, le diagnostic préim-
plantatoire (ou DPI) est l’ana-
lyse du génome d’un embryon.
Il peut permettre d’éviter des
avortements, en détectant
précocement des anomalies
génétiques, mais présente
également le risque de dérives
eugénistes, s’il est employé
pour faire du tri génétique.
La loi française encadre donc
strictement l’utilisation du DPI
an d’éviter un mauvais usage
de cette technique.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
E

D
P
À
P
).
Dans un exposé structuré, vous préciserez dans quels
cas le médecin propose une
IV
E
à un couple.
suite
vous montrerez en quoi cette technique de la
IV
E
peut
poser des problèmes d’éthique.
L’analyse du sujet
Ce sujet amène à envisager les différentes causes de
stérilité d’un couple, d’origine masculine ou fémi-
nine, pouvant être résolues par la
. On fait
ensuite appel à votre réexion et vos connaissances
pour expliciter en quoi la
peut soulever des
problèmes éthiques.
La problématique
En quoi la
peut-elle résoudre les problèmes
de stérilité d’un couple
En quoi cette technique
soulève-t-elle des questions d’éthique
troduction
La
, ou fécondation
in vitro
et transfert d’em-
bryon, consiste à pratiquer une fécondation
in vitro
après avoir recueilli les ovocytes, obtenus grâce à
une stimulation ovarienne forte et le déclenchement
d’une ovulation multiple. Par la suite, un ou deux des
embryons produits sont implantés dans l’utérus. Cette
technique peut être une solution à la stérilité d’un couple.
Le plan détaillé du développement
I. La
IVETE
répond à certaines causes de stérilité dans
un couple.
a)
érilité féminine
La cause la plus fréquente d’utilisation de cette
technique est l’obstruction des trompes chez la
femme. En effet, une telle obstruction empêche la
rencontre de l’ovule et des spermatozoïdes dans les
voies féminines. La
IVETE
permet d’éviter le passage
de l’ovule par la trompe.
Elle peut aussi être utilisée en cas de troubles de
l’ovulation, et sera alors précédée d’une stimulation
ovarienne particulière.
b)
érilité masculine
En cas de défaut de mobilité des spermatozoïdes ou
d’une concentration trop faible dans le sperme, on
utilise une variante de la
, l’
S
I
ou injection
intra-cytoplasmique de spermatozoïdes dans l’ovule
grâce à une microseringue. La fécondation est aidée
puisque l’on injecte
in vitro
le spermatozoïde dans
l’ovule grâce à une microseringue.
II. Des problèmes d’éthique sont soulevés par la
IVETE
) L’âge des couples
Il est possible de réaliser cette technique sur une
femme ménopausée en utilisant une donneuse
d’ovules. Une réexion sur l’âge des couples qui peu-
vent bénécier de cette technique est donc nécessaire.
b) Les tests génétiques
Les tests génétiques sur l’embryon avec le
DI
(dia-
gnostic préimplantatoire) permettent, techniquement
de choisir le sexe de l’enfant en plus des recherches
d’anomalies génétiques. De même, une sélection
d’embryons avant implantation, pour des critères
autres que la santé, pose des problèmes d’éthique.
nclusion
La FIVETE est une technique qui permet de résoudre
certains problèmes de stérilité mais qui possède
un pourcentage de réussite assez faible et requiert,
souvent, plusieurs essais.
Les principales causes de stérilité.
• La stérilité MhOz la fOmmO pOut
être due à
des troubles de l’ovulation (dans
20 à 35
des cas)
une obstruction ou altération des
trompes (dans 25 à 45
des cas)
une altération de la glaire cervi-
cale empêchant la réceptivité au
sperme (dans 10 à 15
des cas).
• La stérilité MhOz l’hommO pOut
être due à
un défaut de spermatogenèse
avec soit une absence compète de
spermatozoïdes dans l’éjaculat
(azoospermie), soit un nombre de
spermatozoïdes inférieur à 30 mil-
lions/ mL (oligospermie), soit une
mobilité insufsante des sperma-
tozoïdes (asthénospermie), soit
un nombre de spermatozoïdes
anormaux trop important (téra-
tospermie)
une obstruction ou une malfor-
mations des voies spermatiques
des troubles de l’érection.
Les recherches sur des cellules
souches issues d’embryons humains.
• En 2005, lOs SuissOs ont approuvé
par référendum une loi permettant
de faire des recherches sur des cel-
lules souches issues d’embryons
humains. Les cellules souches em-
bryonnaires ont la particularité de
n’avoir aucune spécialité et de pou-
voir donner naissance à toutes sortes
de cellules. En étudiant ces cellules,
les chercheurs tentent de découvrir
quels sont les «
rdres
à leur donner
pour obtenir des cellules cardiaques,
nerveuses, etc. Une fois spécialisées,
ces cellules pourraient être greffées
et soigner de nombreuses maladies.
• UtilisOr NOs Ombryons humains
pour la recherche reste une ques-
tion délicate, loin de faire l’unani-
mité. Toutefois, la loi suisse n’au-
torise que l’utilisation de cellules
souches issues d’embryons fécon-
dés articiellement et ne pouvant
pas donner lieu à une grossesse. Les
couples devront donner leur accord
et chaque projet est étudié par la
commission d’éthique. Par ailleurs,
cette loi interdit la production
d’embryons sur lesquels seraient
prélevées des cellules souches.

S
Restitution des connaissances
FIVETE
stérilité et éthique
qu’il ne faut pas faire
• TraitOr NO l’insémination arti�MiOllO.
• DonnOr NOs opinions non objOMtivOs par rapport
aux problèmes d’éthiques.
ET
T
MB
A

S
R
CE T
Étude de documents
– Un exemple de stérilité chez la femme (Sujet
national, septembre 2005)
– Puberté et grossesse (Liban, juin 2005)
lle a 28
ns, un prénom
célèbre et une histoire hors
du commun
le 24
évrier
1982, Amandine est devenue
le premier bébé-éprouvette
français. Né à l’hôpital Antoine-
Béclère à Clamart (Hauts-de-
ine), ce bébé vêtu d’un pull
rayé dont la photo a fait le tour
du monde a ouvert le bal des
nfants-

selon la cher-
cheuse Élise de La Rochebro-
chard, chaque classe de mater-
nelle compte aujourd’hui un ou
deux enfants dont la conception
a été «
idée médicalement
Certains sont issus d’une stimu-
lation ovarienne, d’autres d’insé-
minations articielles, mais un
tiers ont vu le jour grâce à une
fécondation
in vitro
(
).
Léa, qui vient de fêter ses

fait partie de ces «

éprou


la fécondation a

est belle, elle est nickel à l’école,
un vrai
y Gonzalez

sante son père, Olivier Combe.
Mais on l’a attendue très long-
temps
les premières visites
médicales ont eu lieu en 1995.
Il a fallu sept ans de piqûres, de
stimulations et de protocoles
médicaux pour qu’elle soit là.
C’était très dur, ça laisse des
traces, mais ça marche. On
voulait même l’appeler Désirée,
c’est un signe, non

?

Depuis la naissance d’Aman-
dine, plus de 200

enfants
ont été conçus, en France, grâce
à la
IV
«
a proportion de nais-
sances obtenues par la seule
technique de la
n’a cessé de
progresser au cours des vingt
dernières années, passant de
0,52
des enfants en 1998 à
1,74

en 2006, précise Élise de
La Rochebrochard dans
Popu-
lation et sociétés
, publication
de l’Institut national d’études
démographiques.
la tendance
se poursuivait, plus de 2

enfants pourraient être conçus
FIV
0.

»
ères scien-
tiques
d’Amandine, a signé le
déclin d’une malédiction
la sté-
rilité. Grâce à la
mais aussi
aux autres techniques d’assis-
tance médicale à la procréation
AMP
), la plupart des stérilités
féminines et masculines ont
aujourd’hui trouvé un palliatif.
Le parcours est souvent
très long, les déceptions nom-
breuses, mais au l des ans les
techniques se sont profondé-
ment améliorées

aujourd’hui,
20 à 25

des tentatives sont
Ce fut le cas pour Émilie Lar-
retche, 34 ans, mère d’un petit
Oscar de 4
ns et demi et de deux
jumelles de 16
ois, Adélie et
Camille. «
uand on a appris que
l’on avait tous les deux un souci,
on était un peu en ottement,
ce n’est évidemment pas facile
à vivre, raconte-t-elle. Mais on
y a cru et on s’est accroché. En
2005, on s’est rendu à l’hôpi-
tal Antoine-Béclère et on a eu
beaucoup de chance, la première
tentative a réussi, c’était Oscar
eux ans plus tard, le couple
recontacte l’hôpital et, cette
fois, la deuxième tentative est la
bonne. «
’étaient les jumelles
sourit Émilie Larretche. Nous
avons été très bien accompa-
gnés et les enfants sont un tel
émerveillement qu’on oublie
tout. Mais le parcours reste une
épreuve
on met sa vie – notam-
ment sa vie professionnelle –
entre parenthèses et on ne pense
plus qu’à ça. Quand il faut aller
à un rendez-vous hospitalier
à 7
eures du matin et qu’on
est obligé de quitter son travail
en plein après-midi pendant
plusieurs jours, il faut avoir un
super-chef
u l des ans, l’assistance mé-
dicale à la procréation a éloigné le
spectre de la fertilité, mais aussi
bouleversé en profondeur notre
vision de la famille en ajoutant
de nouveaux visages à l’histoire
de la naissance d’un enfant. Au-
jourd’hui, 95
des insémina-
tions, des
IV
et des transferts
d’embryons congelés sont réali-
sées avec les gamètes du couple,
mais 5
de ces gestes font appel
à un don de sperme, d’ovules
ou d’embryons. La figure du
onneur
a donc donné lieu à
nombre de débats éthiques, dont
le premier porte évidemment sur
la question de l’anonymat.
L’assistance médicale à la pro-
création a également ouvert la
voie à de nouvelles demandes
parentales. En dissociant claire-
ment la sexualité de la repro-
duction, la
IV
et l’insémination
articielle avec donneur ont ni
par donner des idées aux céli-
bataires mais aussi aux couples
homosexuels. En France, des
dizaines de couples de femmes
partent ainsi tous les ans aux
Pays-Bas, en Finlande, en Bel-
gique ou en
ède pour se
faire inséminer tandis que des
couples d’hommes recherchent,
eux, des mères porteuses prêtes
à s’engager dans une
IV
aux
États-Unis, en Inde ou au Canada.
En France, ces procédures sont
interdites
les lois de bioéthique
de 1994 et 2004 réservent l’assis-
tance médicale à la procréation
aux couples hétérosexuels qui
font état d’une infertilité médi-
calement diagnostiquée ou qui
risquent de transmettre une
maladie grave à leur enfant. Lors
du débat sur la révision des lois
de bioéthique, des députés, des
psychanalystes, des chercheurs
et des avocats ont cependant
plaidé en faveur de l’ouverture
de l’
MP
à l’«
nfertilité sociale
Une voie clairement écartée par
le gouvernement, qui souhaite,
au contraire, réafrmer la na-
lité médicale des techniques
d’aide à la procréation.
Anne Chemin
(6 octobre 2010)
POURQUOI
T
C
E
Ce texte dresse un bilan de la
FIV
à travers des témoignages
qui montrent que la technique
reste très contraignante.
Chaque tentative n’a que 20

% de chance de réussite.
L’assistance médicale à la
procréation soulève de nom-
breux problèmes d’éthique
(anonymat des donneurs de
spermes, d’ovules ou d’em-
bryons, réponse à donner aux
demandes d’insémination
des célibataires, des couples
de femmes homosexuelles
ou à la recherche de mères
porteuses pour les couples
d’hommes). Ces techniques
ont ainsi créé de véritables
débats de société, en faisant
évoluer la vision de la famille.
La législation varie d'un pays
européen à un autre.
Vous pouvez utiliser les don-
FIV
Depuis la naissance d’
mandine, en 1982, 200

enfants sont nés d’une féconda-
in vitro
en France.
U
ne révolution tranquille contre la stérilité.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
L’E
S
E
N
TIE
L
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C
UR
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
La rOnMontrO NOs gamôtOs
r les 300
illions de spermatozoïdes émis, seuls
quelques dizaines atteignent l’ovule. Au cours de leur
migration, les spermatozoïdes acquièrent la capacité
à féconder l’ovocyte
c’est la
capacitation
La durée de vie des spermatozoïdes dans les voies
génitales femelles, étant limitée à environ 48
comme celle de l’ovocyte libre, la rencontre des ga-
mètes ne peut avoir lieu que pendant la brève période
féconde de quelques jours autour de l’ovulation.
La fécondation déclenche la n de la méiose de l’ovo-
cyte (bloqué en métaphase
I depuis l’ovulation) et la
reprise de son activité métabolique. La segmentation
de l’œuf commence immédiatement, alors qu’il
entame sa migration vers l’utérus.
La nidation
Environ une semaine après la fécondation, l’embryon
a atteint la
cavité utérine
, grâce aux mouvements
ciliaires et musculaires de la trompe, et adhère à la
surface de l’endomètre. À ce stade, l’embryon est un
blastocyste
, caractérisé par une cavité et deux groupes
de cellules aux potentialités différentes, le bouton
embryonnaire et le trophoblaste.
Le
bouton embryonnaire
est un massif interne de
cellules encore indifférenciées à
l’origine de l’embryon proprement
dit, tandis que le
trophoblaste
est
un tissu qui enveloppe l’embryon
et participe à la formation du
placenta.
n activité, notamment
celle des enzymes hydrolytiques
qu’il sécrète, permet à l’embryon
de s’enfoncer activement dans
la muqueuse utérine, riche à ce
moment-là en vaisseaux sanguins
et en glandes (phase sécrétoire du
cycle utérin). L’embryon pénètre
dans l’endomètre qui nit par le
La vie intra-utérine de l’embryon,
puis du fœtus.
• Dès lO Nébut NO la viO intra-
utérine, l’embryon, puis le fœtus,
se trouve relié au placenta mater-
nel par le cordon ombilical.
• Par aillOurs, l’Ombryon, MommO
plus tard le fœtus, vit dans une
cavité remplie de liquide amnio-

l mène une vie intra-utérine
aquatique.
• Dans MOt OnvironnOmOnt, lO
fœtus effectue des mouvements
que sa mère peut ressentir dès
le 4
Il pOut réagir, il Nort, il s’évOillO, il
À partir Nu 7
il serait sus-
ceptible de vivre hors de l’utérus,
mais il n’aurait pas alors atteint
sa taille normale.
• Au 8
e
Il arrivO quO NOs Onfants nais
sent avant terme, ils sont plus
fragiles

on parle alors d’enfants
prématurés.
• La nutrition fœtalO sO réalisO, à
partir du placenta maternel, par
le cordon ombilical qui contient
plusieurs vaisseaux sanguins.
Des échanges ont lieu par l'intermé-
diaire d'une ne membrane entre
le sang maternel et le sang fœtal,
sans qu’il y ait, pour autant, de mé-
lange entre les deux sangs. L’artère
maternelle apporte au fœtus, par
exemple, le glucose et l’oxygène
indispensables à sa croissance.
Le fœtus rejette du dioxyde de
le placenta est impénétrable
à de nombreux microbes et à
certaines substances chimiques, il
laisse cependant passer des virus

S
Fécondation, grossesse et
techniques de procréation
médicalement assistée
L
lle a aussi permis
une aide médicalisée à la procréation en cas d’infertilité.
recouvrir
c’est la nidation. La grossesse commence
alors et dure en moyenne 260
ours.
Les manifestations du début de
la grossesse
La première manifestation de la grossesse est
l’absence de règles
elle résulte du maintien en acti-
vité du corps jaune, qui produit de la progestérone et
assure ainsi la persistance de l’endomètre.
En dépit de la chute de
H
qui a lieu en n de cycle,
non seulement le corps jaune se maintient, mais il se
développe et produit de plus en plus de progestérone. En
effet, l’embryon produit une hormone, l’hormone cho-
rionique gonadotrope (
CG
, dont l’action sur le corps
jaune est similaire à celle de la gonadostimuline
L
H
ès ce stade, il est possible de détecter la grossesse par
la mise en évidence de l’hormone
CG
dans le plasma
ou dans les urines. C’est ce qui est réalisé dans les tests
de grossesse du commerce fondés sur des techniques
immunologiques.
En outre, le placenta commence rapidement à
synthétiser des œstrogènes et de la progestérone
qui se substituent progressivement aux hormones
sécrétées par le corps jaune. Pendant la grossesse,
toute nouvelle ovulation est bloquée.
Les techniques de surveillance
de la grossesse
La surveillance médicale normale de la grossesse utilise
différentes techniques pour veiller à son bon déroule-
ment et prévenir les pathologies maternelles et fœtales.
Des moyens d’exploration (
échographie
) et d’analyse
dosages chimiques, analyses microbiologiques,
amniocentèse, choriocentèse, caryotype
) permettent
ainsi d’établir un diagnostic, de prévenir l’apparition
d’une maladie ou de proposer si nécessaire une
inter-
ruption volontaire de grossesse
(
VG
Les moyens médicaux permettant
de lutter contre l’infertilité
d’un couple
Certains moyens permettent d’explorer la fonction
reproductrice des hommes et des femmes (spermo-
gramme, hystérographie, etc.).
Un couple est déclaré
infertile
au bout de
deux années
de rapports sexuels réguliers sans grossesse
. L’infer-
tilité peut être d’origine masculine ou féminine. Chez
l’homme, les spermatozoïdes peuvent être par exemple
absents, peu mobiles ou anormaux. Chez la femme,
l’infertilité peut être liée, par exemple, à un trouble de
l’ovulation, à une muqueuse utérine anormale ou à une
obstruction partielle ou totale des trompes.
Les techniques de procréation médicalement assis-
tée peuvent, dans certains cas, être une solution à
l’infertilité des couples

– l’
insémination articielle
consiste, après une
stimulation ovarienne, à introduire directement
dans l’utérus les spermatozoïdes du conjoint (
IAC
ou d’un donneur anonyme (
IAD


la
IVETE
ou fécondation
in vitro
et transfert d’em-
bryon
, consiste, après une forte stimulation ovarienne
et un déclenchement d’une ovulation multiple, à
recueillir les ovocytes obtenus et à pratiquer une
fécondation
in vitro
. Un ou deux des embryons
produits sont ensuite implantés dans l’utérus

l’
IC
S
I
(Intra cytoplasmic sperm injection)
à injecter directement dans l’ovocyte un sperma-
tozoïde au cours de la fécondation
in vitro
, puis à
implanter l’embryon dans l’utérus.
LOs problômOs NO bioéthiquO
soulevés par la procréation
médicalement assistée
Les progrès importants des techniques de procréation
médicalement assistée nécessitent un encadrement
juridique an de xer les règles les concernant. En effet
la manipulation des gamètes, leur prélèvement (qui
peut donner
), leur conservation (combien, quelle du-
rée
), la manipulation des embryons et leur sélection,
la détermination de l’âge limite des femmes pour la
IVETE
et les conditions pour en bénécier… toutes ces
problématiques nécessitent la réexion des comités
d’éthique an d’élaborer des lois cohérentes.
ONN
AGE
MPO
R
NT
Simone Veil
Née en 1927,
mone Veil est une
femme politique. Ministre de la
nté en 1974, elle promulgue la
oi Veil
, le 17 janvier 1975, qui
légalise le droit à l’avortement.
RE
Période de fécondité de la femme
Cette période s’étend environ du
jour après les règles, jusqu’au
16
e
jour du cycle car les spermato-
zoïdes peuvent survivre environ
ours dans les voies génitales
féminines, tandis que l’ovule, plus
fragile, meurt 2
ours après l’ovula-
tion. Tout acte sexuel non protégé,
réalisé dans cet intervalle, peut
donc conduire à une naissance.
Remarque
le jour d’ovulation
peut légèrement varier en fonction
de la durée du cycle et des femmes.
Durée de la grossesse
L’embryon s’implante dans la mu-
queuse utérine (nidation) 6 à 7
ours
après la fécondation et s’y main-
tient ensuite environ 260
ours soit
38
emaines de gestation au total.
Échographie du fœtus
Le développement embryonnaire
qui conduit à la mise en place des
principaux organes dure environ
deux mois, à l’issue desquels l’em-
bryon est devenu un fœtus possé-
dant les organes caractéristiques
du bébé humain. Dès cette période,
il est possible de reconnaître les
organes du fœtus par échographie
et d’identier d’éventuelles ano-
malies de développement. Des ul-
trasons sont envoyés dans l’utérus,
ils se rééchissent sur l’embryon,
permettant ainsi de reconstituer
une image informatique.
r une
image d’échographie obtenue après
12 semaines d’aménorrhée, on ob-
serve la tête, le tronc et les membres
du fœtus, ainsi que le cordon ombi-
lical qui le relie au placenta, assurant
les échanges entre la mère et le fœtus.
Le fœtus se développe dans la ca-
vité amniotique remplie de liquide
amniotique qui apparaît en noir sur
l’image en raison de l’absence de
réexion des ultrasons.
La fécondation et la nidation.
Schéma simplié des corrélations hormonales au début de
la grossesse.
T
R
E

R
IC
LES
À CO
NS
LTE
• C'Ost unO
V !
p.
1
ne Chemin, 6
ctobre
010)

me assistée, la fertilité décroît
avec l'âge
p.
2
(7 novembre 2011)

Lois de bioéthique : le choix du
statu quo
, hélas !
p.
2
(8 février 2011)

tri génétique pourra être pratiqué
parmis les embryons
in vitro
p.
3
(Jean-Yves Nau, 31 mars 1998)
La fusion des noyaux des gamètes.
noyau du
spermatozoïde
tête
spermatique
noyau
de l'ovule
cytoplasme
Ce schéma montre la fusion du noyau du spermatozoïde (après la pénétration
de la tête spermatique dans l'ovule) avec le noyau de l'ovule.
ovulation
ovule
trompe
ovaire
glaire
cervicale
vagin
nidation
de l’œuf
muqueuse
utérine
muscle utérin
col de l'utérus
spermatozoïdes
déposés lors d'un
rapport sexuel
rencontre
des gamètes
et fécondation
progestérone
et œstrogènes
corps jaune
rétroaction
négative
axe hypothalamo-
hypophysaire
action sur les cibles
périphériques
placenta
action trophique sur
l'endomètre
action sur
les cibles
périphériques
HC
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
E

D
37
ARTI
CL
E

D
otipotentes
, sont
capables de donner tous les tissus et
toutes les cellules d’un organisme.
Une cellule qui a commencé de se
différencier pour devenir une cel-
lule de foie, de cerveau, de peau, de
cœur, etc. (cellule dite somatique)
n’a plus cette totipotence. Dans cha-
cune des cellules d’un organisme, il
y a bien la totalité des gènes com-
posant le patrimoine héréditaire
de l’individu. Mais ces gènes sont,
au sein des cellules somatiques,
comme gés dans une structure
qui empêche de les réactiver tous
en même temps. Ces gènes sont
endormis, non réveillables pourrait-
on dire. Or pour créer un organisme
entier il faut que tous les gènes
soient réactivés, ceux du foie, du
cerveau, de la peau, du cœur, etc.
À quoi tient dans ce contexte la
réussite des chercheurs de l’équipe
écossaise
récisément au fait qu’ils ont
réussi à réveiller des gènes dont on
ignorait qu’ils fussent réveillables.
Et ils ont réussi cette gageure en
plaçant le génome d’une cellule so-
matique dans un milieu particulier,
le cytoplasme d’un œuf fécondé
dont a enlevé le noyau, milieu qui
a un potentiel de réveil hors de
l’ordinaire. Cette réussite est le fruit
d’un tâtonnement expérimental.
Elle tient aussi pour partie au ha-
sard. C’est en effet en cherchant à
vérier d’autres travaux que cette
équipe a été conduite à utiliser les
noyaux d’une lignée de cellules
somatiques particulières, quelque
peu «
revardes
, dont ils espé-
raient qu’ils ne se développeraient
pas. Or, chose tout à fait extraordi-
naire, quand ils ont placé un noyau
de cellule broblastique, il y a eu
effectivement reprogrammation
du patrimoine héréditaire de la
cellule broblastique, développe-
ment embryonnaire et naissance
d’un animal.
Quelle est la portée du travail
qui sera publié dans le prochain
numéro de l’hebdomadaire bri-
tannique
Nature
sur le clonage de
moutons adultes
l s’agit selon moi d’un travail
d’une importance fondamentale
considérable et d’une très grande
portée économique. Au plan fonda-
mental il s’agit là d’une ouverture
importante qui va nous permettre
d’étudier quels sont les mécanismes
moléculaires qui, dans les cellules
somatiques, empêchent la totipo-
tence et par quelles voies on peut
retourner à la totipotence. Ces voies
et ces mécanismes sont très mal
connus et sont très importants en
biologie. Ce sont ces mécanismes qui
maintiennent éveillés ou endormis
de manière stable les différents gènes
dans les différents chromosomes.
D’un point de vue agronomique, c’est
évidemment le clonage des êtres les
plus intéressants. On peut envisager,
comme le font les chercheurs écos-
sais, différentes perspectives dans
le champ de la médecine humaine.
Enn on ne peut pas ne pas parler
des animaux disparus ou en voie de
disparition. Imaginez, comme dans
le cas des ours des Pyrénées, des
individus qui dans un écosystème
donné risquent de disparaître. On
pourrait envisager de multiplier ainsi
aisément leur nombre.
Êtes-vous néanmoins inquiet de
l’usage qui pourrait être fait de cette
technique de clonage dans l’espèce
humaine tout particulièrement
ien évidemment des questions
importantes se posent et doivent
être posées. Il s’agit là d’une tech-
nique de clonage des mammifères
et à ce titre tout ce qui a été dit
sur l’interdiction du clonage dans
l’espèce humaine reste valable et
doit continuer à être appliqué. On
ne doit pas masquer une difculté
qui pourrait soulever de très graves
questions
le recours à cette tech-
nique pour lutter contre la stérilité.
Aujourd’hui pour lutter contre la
stérilité masculine humaine, de
nombreuses équipes ont recours à la
micro-injection de spermatozoïdes
non fécondants dans l’ovocyte fémi-
nin. D’autres ont également recours
à des cellules sexuelles masculines
immatures situées plus en amont
dans la lignée germinale mâle.
Qu’est-ce qui interdira, un jour,
d’avoir recours au noyau d’une
cellule somatique pour donner
naissance à un être humain
Dans
ce cas l’enfant ne serait pas exacte-
ment le jumeau de son père dans la
mesure où le génome de ce dernier
aurait été réactivé grâce au système
mitochondrial de la mère.
Pourquoi êtes-vous opposé, trai-
tement de la stérilité ou pas, au
clonage des êtres humains
e suis effectivement, comme de
très nombreux de mes collègues
totalement et dénitivement op-
posé à l’utilisation de la technique
du clonage dans l’espèce humaine.
Et ce pour une raison éthique tout
à fait claire qui tient au fait que la
dignité de chaque être humain est
liée au fait qu’il n’est semblable à
aucun autre.
Propos recueillis par Jean-Yves Nau
(25 février 1997)
La découverte de vrais faux
jumeaux ébranle certains acquis
en matière de reproduction
e anomalie a permis de constater que deux enfants étaient nés de la fécondation d’un
seul ovocyte par deux spermatozoïdes.
phénomène encore jamais mis en évidence.
POURQUOI
T
C
E
Le professeur Axel Kahn explique
les avancées des connaissances
scientiques concernant les mé-
canismes en jeu lors de la différen-
ciation des cellules et de la perte de
leur totipotence.
De nombreuses équipes mènent
des recherches sur les problèmes
de greffes de tissus et sur la possi-
bilité d’orienter la différenciation
d’une cellule somatique rendue
préalablement totipotente, ce qui
permet de travailler sur des cel-
lules somatiques et non pas sur
des cellules embryonnaires ce qui
soulève des problèmes de bioé-
thique conséquents.
Vous pouvez utiliser les ré-
exions de cet article dans des su-
jets sur le clonage, les problèmes
d’éthiques liés aux techniques
du traitement de la stérilité ou
aux nouvelles perspectives de la
recherche médicale.
Professeur Axel Kahn, généticien
moléculaire
n travail d’une importance
fondamentale considérable et d’une très
grande portée économique
Pourquoi ne parvenait-on pas, jusqu’à présent, à faire en sorte que le patrimoine hé-
réditaire d’une cellule «

e

puisse redonner naissance à un autre individu géné-
tiquement similaire

n dogme de la physiologie
de la reproduction hu-
maine vient d’être brisé,
avec la découverte de jumeaux qui
ne sont ni tout à fait «
rais
ni tout
à fait «
aux
.
gnés de Mikhail
Golubovsky (Duke University, Du-
rham, Caroline du nord), Vivienne
uter (Banner Good
maritan
Medical Center, Phœnix, Arizona)
et David Bonthron (Université de
Leeds, Royaume-Uni), les détails de
cette découverte sont publiés dans
les colonnes de la revue spécialisée
Journal of Human Genetics
. Ils ont
été diffusés, lundi 26
ars,
via
le site
d’informations de la revue
Nature
C’est à la suite de l’identication
d’une anomalie sexuelle chez l’un
des deux jumeaux que médecins
et généticiens ont été conduits à dé-
couvrir qu’il existait, contrairement
à ce que l’on observe chez les vrais
jumeaux, des différences notables
dans la constitution des patrimoines
génétiques des deux enfants. Pour
autant, ces patrimoines présentent
des similitudes qui font que l’on ne
peut pas non plus les considérer
comme de faux jumeaux.
Les vrais jumeaux sont issus
d’un ovocyte fécondé par un seul
spermatozoïde et qui s’est ensuite
naturellement dupliqué, tandis
que les faux jumeaux correspon-
dent à deux ovocytes fécondés
séparément et simultanément
par deux spermatozoïdes. Or les
deux enfants qui font l’objet de la
publication du
Journal of Human
Genetics
ne correspondent à aucun
de ces deux cas de gure.
ChimôrOs
Ils sont tous deux dotés des
mêmes gènes hérités de leur
via
l’ovocyte dont ils sont
issus. En revanche, des différences
existent quant aux gènes héri-
tés de leur père. Pour Vivienne
outer, spécialiste de génétique,
une seule hypothèse peut ici être
envisagée

ces jumeaux «

iden
tiques

sont issus de la fé-
condation simultanée d’un même
ovocyte par deux spermatozoïdes,
avant la duplication de l’ovocyte
l’impossibilité d’observer
dans l’espèce humaine le phéno-
mène de polyspermie, caracté-
risé par la fécondation d’un même
ovocyte par plus d’un spermato-
zoïde. Dès qu’un spermatozoïde
entreprend de pénétrer au sein de
l’ovocyte, une série de modica-
tions moléculaires surviennent,
tant au niveau de la membrane
ovocytaire que de la zone pellu-
cide, cette structure qui entoure la
cellule sexuelle féminine.
L’arrimage du spermatozoïde
provoque notamment la libéra-
tion d’une onde de dépolarisation
rapide qui conduit, schématique-
ment, à un durcissement de la zone
pellucide. Celle-ci devient ainsi un
obstacle absolu à la pénétration
d’autres spermatozoïdes et confère
ensuite une protection à l’embryon,
qui se développera durant quelques
jours au sein de cet espace.
Après l’arrimage du sperma-
tozoïde à l’ovule, les deux mem-
branes fusionnent, avant que les
deux patrimoines génétiques, le
paternel et le maternel, s’asso-
cient. Les autres éléments du sper-
Mikhail
Golubovsky avait suggéré, en 2003,
dans la revue
Human Reproduction
qu’un tel scénario ne pouvait être
formellement exclu.
l y a encore une série d’élé-
ments qui ne sont pas éclaircis dans
la génétique des jumeaux et de la
gémellité, souligne aujourd’hui le
biologiste. Nous devons conserver
les yeux ouverts et nous attendre,
dans ce domaine, à d’autres situa-
tions inhabituelles.
ean-Yves Nau
(28 mars 2007)
POURQUOI
T
C
E
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
P
À
P
P
À
P
Rétroaction ou rétrocontrôle
stème de régulation par lequel
un paramètre inuence en retour
le fonctionnement du système
qui le régule. Par exemple, les dif-
férentes concentrations d’œstro-
gènes exercent un rétrocontrôle
négatif ou positif sur le complexe
hypothalamo-hypophysaire.

S
Les ovocytes.
Dans l’espèce humaine, les gamètes
femelles sont présents dans l’ovaire
avant la naissance. Ce sont des ovo-
cytes de deuxième ordre, c’est-à-
dire des cellules reproductrices qui
n’ont pas terminé leur maturation.
Contrairement aux spermato-
zoïdes, les ovocytes sont de grosses
cellules arrondies et immobiles,
bourrées de réserves qui seront
utilisées par l’embryon au début
du développement. Dans l’ovaire,
les ovocytes sont entourés de nom-
breuses cellules non reproductrices
qui constituent un follicule. Initia-
lement, les ovocytes entourés de
quelques cellules aplaties forment
des follicules primordiaux.
Au cours du développement folli-
culaire, l’ovocyte grossit en accu-
mulant des réserves tandis que les
cellules folliculaires se multiplient
en formant une couche de cellules
continue autour de l’ovocyte abou-
tissant à la formation d’un follicule
primaire.
Le spermatozoïde humain.
Le spermatozoïde humain pré-
sente, d’avant en arrière
unO têtO MontOnant notammOnt
le noyau et un système perforateur
de la membrane ovulaire
unO pièMO intOrméNiairO rOnfOrmant
la centrale énergétique nécessaire au
fonctionnement de ce gamète
un �agOllO ou fouOt assurant, par
ses battements, la mobilité indis-
pensable à cette cellule fécondante.
Ces cellules minuscules, dont la
longueur est de l’ordre de 70
icro-
mètres (un micromètre = un millième
de millimètre), sont produites en très
grand nombre et de façon continue
dans les testicules.
OT
L’intitulé complet du sujet
L’homme adulte produit des spermatozoïdes de façon
continue.
Présentez les mécanismes hormonaux et les struc-
tures responsables de cette production.
Votre réponse sera organisée selon un plan apparent et
accompagnée d’un schéma fonctionnel.
L'analyse du sujet
Le sujet invite à présenter l’organisation d’un tes-
ticule, la localisation de la spermatogenèse puis à
expliquer le rôle de la testostérone et de la régulation
par le complexe hypothalamo-hypophysaire dans la
production continue des spermatozoïdes.
La problématique
Comment les mécanismes hormonaux interviennent-
ils dans la production des spermatozoïdes et comment
les structures responsables de la fabrication des sper-
matozoïdes se caractérisent-elles
Le plan détaillé du développement
I. Les testicules
structures responsables de la fabrica-
tion des spermatozoïdes
Les testicules, ou gonades mâles, sont constitués
par un grand nombre de tubes séminifères très ns,
pelotonnés les uns sur les autres et entre lesquels se
situent des cellules endocrines, les cellules de Leydig.
Les spermatozoïdes sont fabriqués au niveau de la
paroi des tubes séminifères, entre les cellules de
rtoli
qui constituent ces tubes.
Dès la puberté, des cellules diploïdes, les spermato-
gonies, situées sur le bord externe des tubes sémi-
nifères se différencient en gamètes haploïdes, les
spermatozoïdes. Cette transformation fait intervenir
les deux divisions de la méiose
elle se réalise du
bord vers le centre des tubes séminifères, on parle de
différenciation centripète. Ainsi, les spermatozoïdes se
trouvent au niveau de la lumière des tubes séminifères
an d’être évacués dans les voies génitales. Cette pro-
duction est continue durant toute la vie de l’homme
mais, avec l’âge, cette activité testiculaire diminue sans
pour autant s’arrêter complètement. Les cellules de
Leydig sécrètent l’hormone mâle, la testostérone, de
la puberté à la mort de l’individu, en une production
continue mais pulsatile. La testostérone est indispen-
sable à la fabrication des spermatozoïdes.
II.
es mécanismes hormonaux
La sécrétion de testostérone nécessaire à la fabrication
des spermatozoïdes n’est pas autonome, puisqu’elle est
sous la dépendance de l’axe hypothalamo-hypophysaire.
Restitution organisée des
connaissances
de l’homme adulte
a) Contrôle par l’hypophyse
L’hypophyse antérieure contrôle le fonctionnement
des testicules par l’intermédiaire de la sécrétion de
deux gonadostimulines
la
H
et la
La
H
(hor-
mone lutéinisante) stimule les cellules de Leydig qui
sécrètent en réponse la testostérone. La
Folliculo
stimuline hormone
agit au niveau testiculaire sur la
synthèse de protéines qui constitueront les récep-
teurs à la testostérone. La
S
H
active indirectement
la production de spermatozoïdes.
b) Contrôle par l’hypothalamus
L’hypothalamus contrôle les sécrétions des hor-
mones hypophysaires qui sont indispensables au
fonctionnement du testicule par l’intermédiaire
d’une neurohormone

la GnRH qui est produite
par des amas de neurones hypothalamiques dont
l’activité rythmique entraîne la sécrétion pulsatile.
c) Rétroaction exercée par la testostérone
Pour assurer le fonctionnement de l’appareil sexuel
mâle, la concentration plasmatique de testostérone
doit être maintenue constante. Or la testostérone se
dégrade constamment, sa concentration dans le sang
varie régulièrement, ce qui demande une régulation
permanente.
Ce sont les cellules du complexe hypothalamo-hypo-
physaire qui détectent les variations du taux de tes-
tostérone
elles émettent alors des messages codés en
modulation d’amplitude de neurohormone (GnRH) et
d’hormones (
H

qui agissent sur les cellules de
Leydig régulant la libération de testostérone.
Ainsi, le maintien de la concentration plasmatique
de testostérone à une valeur stable résulte d’une
rétroaction négative exercée par l’hormone elle-
même sur le complexe hypothalamo-hypophysaire
contrôlant sa sécrétion.
Le maintien de la concentration constante de tes-
tostérone, indispensable à la fabrication des sper-
matozoïdes, repose sur une boucle de régulation
qui comprend trois niveaux de contrôle

hypotha-
RE
La fabrication normale des gamètes
lors de la méiose.
Au cours de sa formation, chaque
gamète reçoit au hasard un chromo-
some de chacune des 23 paires. Ainsi,
les gamètes produits par un indivi-
du sont génétiquement différents.
Les cellules femelles portant deux
chromosomes X dans la 23
paire,
les gamètes femelles, ou ovules, por-
tent toujours un chromosome
Les cellules mâles contenant un
dans la 23
paire, les gamètes
mâles, ou spermatozoïdes, peuvent
porter soit un chromosome
, soit
un chromosome Y.
Le processus qui permet, à par-
tir de la cellule mère de gamètes
diploïdes (
2n
), de produire des
cellules haploïdes (
) est appelé
méiose et comprend plusieurs
étapes. Avant la méiose, une du-
plication des chromosomes se pro-
duit, chaque chromosome possède
alors deux chromatides.
La première division de la méiose,
dite réductionnelle, conduit à la for-
mation de deux cellules ne possé-
dant qu’un seul chromosome à deux
chromatides de chaque paire par
séparation des paires d’homologues.
La seconde division, dite équa-
tionnelle, conduit à la formation
de quatre gamètes possédant un
chromosome de chaque paire,
chaque chromosome ne possédant
qu’une seule chromatide.
On retrouve pour les deux divi-
sions, la prophase, la métaphase,
l’anaphase et la télophase.
La duplication des chromosomes.
La division d’une cellule de
l’être humain est préparée par
la duplication de chacun de ses
46 chromosomes. Pour cela, chaque
chromosome se fabrique une copie
strictement identique. Le chro-
mosome et sa copie sont appelés
chromatides et restent solidaires
en un point nommé centromère.
Ainsi, la duplication est la fabri-
cation d’un chromosome à deux
chromatides, à partir d’un chro-
mosome simple à une chromatide.
Elle se déroule dans le noyau des
cellules.
qu’il ne faut pas faire
• TraitOr NO la NifférOnMiation NO la gonaNO lors Nu
développement embryonnaire.
• ParlOr NO l’aMtion Nu gènO
Y
et aborder
le sexe génétique et le sexe phénotypique.
•DétaillOr lOs étapOs NO la méiosO.
S
ET
T
MB
A
S
R
CE T
Restitution organisée des connaissances
– Relation ovaires et utérus. (
jet national, septembre 2010)
Étude des documents
– La production des gamètes mâles. (Polynésie, septembre 2003)
– Des processus biologiques contrôlés par des hormones. (Amérique du Nord, juin 2005)
– Le rôle des oestrogènes. (Amérique du Nord, juin 2009)
Des spermatozoïdes.
Schéma-bilan
les mécanismes hormonaux contrôlant la
production des spermatozoïdes.
Spermatozoïdes vus au microscope.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
Les fonctions des testicules
À partir de la puberté, les testicules assurent une double
fonction
d’une part la
production des gamètes mâles
(spermatozoïdes), d’autre part la sécrétion de l’hormone
sexuelle mâle, la
testostérone
La
spermatogenèse
se déroule dans les
tubes sémini-
fères,
tandis que la production de testostérone est assurée
par les cellules interstitielles, ou
cellules de Leydig
, situées
entre les tubes séminifères. Au cours de la spermato-
genèse, des cellules diploïdes indifférenciées mais ca-
pables de se renouveler, les
spermatogonies
, s’engagent
dans la différenciation en devenant des
spermatocytes
Ces derniers subissent la
méiose
et donnent des
sperma-
tides haploïdes
qui se différencient en
spermatozoïdes
mobiles
lors de la
spermiogenèse
Chez l’homme, environ 3
L de sperme –
élange de
spermatozoïdes et de sécrétions des glandes annexes
ont émis à chaque éjaculation avec une concentration
moyenne de 100
illions de spermatozoïdes par mL, ce
qui représente environ
300
illions de spermatozoïdes
L’activité des testicules
La sécrétion de testostérone et la production des sper-
matozoïdes sont stimulées par
deux gonadostimulines
hypophysaires,
SH
Follicule stimulating hormone
et
H
uteinizing hormone
). La production de ces
hormones dépend elle-même de la sécrétion pulsatile
de gonadolibérine, ou
RH
Gonadotopin releasing
hormone
), une neurohormone hypothalamique.
L’
hypothalamus
est un centre nerveux qui subit des
inuences du reste du système nerveux. Il permet ainsi
la mise en relation entre environnement et reproduction.
Le taux de testostérone est maintenu à un niveau
sensiblement constant grâce à la
rétroaction négative
que cette hormone exerce sur l’
axe hypothalamo-
hypophysaire
. Il en résulte un freinage de l’activité de ce
complexe et, par conséquent, une baisse de la production
des gonadostimulines puis de celle de la testostérone. À
l’inverse, si la concentration de testostérone diminue, il
y a production accrue de gonadostimulines. Le taux de
testostérone ne varie que dans des limites étroites.
Par son action sur les cibles périphériques, l’hormone
mâle est indispensable au bon fonctionnement du
tractus génital, au maintien des caractères sexuels
secondaires ainsi qu’à la spermatogenèse.
La manifestation de l’activité
de l’appareil reproducteur
MhOz la fOmmO
Chez la femme, l’appareil reproducteur a une activité
cyclique qui se manifeste notamment au niveau des
ovaires (cycle ovarien) et de l’utérus (cycle utérin).
Le
cycle ovarien
comprend deux phases séparées
par l’ovulation
la phase pré-ovulatoire, ou phase
folliculaire, caractérisée par la croissance folliculaire, et
la phase post-ovulatoire, ou phase lutéale, caractérisée
par la formation du corps jaune.
Le
complexe hypothalamo-hypophysaire
contrôle
l’activité des ovaires, notamment la maturation des folli-
cules et le développement du
corps jaune
(
luteus
aune
en latin). Il assure ainsi une production cyclique des
hormones sexuelles
œstrogènes
pendant la phase
folliculaire et
progestérone
pendant la phase lutéale. En
outre, un pic sécrétoire des gonadostimulines provoque
l’ovulation, en moyenne tous les 28
ours.
Les hormones sexuelles agissent sur l’utérus (myomètre
et endomètre) en déterminant
les transformations
cycliques
(phase de prolifération puis phase de sé-
crétion) qui le rendent apte à recevoir un éventuel
embryon. Elles agissent également sur l’état de la glaire
cervicale qui devient ainsi perméable aux spermato-
zoïdes au moment de l’ovulation.
C
LE
OV
RI
EN
Caractérisé par l’évolution cyclique
des follicules ovariens.
À maturité, les follicules subissent
l’ovulation puis forment un corps
jaune. Cette évolution est associée
à une sécrétion cyclique d’hor-
mones ovariennes

œstrogènes
C
LE
U
T
ÉRI
N
Évolution cyclique de l’endomètre
utérin sous l’action des hormones
ovariennes.
C
LE
M
ENST
RU
EL
Comprend les cycles ovarien et
utérin dont les modifications
périodiques se réalisent environ
tous les 28 jours.
E
dit d’une cellule ou d’un orga-
nisme dont les chromosomes sont
identiques deux à deux et peuvent
être associés par paires d’homo-
logues. On note
2n
, le nombre de
chromosomes.
T
IMU
L
I
NES
Appelées également gonadotro-
phines ou hormones gonado-
tropes. Hormones hypophysaires
stimulant le fonctionnement des
gonades (
F
S
H
LH
).
E
dit d’une cellule ou d’un orga-
nisme dont le noyau contient uni-
quement un seul chromosome de
chaque pair. On note
le nombre
de chromosomes.
IO
E
Processus par lequel des cellules
haploïdes sont formées à partir
de cellules diploïdes, notamment
les gamètes.
ROHORMO
E
Hormone produite par des neu-
VOMÉC
N
Mécanisme dont la valeur de
consignes est périodiquement
modifiée. On parle de servo-
mécanisme dans le cas du fonc-
tionnement de l’axe hypothala-
mo-hypophysaire chez la femme.
OTS
La régulation de la fonction
reproductrice
la puberté, le tractus génital devient fonctionnel. Le fonc-
tionnement de l’appareil génital, dont dépendent la pro-
duction des gamètes et la gestation, est contrôlé par les
hormones sexuelles
testostérone chez l'homme, œstrogènes et
progestérone chez la femme.
Le déclenchement de l’ovulation
Chez la femme, comme chez l’homme,
le fonction-
nement du tractus génital dépend surtout de l’axe
hypothalamo-hypophysaire
une sécrétion pulsatile
de GnRH stimule la production des gonadostimulines
et
H
chaque cycle, la
stimule la croissance follicu-
laire et la
H
provoque la sécrétion d’œstrogènes.
Lorsqu’un des follicules a atteint la maturité (follicule
de Graaf), un
pic sécrétoire de
H
déclenche l’
ovula-
tion
, c’est-à-dire la libération de l’ovocyte, et la reprise
de sa méiose, bloquée en prophase
depuis la forma-
tion de l’ovaire, bien avant la naissance. L’ovocyte est
alors recueilli par le pavillon de la trompe, tandis que
les restes du follicule se transforment en
corps jaune
véritable glande endocrine temporaire productrice
de
progestérone
Au cours du développement embryonnaire, environ
illions d’ovocytes sont formés, mais les deux tiers
disparaissent avant la naissance et il n’en reste plus que
300
00 à la puberté.
Le plus souvent, un seul ovocyte
est émis lors de l’ovulation.
Au cours de la vie d’une
femme, seulement 400 à 450
vocytes seront donc
disponibles pour la fécondation.
Le déterminisme des cycles sexuels
Le contrôle du cycle sexuel dépend d’un
servo-
mécanisme
. Au début du cycle, les œstrogènes, produits
par les follicules ovariens, exercent une rétroaction
négative sur l’axe hypothalamo-hypophysaire. Le taux
d’œstrogènes augmente ainsi lentement. Toutefois,
lorsqu’une concentration critique en œstrogènes est
atteinte, la réponse de l’axe hypothalamo-hypophysaire
aux hormones sexuelles s’inverse et la rétroaction de-
vient positive. Il s’ensuit un pic de
H
qualié de décharge
ovulante, qui provoque l’ovulation. Ce double système
de
rétroaction
d’abord
négative puis positive
entretient
l’activité cyclique de l’ovaire
. Les œstrogènes produits
provoquent la prolifération de la muqueuse utérine
(éliminée à la n du cycle précédent lors des règles). La
progestérone, sécrétée par le corps jaune, provoque la
phase de sécrétion de l’utérus et exerce une rétroaction
négative sur l’axe hypothalamo-hypophysaire.
ns
nidation, le corps jaune dégénère, la progestérone chute
et la partie supercielle de l’endomètre est éliminée
(règles).
il y a un embryon, de nouveaux mécanismes
de régulation se mettent en place permettant son
maintien et son développement.
La ménopause
La ménopause est l’arrêt dénitif des
cycles mens-
truels
, en raison de la diminution de la réserve de
follicules ovariens
. Les primates sont une exception
hez la plupart des mammifères, les ovaires restent
fonctionnels jusqu’à la mort.
r le plan hormonal,
la ménopause s’accompagne d’une diminution de
la sécrétion des
œstrogènes
et d’une augmentation
de la sécrétion des gonadostimulines hypophysaires.
L’âge moyen de la ménopause est 50-51
ns Une
stérilité physiologique liée au vieillissement de
l’utérus peut se déclarer avant la ménopause.
RE
RE
L’appareil génital masculin.
L’appareil génital est un ensemble
d’organes intervenant dans la repro-
duction. Chez l’homme, ces organes
sont surtout externes avec le pénis
(ou verge) et les testicules contenus
dans les bourses. Par ailleurs, l’appa-
reil génital masculin est en relation
avec l’appareil urinaire puisque
l’urine est éliminée par le même
conduit que le sperme, l’urètre, mais
de façon non simultanée.
L’appareil génital masculin est
construit pour fabriquer des sper-
matozoïdes et les transmettre à la
femme. Il comporte ainsi
lO pénis ou organO N’aMMouplO
ment
NOux tOstiMulOs, ou glanNOs
sexuelles, productrices des sper-
matozoïdes ou cellules reproduc-
trices, encore appelées gamètes
mâles
NOux MonNuits génitaux ou spOr
miductes, par lesquels s’achemine
le sperme avant d’atteindre l’urètre
NOux vésiMulOs séminalOs Ot unO
prostate
glandes annexes assu-
rant, par leur sécrétion, la bonne
qualité du sperme.
L’appareil génital féminin.
Chez la femme, l’appareil génital
comporte surtout des organes
internes, situés dans l’abdomen.
e la fente vulvaire entourée

• lO vagin ou organO N’aMMouplO
ment

• NOux ovairOs ou glanNOs
sexuelles produisant les ovules
ou gamètes femelles

• NOux trompOs utérinOs, MonNuits
par lesquels s’achemine l’ovule
entraîné par les battements des
cils des parois des trompes

• un utérus ou organO NO la gOs
tation dans lequel se xe l’œuf
quand il y a eu fécondation et qui
est à l’origine des règles.
rétroaction
négative
freinage
n
R
H
n
R
FSH
œstrogènes
œstrogènes
LH
gonadostimulines
neurohormone
cycle
rapide
lente
première partie
du cycle
concentration
sanguine faible
activation
rétroaction
négative
OT
OT
PHYS
ovulation
PHYS
ation folliculaire

+

Principe de la régulation par rétroactions de l’axe gonadotrope
femelle.
X
C
ES
DU
MONDE
À CO
S
TE
La NéMouvOrtO NO vrais faux jumOaux
ébranlO MOrtains aMquis On matiôrO
de reproduction
p.
6
(Jean-Yves Nau, 28
ars
007)

ofesseur Axel Kahn, généticien moléculaire
Un travail N'unO importanMO fonNamOntalO
MonsiNérablO Ot N'unO trôs granNO portéO
éMonomiquO
p.
7
(Propos recueillis par Jean-Yves Nau, 25 février 1997)
Principe de la régulation physiologique de l’axe gonadotrope
mâle.
HYP
T
MU
eurones
hypothalamiques
(Gn
cibles
périphériques
rétroactions négatives
cellules à
FSH et LH
HYP
HYS

IEURE
FSH
FSH
LH
LH
circulation
générale
vaisseaux
sanguins
tube
séminifère
(cellules de
Sertoli)
cellules
interstitielles
(ou cellules
de Leydig)
circulation
générale
testostérone
H
Synchronisation des cycles de l’ovaire et de l’utérus.
ovulation
cle des hormones hypothalamo-hypophysaires
cle ovarien et des hormones ovariennes
cle utérin
phase folliculairephase lutéale
follicule
mûr
vaisseau sanguin
glande
muqueuse
utérine
muscle
utérin
phase sécrétoire
phase proliférative
phase pré-ovulatoire
phase post-ovulatoire
règles
jeune
follicule
futur
ovule
400
(ng/ml
-1
ovule
émis
corps
jaune
œstradiol
(pg/ml
-1
progestérone
g/ml
-1
FS
300
30
25
20
15
10
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
jours
250
200
150
100
50
300
200
100
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
E

D
ARTI
CL
E

D
RDER
OF
X DEVE-
LOPMENT (D
)
c’est sous
ce terme que l’intersexua-
lité a fait son entrée dans le voca-
bulaire médical, par un consensus
international adopté en 2005 à
Chicago. Contrairement aux trans-
sexuels, qui ont le sentiment d’ap-
partenir à l’autre sexe que celui
que la biologie leur a assigné, les
intersexuels ou hermaphrodites
présentent une ambiguïté sexuelle
constitutive, provenant d’une ano-
malie dans le déterminisme des
gonades (ovaires et testicules) ou
dans la différenciation des organes
génitaux. C’est une ambiguïté de
ce type que présente, peut-être, la
jeune
d-Africaine Caster
me-
nya, gagnante du 800
féminin
aux Mondiaux d’athlétisme de
Berlin en août 2009.
En Europe, un nouveau-né
sur 5
00 est concerné – soit, en
France, environ 200
ouveau-nés
par an. Dans l’hémisphère nord,
plus de 50
des D
touchent des
personnes dont le sexe génétique
est féminin (XX), aux ovaires cor-
rectement différenciés, mais qui
ont reçu de trop grandes quantités
d’hormones mâles (ou androgènes).
Ce déséquilibre est dû à une maladie
des surrénales
celles-ci fabriquent
plus d’androgènes qu’elles ne de-
vraient, ce qui virilise les embryons
féminins. On compense ce dérè-
glement par un traitement à base
de cortisone. Les petites lles ainsi
suivies seront fertiles, mais présen-
teront des signes de virilité.
Autre forme fréquente d’inter-
sexualité, le syndrome d’insensi-
bilité aux androgènes concerne
cette fois des personnes dont le
sexe génétique est masculin (XY),
et se caractérise par une absence de
récepteurs aux androgènes.
l’ab-
sence est totale, l’enfant deviendra
une femme stérile XY.
elle est par-
tielle, il est difcile de déterminer s’il
sera plutôt d’apparence masculine
ou féminine à l’âge adulte. À côté
de ces deux formes fréquentes, on
dénombre une trentaine d’autres
causes d’ambiguïté sexuelle.
Dans tous les cas, les personnes
atteintes de D
naissent avec
des organes génitaux atypiques.
Pour accéder à une sexualité «
or-
male
, il leur faut en général
subir une ou plusieurs opérations.
Aux États-Unis, des associations de
défense des droits des intersexués
militent pour que ces interven-
tions ne soient pas pratiquées à
la naissance, mais à un âge où le
patient peut décider lui-même de
son sexe d’assignation. La plupart
des médecins estiment quant à
eux qu’une intervention rapide
après la naissance reste préférable,
pour que l’enfant puisse grandir
en se situant comme garçon ou
comme lle.
Catherine Vincent
(2 décembre 2009)
ous avons tous
des cerveaux différents
L’être social échappe toujours au déterminisme biologique.
POURQUOI
T
C
E
Ce texte fait le point sur un
déséquilibre appelé
disorders
of sex development
(DSD)
qui introduit une ambigüité
quant au sexe phénotypique
d’un embryon,
alors même
que la détermination de son
sexe génétique lors de la fé-
condation s’est bien déroulée.
Le D
est dû à une anomalie
dans le déterminisme des go-
nades, conduisant l’embryon à
recevoir trop d’androgènes (cas
d’un embryon de sexe géné-
tique XX) ou à y être insensible
(cas d’un embryon de sexe gé-
nétique XY). Cette intersexua-
lité, ou hermaphrodisme, est
donc le résultat d’une altération
génétique. Il est important de
bien la distinguer de la trans-
sexualité qui, elle, ne relève pas
de la génétique.
Une naissance
sur 5
00 en Europe
es cerveaux des femmes
sont-ils différents de ceux des
hommes
ui et non. Oui, parce que le cerveau
contrôle les fonctions physiolo-
giques associées à la reproduction,
qui sont différentes selon le sexe.
Non, parce que le cerveau est le
siège de la pensée et, pour que
cette pensée émerge, le cerveau a
besoin d’être stimulé par l’environ-
nement. C’est un facteur essentiel.
À la naissance, seulement 10
des
connexions entre les neurones sont
présentes. Les 90
restants vont
se construire progressivement au
gré des inuences de la famille,
de l’éducation, de la culture, de la
société. Ainsi le cerveau, grâce à
ses formidables propriétés de
lasticité
, fabrique sans cesse des
nouveaux circuits de neurones en
fonction de l’expérience vécue par
chacun. Il en résulte que nous avons
tous des cerveaux différents. C’est
bien ce que montrent les nouvelles
techniques d’imagerie cérébrale
comme l’imagerie par résonance
magnétique (
RM
la variabilité
dans la forme et le fonctionnement
du cerveau entre les individus d’un
même sexe l’emporte sur la varia-
bilité entre les sexes.
Ces résultats contredisent les
observations des neurologues du
XIX
iècle sur la taille des cerveaux…
Pour la plupart des neuroana-
tomistes de l’époque, le fait que
les hommes aient en moyenne
un cerveau plus gros que celui des
femmes n’était pas lié à leur stature,
mais à leur supériorité intellectuelle.
Pourtant, on savait par les rapports
d’autopsie qu’il n’existe aucun
rapport entre la taille du cerveau
et l’intelligence. Ce qui compte en
matière de cerveau et d’intelligence,
ce n’est pas la quantité mais bien la
qualité des connexions entre les
neurones.
dit souvent que les femmes ont
une forte aptitude au langage et
que les hommes, se repèrent mieux
dans l’espace. Cette idée reçue a-t-
elle un fondement scientique
ette vision simpliste remonte
à la «
héorie des deux cerveaux
ancée il y a quarante ans
Des études
cliniques avaient montré qu’il existait
des asymétries entre les deux hémis-
phères. De là, le pas a été un peu vite
franchi pour expliquer les différences
entre les sexes par des différences
de latéralisation cérébrale. Ainsi, les
compétences des femmes pour le
langage seraient dues à un hémis-
phère gauche dominant, tandis que
les bons scores des hommes dans
l’orientation spatiale et en mathéma-
tiques viendraient d’un hémisphère
droit plus performant. Ces idées sont
de nos jours complètement dépas-
sées. L’imagerie cérébrale montre
que les deux hémisphères sont en
communication permanente et
qu’une fonction comme le langage
recrute une dizaine d’aires cérébrales
dans les deux hémisphères, indépen-
damment du sexe.
dit aussi que l’agressivité est
liée, chez les hommes, à la présence
d’une hormone mâle, la testosté-
rone. Cette idée a-t-elle un fonde-
ment scientique
hez les rats et les souris, il y a un
lien entre le taux de testostérone
et l’agressivité. De même, les hor-
mones sexuelles jouent un rôle très
important chez les animaux dans les
comportements de rut et d’accouple-
ment qui correspondent à la période
d’ovulation de la femelle. Mais l’être
humain échappe à ce déterminisme.
Le moment des rencontres et le choix
du partenaire n’ont plus rien à voir
avec les hormones, l’agressivité
non plus. Au cours de l’évolution,
l’
Homo sapiens
a été doté d’un cer-
veau unique en son genre avec un
cortex cérébral qui a dû se plisser
en circonvolutions pour arriver à
tenir dans la boîte crânienne.
on
déplisse virtuellement ce cortex,
on obtient une surface de 2
sur
m d’épaisseur
C’est dix fois plus
que chez le singe. Et notre cortex est
beaucoup moins réceptif à l’action
des hormones. Voilà pourquoi l’hu-
main est capable de court-circuiter
les programmes biologiques associés
à l’action des hormones.
r le plan
comportemental, tout ce qui relève
de l’humain se fait d’abord sur des
constructions mentales.
Pour vous, le masculin et le féminin
sont donc avant tout des notions
culturelles
la naissance, le petit humain
ne connaît pas son sexe, il va devoir
l’apprendre à mesure que se déve-
loppent ses capacités mentales. Entre
n et demi et 2
ns, seulement 10
es enfants sont capables de se
désigner en tant que garçons ou
lles. C’est l’inuence du milieu
familial, social, scolaire qui va faire
que l’enfant va progressivement
adopter des comportements corres-
pondants aux schémas identitaires
masculins ou féminins.
d’ailleurs les contraintes biolo-
giques jouaient un rôle majeur dans
les comportements des hommes et
des femmes, on devrait s’attendre à
observer des traits invariants com-
muns à toutes les civilisations. Ce
n’est pas le cas. À l’échelle de l’indi-
vidu ou de la société, il n’apparaît
pas de loi universelle qui différencie
les conduites des hommes et des
femmes. La règle générale est celle
de la diversité culturelle, rendue pos-
sible par les formidables propriétés
de plasticité du cerveau humain.
ropos recueillis
par Anne Chemin
(22 novembre 2007)
POURQUOI
T
C
E
La journaliste interroge la
neurobiologiste Catherine Vi-
dal sur la problématique des
différences entre hommes et
femmes et les inuences respec-
tives des facteurs biologiques et
de l’environnement.
n regard
est orienté vers le fonctionne-
ment du cerveau humain et
remet ainsi en cause des idées
reçues (supériorité intellectuelle
des hommes, etc.).
Pour Catherine Vidal, les in-
uences hormonales existent
et ne sont pas négligeables mais
le comportement humain relève
essentiellement de construc-
tions mentales élaborées par
l’éducation, de la culture et de
la société. Il n’y a pas d’un côté
les femmes et de l’autre les
hommes, mais des individus
possédant tous des cerveaux
différents, ce qui fait la richesse
de l’espèce humaine.
Les informations données
par cet article peuvent être
utilisées dans des questions
relatives à l’identité masculine
et féminine où l’on tente de
distinguer la part de l’inné et
de l’acquis dans notre compor-
tement et élargir la réexion
aux problèmes de l’orientation
sexuelle.
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rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
P
À
P
P
À
P
RY
e gène S
Y
permet la synthèse
d’une protéine S
Y
ou protéine
DF
qui agit sur le gène S
X
du
chromosome
7 qui, lui-même,
fabrique la protéine S
X
9 dont
la cible est le gène de l’
MH
situé
sur le chromosome
9. Ce dernier
synthétise l’hormone anti-müllé-
rienne dans les cellules de
rtoli
des tubes séminifères.
Les
free-martins
Chez les bovins, lorsque des ju-
meaux de sexe différents se dé-
veloppent dans l’utérus maternel,
les femelles sont généralement
stériles et présentent des organes
génitaux plus ou moins normaux.
Le free-martinisme peut se ren-
contrer chez le mouton, le porc et
la chèvre mais reste peu fréquent
chez ces espèces. Plusieurs anoma-
lies sont observées à la naissance

les voies génitales dérivant des
canaux de Müller sont interrom-
pues ou absentes
les canaux déférents et les
glandes accessoires sont souvent
présents
les organes génitaux externes
sont de type femelle.
En 1917, deux équipes de cher-
cheurs, Keller et Tandler en Au-
triche, Lillie et Chapin aux États-
Unis constatèrent que
les
free-martins
et leurs jumeaux
sont des faux jumeaux (2 œufs
distincts)
il n’y a pas d’anomalies de type
free-martin
dans les portées de
même sexe

– si, dans les portées gémellaires
hétérosexuées (mâles et femelles),
il n’y a pas d’anastomoses vascu-
laires au niveau du placenta, le
fœtus femelle est normal.
Leurs travaux permirent de
conclure qu’une hormone sé-
crétée par les testicules du ju-
meau mâle, et véhiculée par le
sang jusqu’au jumeau femelle,
était responsable de la mascu-
linisation des organes génitaux
internes des
free-martins
. Les
connaissances actuelles con-
rment l’action de la testostérone
et de l’hormone anti-müllérienne.
À
S
V
IR
L’intitulé complet du sujet
Comparez la différenciation du sexe masculin et du
sexe féminin et les mécanismes physiologiques mis
en jeu, de la fécondation à la naissance. Vous réaliserez
un exposé soigné qui comprendra une introduction,
un développement structuré, une conclusion et
au moins un schéma comparatif. Les étapes de la
différenciation des organes génitaux externes sont
exclues.
L’analyse du sujet
Il s’agit d’expliquer la différenciation des deux sexes
lors du développement embryonnaire, l’importance
du contrôle génétique et le contrôle hormonal.
La problématique
Comment s’effectue la différenciation des sexes
masculin et féminin de la fécondation à la naissance,
et comment interviennent les mécanismes physio-
logiques
troduction
Il faut traiter la différenciation des sexes
masculin et féminin au cours du dévelop-
pement embryonnaire, puis les mécanismes
physiologiques.
Le plan détaillé
du développement
I. Comparaison entre la différenciation des
sexes masculin et féminin
a)
ade indifférencié
Les embryons mâle et femelle ont le même
aspect. Les gonades sont indifférenciées.
Deux types de canaux
les canaux de Wolff
et les canaux de Müller.
b)
ade de différenciation des gonades
Différenciation des gonades en testicules
chez le mâle et en ovaires chez la femelle.
Le sexe gonadique se différencie à partir du
sexe génétique.
c)
ade de différenciation des voies génitales
On passe du sexe gonadique au sexe phéno-
typique. Chez le mâle, les canaux de Wolff
donnent les voies génitales. Chez la femelle,
les canaux de Müller se développent en voies
génitales femelles. Les organes ne seront fonctionnels
qu’à la puberté.
II. Les mécanismes physiologiques de la différencia-
tion des sexes masculin et féminin
a) Déterminisme des gonades sous contrôle génétique
Chez l’embryon masculin, le chromosome
possède
sur sa partie propre, le gène
Y
qui gouverne la
synthèse d’une protéine S
Y
Cette protéine active
l’expression de plusieurs gènes architectes, permet-
tant la différenciation de la gonade indifférenciée
en testicule. Chez l’embryon féminin, les gonades
indifférenciées se transforment en ovaires. Le sexe
génétique détermine le sexe phénotypique.
b) Déterminisme de la différenciation des voies géni-
tales sous contrôle hormonal
La testostérone produite par les cellules de Leydig
permet le maintien des canaux de Wolff à l’origine
de l’épididyme, du canal déférent, des vésicules sémi-
nales et de la prostate. L’hormone anti-müllérienne
produite par les cellules de
rtoli des tubes sémini-
fères, entraîne la régression des canaux de Müller.
Chez la femme, les canaux de Wolff régressent et les
canaux de Müller persistent et sont à l’origine de
l’utérus, du vagin et des oviductes.
nclusion
Restitution des connaissances
La différenciation du sexe masculin
Déterminisme du sexe phénotypique
L’intitulé complet du sujet
Certains individus présentent diverses anomalies
relatives aux chromosomes sexuels.
À partir de l’exploitation du document, précisez les
relations entre sexe génétique et sexe phénotypique.
Le document
Déterminisme du sexe phénotypique (A = autosomes).
L’analyse du sujet
L’analyse d’anomalies relatives aux chromosomes
sexuels permet de préciser les relations entre le sexe
RY
dans la mise en place du phénotype
masculin.
Les mécanismes physiologiques, c’est-à-dire hormo-
naux, peuvent être cités en conclusion, mais il n’est
pas nécessaire de les expliquer.
La problématique
Quels sont les liens entre le sexe génétique et le sexe
phénotypique
L'étude du document
D’après le document proposé, les individus de
phénotype masculin présentent (sauf dans un cas)
un chromosome
dans leur caryotype. Et, en l’absence
de chromosome Y (sauf dans un cas), les individus
présentent un phénotype féminin. Les deux exceptions
– rares – observées précédemment doivent correspondre
à des anomalies des chromosomes sexuels X ou Y.
En effet, l’existence d’hommes de caryotype 44
démontre que la présence d’un chromosome sexuel Y
n’est pas indispensable à la réalisation du sexe masculin.
C’est normalement le chromosome Y qui est porteur du
gène S
Y
mais seule la présence dans le caryotype de
ce gène S
Y
importe. Dans le cas proposé, le gène S
Y
doit être porté par un chromosome X qui a subi une
recombinaison.
Chez femmes de caryotype 44
Y, c’est l’absence
du gène S
Y
sur le chromosome Y (qui a subi une
recombinaison et la perte du gène S
Y
qui détermine
leur phénotype féminin.
nclusion
L’expression du gène S
Y
est nécessaire à la mise
en place du phénotype sexuel masculin. Le gène
Y
gouverne la synthèse d’une protéine S
Y
Cette
protéine active l’expression de plusieurs gènes ar-
chitectes permettant la différenciation de la gonade
indifférenciée en testicule. Chez l’embryon féminin,
en l’absence de ce gène, les gonades indifférenciées
se transforment en ovaires. Le sexe génétique déter-
mine le sexe gonadique. La différenciation des voies
génitales est ensuite sous contrôle hormonal, testos-
térone et hormone anti-müllérienne, permettant la
formation des voies masculines. Le sexe gonadique
permet le passage au sexe phénotypique. La puberté
constituera la dernière étape de la mise en place du
sexe phénotypique.
OM
R…
Farinelli.
Carlo Broschi dit «
arinelli
naît à
Andréa (Royaume de Naples) en 1705
et meurt à Bologne en 1782. Il appar-
tient à une famille de petite noblesse.
Castré à 7 ou 8
ns, il devient l’élève de
Porpora, grand professeur de chant.
Durant ses études à Naples, il est le
protégé des frères Farina et adopte
le surnom de «
arinelli
pour leur
marquer sa reconnaissance. D’une
virtuosité exceptionnelle, Farinelli
fera le tour des cours d’Europe puis
passera vingt ans à la cour d’Espagne
auprès de Philippe
, puis de son ls
Ferdinand. Il nira sa vie à Bologne,
en Italie.
La castration réalisée avant la puberté
permet au chanteur de conserver sa
voix de soprano, tout en bénéciant
d’un volume sonore du fait de la
capacité thoracique de l’adulte. L’ab-
sence de testostérone empêche la
mue vocale ainsi que la descente du
larynx. Les castrats apparaissent au
XVI
iècle, surtout en Italie et dispa-
raissent à la n du
XIX
iècle.
T
QUE
La puberté.
Des études ont montré que la puberté
avait lieu vers 13
ns chez la moitié
des lles et vers 14,8 ans chez la moitié
des garçons. Cette étude repose sur
des enquêtes an de connaître l’âge
des premières règles chez la lle et,
pour les garçons, le développement
corporel, la mue de la voix et des indi-
cateurs de maturité sexuelle comme
la masturbation. Pour 9 lles sur 10,
les premières règles interviennent
entre 11 et 14 ans et, pour les garçons,
le pic de croissance intervient entre
13 et 17 ans. (
urce

ed)
Schéma-bilan.
qu’il ne faut pas faire
• Partir Nu sMhéma NO synthèsO Ot l’OxpliquOr.
• RéMitOr lO Mours NO l’annéO.
• NO pas réorganisOr vos MonnaissanMOs
en fonction du sujet.
qu’il ne faut pas faire
• ÉtuNiOr MhaquO MolonnO Nu tablOau
sans les mettre en relation.
• RéMitOr son Mours.
S
ET
T
MB
A
S
R
CE T
Étude des documents
– Les anomalies de la différenciation sexuelle. (
jet national, juin 2005)
– Identication du sexe génétique et explication d’un phénotype particulier de Madame X.
jet national, juin 2007)
– Acquisition d’un appareil génital mâle. (Polynésie, juin 2010)
Caryotypes
Phénotypique
Féminin
sculin
Le plus
fréquent
44
+ XX44
+ XY
re44
+ X44
+ XXY
re
44
+ XY
et sans gène
4
+ XX
(présence
du gène
re44
+ XXX44
+ XYY
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
26
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
27
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
26
Sexe génétique et sexe
phénotypique

les caractères sexuels primordiaux
(gonades), les caractères sexuels primaires (voies
génitales et organes génitaux) et les caractères sexuels
secondaires (différences morpho-anatomiques, com-
portements sexuels).
L'intervention du génotype
dans l’établissement du
phénotype sexuel
L’étude d’êtres humains porteurs d’anomalies chromo-
somiques et les travaux expérimentaux sur la
souris ont montré que, quel que soit le nombre de

tous les embryons porteurs d’un
chromosome
deviennent mâles et tous ceux qui
en sont dépourvus deviennent femelles.
Le chromosome
porte, dans sa région non homologue
de X, un gène appelé
RY
(
exe-determining region Y
). Au
début du développement embryonnaire, la gonade
est indifférenciée, c’est-à-dire qu’elle est identique
chez les embryons mâles et femelles. L’activité
du gène

RY
induit le fonctionnement en cascade
d’autres gènes qui conduisent à la différenciation
de la gonade en testicule. En l’absence du gène S
RY
(ou si la protéine

RY
est défectueuse), la gonade se
différencie en ovaire.
RY
est un gène


qui déclenche l’expression en cascade
de nombreux gènes.
Il est hautement conservé chez
tous les mammifères étudiés. Comme tous les gènes,
son expression peut être inuencée par des facteurs
environnementaux.
Les étapes de la différenciation
de l’appareil sexuel au cours du
développement embryonnaire
Au début du développement, la
gonade indiffé-
renciée
est accompagnée de deux types de canaux
issus des reins embryonnaires
les
canaux de Wolff,
üller,
potentiellement femelles. Tous deux débouchent
dans un sinus urogénital indifférencié. L’évolution
de ces canaux est indirectement liée à l’activité du
gène architecte

RY
car elle dépend de la présence
ou de l’absence d’hormones testiculaires.
La
testostérone
et l’hormone anti-müllerienne
li des tubes

chez


chez le garçon. Les
appareils génitaux arrivent à maturité, ce qui donne
aux individus la
capacité de procréer
. La production
ROMO
M
Les chromosomes sont situés
, c’est-à-dire le patrimoine
L’être humain possède 23

chromosomes dont 1

La femme a deux
hromo-
somes
, alors que l’homme
possède un chromosome


Y.
Les chercheurs ont longtemps
cru que la différence entre les
deux
exes était uniquement liée
au chromosome

Y.
Ils pensaient, par ailleurs, que l’un
des deux


de la
femme était inactif.
Or, les généticiens, suite à l’ana-
lyse du chromosome
, ont pu
conrmer que celui-ci, était en
partie actif. Le chromosome

serait donc pas le seul responsable
des différences entre les hommes
est
défectueuse par endroit, l’autre
peut prendre le relais pour que la
cellule fonctionne correctement.
ROMO
M
Le chromosome humain
me-
sure seulement un tiers de la
taille du chromosome X et pos-
sède dix fois moins de gènes.
Mais il possède le gène S
Y
sexe-
determining-region Y
) qui inter-
vient dans la différenciation du
sexe masculin.
M
S
Les gonosomes sont également
appelés chromosomes sexuels

OGO
S
Les ovogonies sont des cellules à
l’origine des ovocytes provenant
de la différenciation des cellules
germinales dans les ovaires.
SP
M
T
GO
S
Les spermatogonies sont des
cellules à l’origine des spermato-
zoïdes, provenant de la différen-
ciation des cellules germinales
primordiales dans les testicules.
OTS
Devenir homme ou femme
du sexe
génétique au sexe phénotypique
L
e sexe d’un individu est tout d’abord déterminé par ses ca-
ractéristiques génétiques qui s'afrment lors du dévelop-
pement embryonnaire. Celles-ci permettent d’identier phy-
siquement le sexe du nouveau-né. L’identité sexuelle, quant à elle,
se construit au contact de notre société et de notre culture
elle
ne doit pas être confondue avec l’orientation sexuelle qui relève
de l’intimité de chacun.
de gamètes matures est continue chez l’homme
l

ours,
au moment de l’ovulation. La production stoppera
à l’arrêt de la sécrétion des hormones œstrogènes,
vers l’âge de 50

ans

: c’est la ménopause.
Les pics hormonaux d’
œstrogènes

– chez la femme, la pilosité se développe en particu-
lier sous les aisselles et au niveau du pubis, les seins
augmentent de volume, les hanches s’élargissent, les
règles apparaissent

– chez l’homme, la pilosité se développe de manière
générale sur tout le corps, et en particulier au niveau du
visage, les cordes vocales s’épaississent et la voix devient
plus grave (c’est la mue), la musculature se développe, le
pénis et les testicules augmentent de volume.
L’identité sexuelle et l’orientation
sexuelle
L’identité sexuelle se forge à partir de la combinaison
de plusieurs paramètres

– les

– le
ressenti propre
à chaque individu
qui est en général en
accord avec les sexes
une
femme transsexuelle
revendique une identité
masculine, un homme
transsexuel revendique
une identité féminine

– les normes sociales et
culturelles imposées dès
le plus jeune âge au tra-
vers des jeux d’enfant, des
comportements, coupes
de cheveux, tenues ves-
timentaires induits ou
imposés, etc. Le conditionnement social est tel

manqué

L’orientation sexuelle n’appartient qu’à la
sphère privée
, elle est souvent issue d’une prise de
conscience à la puberté de son
attirance pour une
personne de sexe opposé (hétérosexualité) ou du
même sexe (homosexualité).
L’orientation homosexuelle se heurte souvent à
des clichés
qui associent une femme homosexuelle

istiques

supposées sont sans fonde-
TS
LÉS
AU
M
S
Tous les chromosomes non
sexuels possédés par l’individu.
TR
NS
É
E
Ou
transgenèse
. Technique qui
consiste à introduire un ou plusieurs
gènes dans le patrimoine génétique
d’un organisme vivant an qu’il s’y
exprime. La transgénèse permet
d’étudier la fonction des gènes et est
également utilisée pour l’obtention
de nouvelles variétés végétales,
appelées
GM
DA
LÉS
1912

en évidence de la
présence de deux chromosomes X
chez la femme, un chez l’homme.
Le chromosome Y n’est pas iden-
1923

ation du chromo-
some Y.
1956

verte du nombre
de chromosomes humains grâce
au progrès de la microscopie
:
paires, dont une paire de chro-

1959
Les travaux des chercheurs
montrent que la présence ou non
du chromosome Y est en relation
avec le sexe des gonades.
1964

Découverte qu’il existe
des hommes avec deux chromo-


1984
Mise en évidence de l’exis-
tence de remaniements chromo-
somiques entre X et Y lors du
crossing-over
méiotique. Le chro-
mo-some X possède alors le gène
Y
normalement présent sur Y.
• 1991
ransgénèse du gène S
Y
dans des cellules œufs de souris.
An de conrmer le rôle du gène
RY
dans la différenciation des
gonades vers le sexe masculin,
l’équipe du professeur Koopman
a réalisé, en 1991, la transgénèse
du gène S
Y
Il s’agissait d’isoler le
fragment d’
DN
contenant le gène
Y
et de l’injecter dans des cellules
œufs de souris. Ils ont constaté que,
dans plusieurs cas, les embryons de
génotype XX ont développé des tes-
ticules et des voies génitales mâles.
Mais la présence des deux chromo-
somes X n’a pas permis la forma-
tion des spermatozoïdes chez les
souris.
Principe de la différenciation sexuelle.
X
C
ES
DU
MONDE
À CO
S
TE
« Nous avons tous NOs MOrvOaux
NifférOnts »
p.
0
(Propos recueillis par
ne Chemin,
22
ovembre
007)

e naissance sur 5
00
en Europe
p.
1
(Catherine Vincent, 2 décembre 2009)
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
24
ARTI
CL
E

D
re
FÉMININ
MASCULIN

ET
PROCRÉATION
(
RE
ET
ERM
es germes constituent
un milieu très favorable au
développement des bactéries
La bactérie qui a déjà provoqué la mort de 25
ersonnes en
rope et 2
00
nfections
rien qu’en
lemagne reste toujours insaisissable. Lundi 6
uin, les premiers tests sur
des graines germées d’une exploitation agricole bio allemande se sont révélés négatifs.
ous ne levons pas pour autant nos soupçons
, a toutefois précisé Gert Hahne, porte-
parole du ministère de la Consommation du Land de Basse-Saxe. «
a production de
graines germées, très favorable à la multiplication des bactéries, peut être la source de
la contamination en dépit de ces résultats négatifs
, conrme Christophe Nguyen-
e,
chercheur à l’
stitut national de la recherche agronomique (Inra) en microbiologie des
aliments d’origine végétale.
onnaît-on des cas d’épidé-
mies dues à des bactéries
E. coli
contenues dans des
germes

La souche d’
cherichia coli
O104-
coli
est, elle, très répandue sur la
planète, connue des scientiques,
et quelques grosses épidémies
ont déjà été observées sur tous
les continents.
En 1982, par exemple, une cin-
quantaine de personnes ont été
infectées aux États-Unis par des
cherichia coli
O157-H7 contenues
dans des steaks hachés. En 1996, la
même souche a aussi été observée
en Écosse, où elle a touché plus de
500
ersonnes. La même année,
le Japon a recensé 10
00 cas, dont
huit mortels, en raison de germes de
radis. En 2000, l’eau courante conta-
minée a fait 2
00 malades près de
Toronto au Canada. En France, deux
épidémies ont été enregistrées en
2005
dans le
d-Ouest, en raison
de steaks hachés pas assez cuits, et
dans le Calvados, où on avait détecté
la bactérie dans le camembert.
Les graines germées sont-elles
davantage exposées au dévelop-
pement de bactéries que d’autres
végétaux

Les graines germées sont indénia-
blement un milieu très favorable au
développement des bactéries. Ces
micro-organismes bénécient d’une
ambiance très humide et d’une
température élevée, supérieure
à 25
C, nécessaires à leur culture.
Ils se nourrissent par ailleurs des
matières organiques relarguées
par la germination. Dans cet envi-
ronnement propice, les bactéries
se multiplient très vite. À la récolte
des graines, après quelques jours, on
obtient bien plus de bactéries qu’au
départ, entre 10
00 et 100
00
ois
davantage selon les conditions d’hu-
midité et de chaleur.
Au contraire, la production de
fruits et légumes, dans des champs,
constitue un milieu très stressant
pour ces bactéries. Elles sont ainsi
on, malgré les résultats négatifs,
c’est-à-dire le fait que l’on n’a pas
retrouvé de lot contaminé, les
graines germées peuvent toujours
être à l’origine de l’épidémie. Les
contaminations sont en effet sou-
vent occasionnelles, sur certains
lots de graines en particulier. Or,
ces germes sont des produits dont
la durée de vie est courte. Les
lots testés n’ont donc rien à voir
out est possible. Les graines, si
elles s’avéraient à l’origine de l’épi-
démie, pourraient avoir été conta-
minées par le sol, après l’épandage
du fumier ou en cas d’intrusion
d’un animal dans une parcelle ré-
servée à la culture. Mais ces graines
pourraient aussi avoir été stockées
dans une enceinte souillée, lavées
dans une eau impure ou encore
conditionnées sans respect des
règles d’hygiène.
Christophe Nguyen-The,
propos recueillis
par Audrey Garric
(7 juin 2011)
POURQUOI
T
C
E
scherichia coli
O157-H7 qui a provoqué des
morts en Europe et en Alle-
), d’humidité et la pré-
sence de matières organiques
étaient favorables.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
ARTI
CL
E

D
re
23
ARTI
CL
E

D
re
es épidémies de grippe,
bronchiolite, rhume et
autres affections saison-
nières commencent à sévir
avec les premiers frimas. Très
contagieuses, ces maladies
infectieuses touchent des
dizaines de millions de per-
sonnes chaque année. La grippe
frappe quelque 2

Français, les rhumes et les
rhino-pharyngites en touchent
plusieurs dizaines de millions.
Et les gastro-entérites en indis-

Dans un spot télévisé, l’Institut
national de prévention et d’éduca-
tion pour la santé (
NPE
S)
rappelle
de bie
n se laver les mains. Il
faut aussi éviter les contacts
rapprochés avec des personnes
malades, porter un masque,
utiliser des mouchoirs à usage
unique, ou nettoyer la porte
es virus des infections
respiratoires se transmettent
par des gouttelettes pulvérisées
lorsqu’une personne tousse ou
éternue. Les particules dans
l’air peuvent aussi être conta-
minantes dans une pièce con-
née. De même, une personne
qui se mouche, ou se touche la
bouche, conserve des particules
virales sur les mains, qu’elle
peut transmettre à d’autres,
explique le docteur Christine
Jestin, médecin de santé pu-
blique, spécialiste des maladies
infectieuses à l’
INPE
S. Pour la
gastro-entérite, les modes de
transmission se font surtout
par les mains, par exemple
en contaminant les aliments
que l’on prépare si les mains
contiennent des particules
virales.

Plusieurs études, notamment
celle de l’épidémiologiste amé-
ricaine Allison Aiello, montrent
que le lavage des mains est
très efcace dans la prévention
des infections gastro-intesti-
nales (il les réduirait de 31

). Une étude réalisée sur

ui-
nazi, directeur du laboratoire.
es les solutions hydro-al-
cooliques continuent d’être
utilisées.
fant sur la vague,
ovembre, à l’Insti-
tut Pasteur, le lancement d’un
nouveau produit, No-Touch,
un distributeur automatique
à infrarouge de savon liquide
antibactérien à usage domes-
5,3
des personnes in-
terrogées déclarent se laver ré-
gulièrement les mains, 30,2

voquent une bonne hygiène

une bonne
hygiène en général
, indiquait
l’étude Nicolle réalisée en 2006
par l’
INPE
S avec l’Institut na-
tional de veille sanitaire (InV
.
32

des hommes inter-
rogés (contre près de 53

femmes) déclaraient faire ce
geste plus de dix fois par jour.
Cette règle d’hygiène élé-
mentaire est fréquemment
appliquée après un passage
aux toilettes et avant les repas
message classique délivré
dès l’enfance qui s’inscrit dans
le cadre de normes sociales
dix minutes suf-
fisent. Et nettoyer régulière-
ment sanitaires, cuisine… La
compréhension du rôle de
l’hygiène, en particulier dans la
prévention des maladies infec-
tieuses, à la n du
iècle, a
permis de réduire sensiblement
la transmission de ces maladies.
Mais l’avènement des vaccins,
INPE
Des mesures spéciques doi-
vent être prises avec les bébés,
plus vulnérables. «
n hiver,
il est préférable qu’ils évitent
les lieux de grande fréquen-
tation
, insiste la pédiatre
Claude Guyou-Estable. L’
INPE
conseille de porter un masque
pour s’occuper d’un bébé dès
que l’on a un rhume.
Mais attention, «

e renfor-
cement de l’hygiénisme expli-
querait l’augmentation forte
des allergies

selon Bertrand
Delaisi, pédiatre spécialisé en
pneumologie et praticien à
l’hôpital Robert-Debré. Tous les
germes ne sont pas nos enne-
mis. Le corps humain comporte
des milliards de bactéries, plus
que de cellules, qui ne provo-
quent aucune maladie dans des
circonstances n
ormales.
Pascale Santi
(23 novembre 2010)
ne législation stricte
C’est le Parlement eu-
ropéen et le Conseil
des ministres européen qui
dénissent les règlements en
vigueur concernant l’hygiène
alimentaire, conseillés par
l’Autorité européenne de sé-
curité des aliments. Appliqués
à l’échelle des États membres,
ils portent sur des procédures
e la ferme
à la table

censée garantir la
sécurité alimentaire à toutes
xant des règles spéci-
ques d’hygiène applicables aux
denrées alimentaires d’origine
animale
est entièrement dé-
diée aux «
iandes hachées, pré-
paration de viandes et viandes
séparées mécaniquement
. Elle
prévoit, en détail, les exigences
concernant les établissements
de production, les matières
premières, l’hygiène générale
pendant la production et l’éti-
quetage.
On y précise aussi bien la tem-
pérature
de l’eau destinée net-
toyage des outils que les délais
de préparation après l’abattage
des animaux ou les conditions
de la congélation des produits.
Des contrôles réguliers
Afin d’avoir l’assurance
du respect scrupuleux de ces
règlements, la Direction géné-
rale de la concurrence, de la
DGCCRF
GAL
effectuent
régulièrement des contrôles
sanitaires basés sur une ana-
lyse des risques, prenant en
compte les stades de produc-
tion et les produits les plus
risqués. En 2010, la
GAL
char-
gée notamment de la sécurité
des aliments d’origine animale,
a effectué par exemple plus de
300
00
ontrôles en élevage
et 65
00 prélèvements. Les fa-
bricants ont eux-mêmes l’obli-
gation de mener des «
to-
contrôles

sur leurs produits,
comme l’analyse systématique
de chacun des lots de viande.
De même qu’un restaurant
peu regardant sur l’hygiène
peut continuer son activité
pendant des années sans ja-
mais être inquiété, des acteurs
de la lière alimentaire peu-
vent également passer entre les
mailles du let des contrôles. La
GCCRF
précise qu’«
n opérateur
tenté de ne pas faire les contrôles
ou respecter les règlements court
un gros risque puisqu’il s’expose
à une peine de prison
.
«
e pas confondre sécurité et
qualité alimentaire

»

n’y a pas de raison
de stigmatiser Lidl plus qu’une
autre chaîne, les contrôles
sont les mêmes pour tout le
monde
, explique-t-on à la
CRF
qui précise qu’«

faut pas confondre la sécurité
alimentaire avec la qualité ali-
mentaire
.
dix steaks ha-
uin. Le ministre de la Santé,
Xavier Bertrand, a d’ores et
déjà annoncé qu’il souhaitait
engager un programme de re-
cherche pour lutter contre les
bactéries en cause. Quoiqu’il
en soit, pour la
GCCRF
la qua-
lité du contrôle de la chaîne
alimentaire n’est en aucun cas
mise en cause. Au contraire,
n France, le nombre d’intoxi-
cations alimentaires est très
très bas par rapport à d’autres
pays comme les États-Unis, par
exemple

où, selon l’Organi-
sation mondiale de la santé,

de personnes par
an, soit 24,6
de la population,
sont touchées par une intoxica-
tion alimentaire
Hélène David
(17 juin 2011)
laver les mains,
premier geste préventif
POURQUOI
T
C
E
Mieux vaut prévenir que
guérir... Contre les maladies
dont les modes de trans-
mission sont connus, la
prévention reste le meilleur
remède. Cet article reprend
les consignes élémentaires
POURQUOI
T
C
E
Cet article explique les mesures
prises par l’État pour garantir la
sécurité alimentaire.
curité
qui a pu être mise en doute à la
suite d’infections par la bactérie
cherichia coli
en Allemagne et
à l’intoxication alimentaire de
plusieurs enfants en France.
L’Union européenne est dotée
d’une règlementation stricte qui
introduit des contrôles sanitaires
aux différents stades de la pro-
duction des aliments. En effet,
des vérications régulières sont
effectuées par des organismes
d’État (la DGCCRF et la DGAL),
an de surveiller l’application
des règles sanitaires. Les in-
dustriels eux-mêmes doivent
également réaliser des contrôles.
Cependant, le consommateur
se doit de connaître les risques
de développement des micro-
organismes an d’être vigilant
et de veiller au respect des
conditions de conservation des
aliments qu’il consomme.
Bactérie
coli
faut-il douter
de la sécurité alimentaire
Jeudi, sept enfants originaires du Nord-Pas-de-Calais étaient hospitalisés à la suite
d’une intoxication par une bactérie
E. coli
.
ont en commun d’avoir consommé

eak Country

distribués

personnes en
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ope.
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écoles,
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Les documents
Document 1
Une maladie liée à l’alimentation
la salmonellose.
es bactéries responsables de la salmonellose sont
les salmonelles. On les trouve dans l’intestin, les
déjections et l’environnement. L’infection se fait par
la bouche par le biais de la nourriture ou de l’eau
souillée. La salmonellose est une maladie grave et
souvent mortelle pour de nombreux animaux, qui
peut être contagieuse pour les hommes. La salmo-
nelle est une bactérie dite "mésophile" car
elle se développe dans une fourchette assez
large de températures (5°
à 47°
). Cette
bactérie existe en petit nombre dans les
aliments mais un taux trop élevé est respon-
sable d’une
IA
(toxi-infection alimentaire)
a salmonellose.
ocument 2
Températures internes de cuisson recomman-
dées pour préserver la sécurité alimentaire.
œuf, vOau Ot agnOau (morMOaux Ot pièMOs
entières)

– mi-saignant, 63°

C

– à point, 71°

C

– bien cuit, 77°

C.
orM (morMOaux Ot pièMOs OntièrOs)
olaillO (par OxOmplO poulOt, NinNO, Ma
nard)

– morceaux, 74°

C

– volaille entière, 85°

C.
ianNO haMhéO Ot mélangOs NO vianNOs
(par exemple hamburgers, saucisses, bou-

– bœuf, v

C

– volaille, 74°

Document 3
Effet de la température sur les micro-organismes.
Bactéries psychrophiles
qui peuvent vivre à des
températures variant de 5 à 30°
et dont le déve-
loppement est optimal à 15°
Bactéries thermophiles
qui sont capables de vivre
à des températures extrêmement élevées, mortelles
pour la majorité des êtres vivants.
Bactéries saprophytes
qui sont capables de se nourrir
de matière organique en décomposition.
elevez, parmi toutes les techniques de conservation
évoquées, celles qui impliquent une transformation
physique et celle qui met en jeu une réaction chimique.
2.
xpliquez l’effet de la température sur le dévelop-
pement des salmonelles.
Le commentaire argumenté
La conservation des aliments pose des problèmes en
termes de santé individuelle et publique. Vous rédigerez
un article de presse visant à sensibiliser les consomma-
teurs à cette question et notamment à les convaincre
d’adopter des attitudes responsables entre l’achat d’un
steak haché surgelé et la consommation de celui-ci, cru
ou cuit, pour préserver leur santé.
Vous développerez votre argumentation en vous ap-
puyant sur les documents et votre culture (qui intègre,
entre autres, les connaissances acquises dans différents
champs disciplinaires).
La prolifération des bactéries.
La multiplication des cellules bac-
tériennes comprend une phase
d’accroissement de la cellule
(dimension, masse, volume) puis
une phase de division qui est la
séparation de la cellule mère en
deux cellules lles.
Dans des conditions optimales
de développement (nutriments,
température), la population
bactérienne double toutes les
vingt minutes. Ainsi à partir
d’une seule cellule, en 6
eures,
la population bactérienne atteint
262
44
ellules
RE
RE
Quelques infections alimentaires
dues à des micro-organismes.
La listériose est due à une bac-
térie
Listeria monocytogènes
qui
provoque un état pseudo-grippal
et des infections mortelles du
fœtus, du nouveau-né ou des en-
fants prématurés.
• LO botulismO Ost Nû à unO baM
térie anaérobie, le
Clostridium
, qui libère une toxine,
. Coli
O157:H7
Étude de documents
Les salmonelles
OM
R…
qu’il ne faut pas faire
• ÊtrO Monfus Nans sOs OxpliMations.
• Af�rmOr sans utilisOr NO NonnéOs sMiOnti�quOs
pour appuyer ses arguments.
• NO pas rOspOMtOr la formO Nu tOxtO NOmanNé,
ici un article de presse.
T
NS
LÉS
Chaîne du froid
Lorsqu’un aliment est transporté,
il doit être conditionné dans des
locaux ou des véhicules qui res-
pectent les températures de conser-
vation tout au long du transport
il
s’agit de la chaîne du froid.
Fermentation
La fermentation est une réaction
biochimique qui se réalise grâce à
l’action d’enzymes microbiennes
vant le type de fermentation,
différents produits sont synthéti-
L’information se trouve dans le document 3.
armi les techniques de conservation des aliments
citées, on peut distinguer la congélation, la cuisson,

les transformations physiques à savoir congé-

onseils

Partir des données du document 1 pour


°C (document

En dessous de 5

les salmonelles arrêtent leur
développement mais ne sont pas détruites. Les
réactions chimiques nécessaires au développement
ne peuvent plus se réaliser.
À partir de 5

les bactéries se multiplient len-
tement, puis leur développement s’accroît avec
l’augmentation de la température. Les conditions
optimales de température se situent vers 37
C. En
effet, une température élevée favorise la prolifé-
ration des cellules. Par contre au-delà de 47
C, les
bactéries sont détruites par la chaleur (documents
e
t
).
Le corrigé du commentaire
argumenté
Conseils
Accordez-vous un peu de fantaisie et
laissez aller votre imagination pour la rédaction de
La bactérie salmonelle, du genre
Salmonella
.
+ 120°C
+ 100°C
stérilisation
(chaud)
(pasteurisation basse)
(pasteurisation haute)
(ébullition de l'eau)
(tiède)
réfrigération
réfrigération
basse
Proposition de corrigé
Des mesures simples pour une bonne hygiène alimentaire
Régulièrement, la multiplication de bactéries pathogènes sur des aliments provoque des infections qui ont
des conséquences plus ou moins graves sur la santé

gastro-entérites, infections diverses… En 2011, en Alle-
magne, une contamination des aliments par la bactérie pathogène

a ainsi provoqué plusieurs morts

La température, surveillez la température

Prenons un exemple simple


Le respect des températures de conservation est alors essentiel. Tout
d’abord, munissez-vous d’un sac isotherme ou d’une glacière an de maintenir la température de votre
viande surgelée pendant le transport jusqu’à votre domicile. Dès votre arrivée, placez votre steak au congé-

C) ou à décongeler dans votre réfrigérateur (5

À -18

les micro-organismes arrêtent tout développement mais ne sont pas détruits. À 5

les salmonelles

Si vous cuisez la viande, il est conseillé de la porter à plus de 71

ce qui
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L’E
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N
TIE
L
D
C
UR
re
Les aliments
un bon
milieu de culture pour
les micro-organismes
micro-organismes
sont des
êtres vivants constitués d’une
seule cellule
. Ils puisent dans
le milieu leurs nutriments et y
rejettent leurs déchets. Chaque
espèce microbienne est plus ou
moins exigeante quant aux pa-
ramètres physico-chimiques de
son milieu de vie (température,
LU
O)
ainsi que sa date limite
de consommation (
LC
le
chauffage
de l’aliment
est
microbicide
. Il est d’au-
tant plus efficace que la
température est élevée
a stérilisation
HT
(ultra-
haute température) stérilise
ainsi totalement le lait
le
maintien au froid
permet
de ralentir la croissance des
micro-organismes mais ne les tue
pas
c’est pour cette raison qu’il ne
faut pas recongeler un produit décongelé
et qui n’a pas sufsamment cuit
l’
acide
présent naturellement dans certains ali-
ments, comme les fruits, les protège en partie de la
contamination microbienne et de son développe-
ment. Les autres aliments peuvent être acidiés par
ajout de vinaigre (cornichons) ou de jus de citron
par exemple. L’action d’un micro-organisme peut
produire un acide qui protège l’aliment contre les
concurrents pathogènes (fermentation lactique des
produits laitiers, de la choucroute, etc.)
la
déshydratation
et la
lyophilisation
amènent
l’aliment à un taux tellement bas d’humidité que
les micro-organismes meurent ou ne peuvent plus
se développer
l’adjonction d’une
grande quantité de sucre
, dans
les contures par exemple, fait éclater les micro-
organismes, ce qui explique la très longue durée de
conservation de ces produits
la
salaison
élève fortement le taux de sel à l’intérieur de
l’aliment et en diminue l’humidité, l’effet sur les micro-
organismes est le même que la forte teneur en sucre, etc.
nserver les aliments par des
méthodes chimiques
Les
additifs alimentaires
destinés à améliorer la
conservation des aliments ou des préparations
N
BA
ÉRI
E
Micro-organisme unicellulaire
procaryote, dépourvu de mem-
brane nucléaire. Le matériel géné-
tique est dans le cytoplasme.
I
S
R
Champignon dont le mycélium
forme un feutrage lorsqu’il se
développe sur la matière orga-
nique. Il s’observe facilement sur
des fruits en décomposition.
PAT
dit de tout organisme qui peut
provoquer une maladie.
TOXI-I
FE
O

L
M
NTA
R
Maladie développée à la suite de
l’ingestion d’aliments contaminés
par des micro-organismes patho-
gènes, bactéries, virus, parasites
ou prions. Elle peut concerner de
nombreuses personnes (
IAC
toxi-
infection alimentaire collective.).
PER
ONN
GE
PO
T
Louis Pasteur (1822-1895)
Louis Pasteur est le pionnier de la
microbiologie. D’abord physicien et
chimiste, il travaille sur la dissymétrie
moléculaire puis sur les fermenta-
tions. Il démontre que toute fermenta-
tion est due à la présence d’un micro-
organisme et constate le rôle et la
spécificité d’action des micro-
organismes.
À 40 ans, Pasteur devient biolo-
giste. Il remet en cause la doctrine
de l’époque sur la génération
spontanée et découvre les micro-
organismes qui se développent en
absence de dioxygène. Il propose
le terme «
naérobie
pour les
désigner. Ces travaux permettent
d’appliquer la méthode microbio-
logiste à l’industrie et à l’agriculture.
Vers l’âge de 55
ns, Pasteur oriente
ses travaux vers le domaine médical.
Il étudie les maladies infectieuses,
élabore des méthodes d’atténuation
de la virulence des microbes et met
au point le principe de la vaccina-
tion. Il crée une nouvelle discipline
’immunologie. L’Institut Pasteur est
inauguré en 1888.

S
M
OTS

CLÉS
alimentaires se classent en deux grandes catégories
conservateurs

on dit qu’ils
s’oxydent. Leur aspect se modie et leurs quali-
tés gustatives et nutritionnelles sont modiées
(rancissement des matières grasses, noircissement
nserver les aliments par
des méthodes physiques
Pour éviter la dégradation des aliments, on peut les
mettre
à l’abri de l’air et de l’eau
(sous vide ou sous
atmosphère protectrice),
de la lumière
(emballage
opaque) ou
les refroidir
(réfrigération).
On peut aller plus loin en utilisant les
changements
d’état de l’eau contenue dans les aliments
la
congélation
utilise la solidication de l’eau en
glace. Dans ces conditions, les micro-organismes ne
peuvent pas proliférer, mais ils ne sont pas tous tués
la
surgélation
utilise le même principe mais le

– la
lyophilisation

l’eau par surgélation puis sublimation (passage
direct de l’état solide à l’état gazeux à très basse

– l’
irradiation
des aliments par des rayonnements
ionisants, également appelée pasteurisation à froid,
autorisée en France depuis 2001, vise à détruire les
micro-organismes, ralentir le mûrissement et éviter
la germination.
Les inconvénients des techniques
de conservation
Les techniques de conservation utilisées actuellement
peuvent présenter des inconvénients importants
tération des qualités gustatives de l’aliment
(aspect extérieur, odeur, arôme, etc.). Il y a incontes-
tablement une différence de goût importante entre
le lait cru et le lait
T
,
par exemple, car le chauffage
à très haute température détruit de nombreux
composés essentiels, dont certains arômes


altération des qualités nutritionnelles
. La sté-
rilisation ou l’irradiation des aliments détruit les
vitamines. Pour cette raison, on doit en rajouter dans
le lait stérilisé, par exemple, pour garantir une teneur
proche de celle du lait avant traitement. Les conserves
alimentaires sont en général beaucoup plus salées
que l’aliment d’origine, ce qui augmente le goût. De
plus, la stérilisation
HT
modie les protéines du
lait qui sont moins bien assimilées par l’organisme
isques pour la santé
. Le sel ajouté dans de nom-
breux produits en guise de conservateur provoque, à
long terme, une déminéralisation de notre squelette

de nombreuses de
substances sont considérées comme nocives pour
le tube digestif et pour l’assimilation des vitamines,

Les aliments dans notre assiette,
qualité et conservation
L’irradiation des aliments en débats.
L’irradiation des aliments, ou
ionisation, a été mise en place
dans les années 1960 dans le but
de détruire les bactéries, de ralen-

S
Une toxine contre les rides
la toxine
botulique.
La toxine botulique est sécrétée
par une bactérie, le
présente dans le sol.
En cas d’ingestion, elle provoque
rapidement la mort suite à la pa-
ralysie des muscles respiratoires
et locomoteurs en agissant au
niveau des synapses neuromus-
Des conserves ou des salaisons
mal préparées peuvent être à l’ori-
gine de contamination mais sont
extrêmement rares de nos jours.
Cette toxine est utilisée à très
faible dose en chirurgie esthé-
tique afin de réduire les rides
du visage. Des injections sont
OI
C
ES
DU
MONDE
À CO
S
TE
SO lavOr lOs mains, prOmiOr gOstO prévOntif
p.
2
(Pascale Santi, 23
ovembre
011)

ctérie
Coli
: faut-il douter de la sécurité alimentaire ?
p.
3
(Hélène David, 17 juin 2011)
• «
Os gOrmOs MonstituOnt un miliOu trôs favorablO au NévOloppOmOnt NOs baMtériOs
p.
4
(Christophe Nguyen-
e, propos recueillis par
drey Garric, 7 juin 2011)
Les changements d’état physique de la matière.
QUID
GA
SO
D
solidication
fusion
condensation solide
liquéfaction
sublimation
vaporisation
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ARTI
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ARTI
CL
E

D
re
ersonne n’ignorait que
l’usage d’engrais en agri-
culture, comme la com-
bustion d’énergies fossiles dans
l’industrie ou la forte circulation
automobile en zones urbaines,
avait un impact sur l’environne-
ment, à travers la dispersion de
composés azotés comme les ni-
trates. Mais jamais son coût tant
économique que sanitaire n’avait
été évalué en Europe. Or celui-ci
est loin d’être négligeable, révèle
une étude rendue publique, lundi
11
vril, lors d’une conférence
internationale «

, organisée par le
Centre d’écologie et d’hydrologie
d’Édimbourg (Écosse).
Fruit de cinq années de travail
mené par des chercheurs de toute
l’Europe, cette étude, «
valuation
européenne pour l’azote
, estime
le coût annuel des dommages
causés par l’azote dans l’Union
européenne de 70 à 320
illiards
d’euros, soit de 150 à 740
uros par
personne et par an.
En augmentant les rendements
agricoles, les engrais azotés ont
certes permis d’accompagner la
demande alimentaire croissante.
Il n’empêche, ce coût des dom-
mages liés aux excès d’azote dans


reconnaît Jean-François
ussana de l’Institut national de
la recherche agronomique (
ra),
illions d’Européens
résident dans des zones où le taux
de nitrates dans l’eau dépasse les
seuils réglementaires, avec des
risques sur la santé s’ils boivent
régulièrement cette eau sans
qu’elle soit bien traitée. La pollu-
tion azotée de l’air due à la pulvé-
risation d’engrais sur les cultures
agricoles, mais aussi à l’industrie
00 à
400
00
ersonnes en Europe.
À cela s’ajoutent les phéno-
mènes d’algues vertes et de zones
marines biologiquement mortes
provoqués par les nitrates qui
se répandent le long des côtes

choix a été fait en Europe
d’une certaine spécialisation ré-
gionale alors qu’une polyculture
, relève Jean-François
ussana. En partie du fait de
cette spécialisation régionale,
aujourd’hui, «
es effluents
d’élevage sont davantage consi-
dérés comme un déchet qu’ils
ne sont utilisés comme fertili-
sants
, abonde Pierre Cellier,
autre chercheur de l’
I
nra ayant
contribué à l’étude, «

le lisier
issu des exploitations d’élevage
peut s’utiliser comme engrais
organique pour les cultures vé-
gétales
. Cela permettrait de
minimiser la dispersion d’azote
dans l’environnement.
Pour Pascal Ferey, chargé de l’en-
vironnement à la Fédération na-
tionale des syndicats d’exploitants
agricoles (
N
A
, encore faudrait-il
que la réglementation française
et européenne encourage de tels
transferts. «
r dans les zones forte-
ment exposées à la pollution, d’un
côté, le taux d’azote organique issu
des élevages est xé à 170
g maxi-
mum par hectare et par an et, de
l’autre, les exploitations de cultures
de végétaux peuvent utiliser plus
de 200
g d’azote par hectare sous
formes de produits chimiques
relève cet agriculteur.
Réduire les excès d’azote dans
l’environnement passe aussi, pour
les chercheurs, par une évolu-
tion des habitudes individuelles.
L’usage de véhicules «
ropres
la n des longs trajets en voiture
ou encore une consommation
raisonnée de viande sont en effet
autant de façons de limiter son
mpreinte azote
Laetitia Van Eeckhout
(14 avril 2011)
Pollution à l’azote
une
lourde facture pour l’Europe
ne étude sans précédent évalue de 150 à 740
POURQUOI
T
C
E
Cet article retranscrit les
conclusions d’une confé-
rence internationale sur
le thème «

où les
travaux des chercheurs
ont estimé le coût annuel
des dommages causés par
l’azote en Europe.
Il s’agit
d’un nouvel éclairage sur

pollution de l’air, de
et finissent
par être deux fois supé-
rieurs aux bénéces.
Une modification des
pratiques agricoles mais
également des pratiques
individuelles apparaît dès
lors indispensable.
De l’herbicide Roundup
mesuré dans l’eau de pluie
Lorsqu’on le cherche, on nit bien souvent par le trouver. C’est, en somme, le message de
travaux rendus publics par l’
Geological Survey (U
GS
n août, attestant de l’ubiquité
du glyphosate – la molécule active du
undup, l’herbicide le plus utilisé au monde.
es chercheurs américains
travaillant dans le cadre
du programme national
d’évaluation de la qualité de l’eau

e premier
rapport sur les niveaux ambiants
de glyphosate
, écrivent dans leur
compte rendu Paul Capel, chimiste
à l’
S,
et ses coauteurs.
Ces derniers ont collecté près
d’une centaine d’échantillons d’air
et d’eau de pluie dans trois régions
agricoles du Mississippi, de l’Iowa
et de l’Indiana, au cours de la sai-
son végétative.
lon les régions,
la molécule active du Roundup est
retrouvée dans 60
à 100
des
échantillons. Les quantités mesu-
rées demeurent faibles. Dans l’air,
elles ne dépassent pas 9,1
icro-
grammes par litre (µg/l) et 2,5
g/l
dans les précipitations.
Les chercheurs ont aussi tenté
d’estimer la présence d’un rejeton
du glyphosate, l’acide aminomé-
thylphosphonique (
MPA
, dans
lequel il se dégrade. Celui-ci est
retrouvé dans plus de 50
des
échantillons, à des niveaux compa-
rables à ceux du glyphosate.
Quel est l’effet de telles doses sur
la santé humaine
Ils sont vraisem-
blablement ténus. Le glyphosate
n’est pas classé comme carcinogène.
Quelques études épidémiologiques
suggèrent néanmoins une incidence
légèrement accrue de cancers du sang
(lymphome non hodgkinien) chez
les utilisateurs réguliers du Roundup.
D’autres chercheurs suspectent un
effet tératogène, le glyphosate serait
responsable de malformations fœ-
tales en cas d’exposition maternelle.
Quant aux dégâts sur l’environne-
ment, ils demeurent méconnus, mais
des effets sur la faune aquatique (pois-
sons, batraciens) ont été documentés
ces dernières années. Les quantités
épandues ne cessent de croître. Outre-
Atlantique, elles ont été favorisées, dès
1996, par l’adoption des cultures géné-
tiquement modiées dites «
oundup
Ready
, résistantes à l’herbicide. Plus
de 90
du soja, 22
du maïs et
23
du coton américains sont ainsi
oundup Ready
Les données de commercialisation
suggèrent que la quantité de glypho-
sate épandue aux États-Unis est pas-
sée de 9
00
onnes en 1992 à plus
de 80
00
onnes en 2007.
ns que
cette tendance haussière ne montre
le moindre signe d’essoufement
dans les dernières années.
lon un rapport de 2006 de
l’Institut français de l’environne-
ment (
FEN
, le glyphosate et l’
MPA
sont, en France, les contaminants
les plus fréquemment retrouvés
dans les eaux de surface, bien qu’au-
cune culture «
oundup Ready
n’y
soit pratiquée.
Stéphane Foucart
(9 septembre 2011)
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Les documents
Document 1
Document 2
Devenir des engrais dans l’environnement dans une
exploitation maraîchère.
Document 3
Quantité de nitrates restant dans le sol après la récolte
en fonction de la dose d’azote apportée à la culture.
L’azote est un élément fertilisant mais il est également
potentiellement polluant car son utilisation peut
conduire à une accumulation de nitrates dans les
sols. Une expérimentation a été réalisée au Québec
dans une ferme produisant des pommes de terre. Les
résultats calculés à partir des données de 2004, 2005
et 2006 sont reportés sur le
graphique à suivre.
Document 4
Rendement relatif d’un champ de pommes de terre
en fonction de la dose d’azote appliquée lors de la
plantation.
• L'Oau On quOlquOs MhiffrOs
884
illions de personnes n’ont
pas accès à une eau potable de
qualité

2,6

ds de personnes ne
disposent pas d’installations
sanitaires de base

– 2
illions de personnes, surtout
des enfants, meurent à la suite
d’infections liées à une eau im-
propre à la consommation.
• L’aMMès à l’Oau potablO NOviOnt
un droit de l’homme grâce au
texte de l’
u du 28
uillet
010.
Le texte
éclare que le droit à une
eau potable propre et de qualité et
à des installations sanitaires est un
droit de l’homme, indispensable à
la pleine jouissance du droit à la vie
(
u, résolution du 28 juillet 2010.)

S
La pollution des cours d’eau en
France.
Entre janvier 2008 et décembre
2010, on comptabilise
643
éversements de carburants,
huiles de vidange et/ ou lubriants
dans les cours d’eau
7
00
onnes d’hydrocarbures
rejetés dans les eaux douces dont
00
onnes dans la plaine de
la Crau en août 2009 (Bouches-
du-Rhône) et 478 tonnes dans
l’estuaire de la Loire, à Donges, en
mars 2008.
Ces catastrophes, qualifiées de
marées noires intérieures, ont
un impact non-négligeable sur
l’environnement.
urce
Gaëlle Dupont, «
orte
progression de la pollution des
cours d’eau en France»,
Le Monde
10.03.2011.)
Étude de documents
Analyse de l’eau d’un village
qu’il ne faut pas faire
• TraitOr lOs NoMumOnts sans lOs mOttrO On rOlation.
• OubliOr N'étoffOr sOs réponsOs à l'aiNO
de ses connaissances.
Le sujet
Les questions
Le maire de ce village a émis un avis déconseillant
provisoirement la consommation de l’eau du robinet.
À l’aide des documents et de vos connaissances, répon-
dez aux questions suivantes
1
.
ustiez l’avis émis par le maire.
2.
ontrez comment l’apport d’azote par les agricul-
teurs peut être source de pollution de l’eau. Votre ré-
ponse prendra en compte notamment les interactions
entre le sol et les nitrates en termes, d’échanges d’ions.
Remarque
dans ce sujet, les documents ne sont pas
abordés dans l’ordre et c’est à vous de bien repérer quel
document permet de répondre à chaque question.
Le commentaire argumenté
Un agriculteur du village utilise 175
g/ha d’azote
pour ses cultures de pommes de terre. Développez
une argumentation pour le convaincre de diminuer
cet apport d’azote aux cultures.
Le corrigé des questions
1.
ans le document 1, il s’agit de repérer les para-
mètres dont les valeurs ne respectent pas les limites de
qualité
toutes les valeurs des paramètres sont dans
les normes à l’exception des nitrates dont la valeur
est de 65
g/L alors que la limite de qualité est une
valeur inférieure à 50
g/L
le critère de potabilité
de l’eau n’est pas respecté.
2.
’étude du document 2 permet de présenter le trajet
des engrais, il est à relier à vos connaissances sur
le complexe argilo-humique. La partie des engrais
qui s’inltre dans le sol interagit avec le complexe
argilo-humique. Le document
traduit la quantité
de nitrates résiduels dans une ferme produisant des
pommes de terre en fonction de l’apport d’azote.
Il faut donc mettre en évidence le lien entre l’apport
d’azote et nitrates résiduels
en absence d’apports
d’azote, 48
g/kg de nitrates résiduels
stabilisation
des nitrates résiduels à 60
g/kg pour des apports
entre 110
g/ha à 137
g/kg
au-delà de cette valeur,
excès d’azote qui ne peut être prélevé par la culture.
Ainsi, un excès d’apport d’azote provoquera un
excès de nitrates résiduels très solubles dans le sol

inltration, provoquera
la pollution des aquifères, nappes phréatiques et
rivières notamment.
Le corrigé du commentaire
argumenté
L’analyse du sujet du commentaire
Il s’agit de convaincre un agriculteur d’utiliser moins
d’engrais en vous référant aux documents et à vos
connaissances. Les résultats et les conclusions des
documents du sujet sont à réinvestir. Vous devez
rédiger une lettre à l’agriculteur avec des arguments
scientiques en faveur d’une réduction d’engrais.
Source
ministère du
avail, de l’
ploi et de la Santé.
Nitrates résiduels en mg/kg de sol
120
100
20
050100125150175
T
NS
LÉS
Lutte biologique
La lutte biologique protège les

– dispersion importante des in-

– attaque ciblée du ravageur

;

– respect de l’environnement

– absence de pollution

– sécurité alimentaire.
Pluies acides
Les pluies acides résultent des
pollutions atmosphériques dues
2) et des oxydes
d’azote (N
O
x) qui sont transpor-
tés par les vents et qui retombent
au sol avec les précipitations.
i l’acidité n’est pas neutralisée,
elle provoque des dommages
Proposition de corrigé
Monsieur,
Vous cultivez des pommes de terre et vous utilisez 175
g/ha d’azote an d’augmenter le rendement. Au regard des
analyses et des études scientiques réalisées, cet apport d’engrais n’est pas le plus adapté. Votre objectif est, bien sûr,
d’augmenter votre production de pommes de terre par hectare, tout en réduisant le coût de production. Cependant,
il est également essentiel de préserver l’environnement des pollutions. Plusieurs arguments sont en faveur d’une ré-
duction de votre épandage d’engrais. Tout d’abord, les analyses d’eau de votre village révèlent un excès de nitrates.
Leur valeur est de 65
g/L alors que la valeur limite de potabilité est xée à 50
g/L. Il y a donc pollution de la nappe
phréatique, ce qui rend l’eau du robinet impropre à la consommation (document
). Un excès de nitrates dans l’eau
est un risque pour la santé et plus particulièrement pour les femmes enceintes et les bébés. Dans l’organisme, les
nitrates se transforment en nitrites qui réduisent les capacités de transport du dioxygène par l’hémoglobine. À plus
long terme, les nitrates participent à la formation de nitrosamines ayant des effets cancérigènes. L’excès de nitrates
est directement lié à la quantité d’azote pulvérisée dans les champs. En effet, seule une certaine quantité d’azote, sous
forme d’ions nitrates, peut-être xée par le complexe argilo-humique du sol et absorbé par les plantes. L’excès est
lessivé par les pluies et entraîné vers la nappe phréatique et les rivières (document
). Ce qui provoque une proliféra-
tion des algues qui consomment le dioxygène de l’eau aux dépens de certaines espèces de poissons qui risquent de
disparaître. Les conséquences sur l’environnement sont donc importantes. Les études pour un champ de pommes de
terre ont montré qu’un apport d’azote jusqu’à 137
g/ha augmente peu la quantité de nitrates résiduels (60
g/kg) mais
qu’au-delà l’augmentation est très importante, provoquant alors une pollution des réserves aquifères. Un apport de
175
g/ha entraîne 100
g/kg de nitrates résiduels (document 3).
Vous craignez une baisse de vos rendements
i vous diminuez la dose d’engrais azotés… En réalité, les mesures de
rendements pour un champ de pommes de terre montrent qu’ils sont au maximum pour un apport de 125
g/ha.
En dessous ou au-dessus de cette valeur, le rendement diminue (document
)
Au vu de tous ces éléments, je vous
conseille donc de réduire votre apport d’engrais à 125
g/ha, ce qui vous permettra d’obtenir un rendement maximal,
de réduire votre coût de production par diminution des frais d’engrais, tout en préservant la nappe phréatique
ParamôtrO
Limite de qualité
éférence de qualité
mmonium (en NH
+

0,04

mg/L
00,1
aér. reviviables à 22°-

68

0 n/mL

aér. reviviables à 36°- 44

0 n/mL


mL
0 n/100
s coliformes/100ml

-
M
0 n/100

mL
0 n/100
ganique total

mg/L C
mg/L C
e libre

0,10

mg/LCl2

e total
0,10

mg/LCl2

oloration

5

mg/L Pt
mg/L Pt

C
421

µS/cm
1100
µS/cm
ocoques /

100

ml-
M
0 n/100

mL
0 n/100
E
cherichia coli /

100

ml-
M
0 n/100

mL
0 n/100
er total
20

µg/l
00

µg/L
cherichia coli /

100ml

-
M
0 n/100

mL
0 n/100
ates (en
NO

mg/L
ates (en
NO
0,02 mg/L
0,5 mg/L
O
qualitatif)

T
ature de l’eau
10,0°

C
itre alcalimétrique
1,0°

F

T

F

T
itre hydrotimétrique


,05 unité pH
Résultats des analyses du contrôle sanitaire des eaux destinées à la consommation humaine.
050100150200
100
20
ndement relatif en %
DosO N'azotO On kg/ha
Pulvérisé
Dispersé dans
l’atmosphère
Lessivé
nltré
«
E
e contenant
es maraîchères
DosO N'azotO (On kg/ha)
050100150200
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
re
13
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
re
e trouve-t-on dans l’eau
aucune de ces eaux n’est chimiquement pure
n effet, l’eau est un solvant et, au cours de son cycle
naturel (ruissellement, inltration, etc.), elle dissout
tte eau est-elle potable
Pour dénir si une eau est
potable
, la législation
européenne xe un certain nombre de
normes

– la
qualité organoleptique
(saveur, odeur, couleur,

– la
qualité micro-biologique
(absence de micro-
organismes pathogènes)

– les
paramètres physico-chimiques
(pH, tempéra-

– la
composition chimique
(concentration maximale
de certaines substances toxiques ou indésirables
étaux lourds, nitrates, phosphates, pesticides,
S
anté (
www.sante.gouv.fr
ndre potable une eau naturelle

– traitements
physiques
pour éliminer les particules
en suspension (tamisage, décantation, ltration,
ottation)

– traitements
physico-chimiques
pour faciliter
l’agglomération des particules nes (oculation,
coagulation)

– traitements
biologiques
pour dégrader les ma-
tières organiques biodégradables

– traitements
chimiques
pour désinfecter l’eau et la
protéger des contaminations tout au long du circuit
de distribution (ozonation, chloration).
Il ne faut pas confondre le traitement de l’eau potable
avec le traitement des eaux usées, en station d’épu-
ration, avant leur rejet dans le milieu naturel. L’eau
rejetée par une station d’épuration n’est pas potable.
Eau dure ou eau douce
La
dureté
d’une eau dépend de sa teneur en
ions
calcium et magnésium
. Elle s’exprime en
degré
français
(°f ou °fH)
on considère qu’une eau est très
douce quand sa dureté est inférieure à 15°fH, et très
dure quand elle est supérieure à 40°fH.
Plus une eau est dure, plus elle entraîne la formation
de tartre (
dépôt calcaire
) dans les canalisations et les
appareils électroménagers
elle impose également
l’augmentation des dosages de savon, de lessive
et autres produits détergents. Par contre, comme
eau de boisson, elle apporte plus d’ions calcium et
magnésium qu’une eau douce.
L
. Le chimiste a un rôle important

analyser
CAH
e complexe argilo-humique ou
AH
est constitué d’argiles et d’hu-
mus. La surface de cet agrégat est
chargée négativement. Il est donc
capable de xer des ions, c’est une
surface d’échanges des ions entre le
sol et les solutions.
Dosage
C’est la détermination de la concen-
tration d’une substance dans un
échantillon. Il peut se faire par
comparaison avec des solutions
étalons dont on connaît les diffé-
rentes concentrations de la subs-
tance. On peut alors utiliser une
échelle de teinte, un graphique ou
une relation de proportionnalité
entre un paramètre mesurable et
la concentration de la substance.
Eutrophisation
Ce processus est déclenché par un
apport excessif de substances nutri-
tives (nitrates et phosphates) dans un
milieu aquatique, entraînant la proli-
fération des végétaux aquatiques. Les
bactéries aérobies augmentent leur
consommation en dioxygène pour
décomposer les végétaux morts et
lorsque le dioxygène vient à man-
quer ce sont les bactéries anaérobies
qui se développent en dégageant des
substances toxiques (méthane, am-
moniac, etc.). Les poissons et autres
organismes aquatiques meurent en
absence de dioxygène. Toutes les
mers, de nombreux lacs, rivières et
euves sont touchés.
Potabilité
Une eau est potable si elle respecte
des normes précises concernant des
paramètres biologiques, physico-
chimiques, organoleptiques, par
exemple la teneur en ions, en
concentration bactérienne, pH,
température, etc.
Produit phytosanitaire
Il vise à protéger les plantes des
maladies ou à les soigner avec,
dans la plupart des cas, l’objec-
tif d’obtenir un bon rendement.
Il fait partie des pesticides et
contient des éléments actifs,
chimiques ou d’origine naturelle,
qui peuvent être polluants pour
l’environnement.

S
N
OT
I
ONS

CLÉS
Les systèmes adoucisseurs d’eau reposent générale-
ment sur des
résines échangeuses d’ions
. Les ions
calcium et magnésium sont retenus par la résine qui
libère en échange des ions sodium. Pour régénérer la
résine, on injecte (dans un autre circuit) une solution
riche en ions sodium, ce qui provoque la libération
il est le lieu
d’échanges constants entre les minéraux, les végé-
AH
est un élément
du sol résultant de l’agglomération de particules
argileuses et d’humus. Chargé négativement, il
retient les cations (et indirectement certains anions),
AH
est analogue à celui
de la résine échangeuse d’ions

il est en
équilibre
avec les ions présents dans l’eau inltrée dans le

le
AH
va xer
AH
va en libérer jusqu’à ce qu’un nouvel
équilibre soit atteint.
Les méthodes utilisées pour
augmenter les rendements
agricoles
Un
agrosystème
est un écosystème créé par
l’homme dont la
productivité
est bien supérieure
à celle d’un
écosystème naturel
. Pour augmenter le
rendement
des cultures, l’homme utilise des
engrais

De plus,
l’utilisation excessive d’engrais peut polluer les

erbicides, fon-
gicides, insecticides
, et autres substances destinées
à lutter contre les nuisibles, sont généralement peu
dégradables. Ils contribuent à la pollution de l’eau, et
ser les substances actives
Le dosage par comparaison est une méthode de
dosage facilement accessible, puisqu’elle permet de
déterminer sans calcul (ou presque) la concentration
d’une substance donnée dans un échantillon, en la
comparant avec une ou plusieurs
solutions étalons
de concentration connue de cette même
substance. Le dosage par comparaison peut
prendre plusieurs formes
comparaison visuelle avec une
échelle
de teinte
(si la substance recherchée est
colorée, ou si on peut faire apparaître une
substance colorée par réaction chimique de
cette substance avec un réactif)
utilisation d’un
graphique
liant un para-
mètre mesurable avec la concentration de
la solution. Ce paramètre peut être l’absor-
bance mesurée par un spectrophotomètre, le
volume ajouté dans un dosage volumétrique,
etc. ;
– utilisation d’une
relation de proportionna-
lité
entre un paramètre mesurable (comme
précédemment) et la concentration de la
solution.
Qualité des sols et de l’eau
Les ions.
• LOs ions sont NOs partiMulOs
chargées électriquement. Ces der-
nières sont formées d’un atome,
ou d’un groupe d’atomes, qui ont
gagné ou perdu un ou plusieurs
électrons. La valeur de la charge
électrique de l’ion est indiquée
à la n de la formule chimique
de ce dernier, en exposant, en
multiple de la charge électrique
élémentaire
Ces ions, parmi lesquels le cal-
cium, le magnésium et le sodium,
par exemple, sont présents dans
l'eau en quantité inme et sont
indispensables pour tous les
êtres vivants, animaux et végé-
taux.
• DO nombrOux ions sont iNOnti
ables par des réactions caracté-
ristiques, par exemple

– l’ion chlorure réagit avec une
solution de nitrate d’argent,
formant un précipité blanc qui
noircit à la lumière

;
) à pH =
10

la solution de
vire du
bleu au rose

– l’ion sulfate réagit avec une
solution de chlorure de baryum,
formant un précipité blanc

– l’ion carbonate réagit avec les
acides. On observe un dégage-
ment gazeux de dioxyde de car-
bone (qui trouble l’eau de chaux)
l’ion potassium donne une

– l’ion calcium Ca
agnésium Mg
– l’ion potassi
um K
dium Na
um NH
ydronium H
– l’ion chlorure C1
-
– l’ion nitrate NO
– l’ion sulfa
te
S
O
4
– l’ion carbonate CO
– l’ion hydrogénocarbonate HCO
ate PO
– l’ion hydroxyde HO
X
C
ES
DU
MONDE
À CO
S
TE
Pollution à l'azotO : unO lourNO faMturO
pour l'Europe
p.
6
(Laetitia Van
ckhout, 14 avril
011)

l'herbicide
undup mesuré dans
l'eau de pluie
p.
7
(Stéphane Foucart, 9 septembre 2011)
NH
+
Ca
2+
Ca
2+
NH
+
2+
2+
Ca
2+
délisation du complexe argilo-humique.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
10
ARTI
CL
E

D
re
ARTI
CL
E

D
re
our satisfaire les besoins ali-
mentaires de la planète, il va
falloir sensiblement augmen-
ter la production agricole, et, dès
lors, réinvestir massivement dans
l’agriculture. Massivement, mais
urtout différemment
, estime
le rapporteur spécial des Nations
unies pour le droit à l’alimentation,
le Belge Olivier De
hutter.
Mardi 8
ars, devant le Conseil
des droits de l’homme de l’
u à
Genève, il devait appeler la com-
munauté internationale à «
ne
réorientation radicale des investis-
sements dans l’agriculture
Jusqu’alors, les politiques de
soutien à l’agriculture visaient es-
sentiellement à orienter celle-ci vers
un mode de production industriel.
Pour M. De
hutter, il faut à présent
qu’elles soutiennent «
’agroécolo-
gie
, autrement dit qu’elles favori-
sent le développement d’une agri-
culture s’appuyant sur la polyculture
plutôt que la monoculture, utilisant
des semences traditionnelles plutôt
qu’industrielles, des biopesticides
et des engrais organiques plutôt
que des produits de synthèse, pour
lutter contre les espèces invasives et
fertiliser les sols.
Les traductions de l’agroécologie
sont par nature diverses puisqu’à
chaque écosystème correspond un
type de production adapté. Dans les
provinces occidentales de Tanzanie,
par exemple, l’agroforesterie a per-
mis de transformer 350
00
ec-
tares de terres, qui étaient hier
appelées le «
ésert de Tanzanie
en une zone agricole riche. Car les
arbres fertilisent les sols, limitant le
recours aux engrais azotés, et ils y
permettent également une rétention
de l’eau de pluie.
Au Kenya, au lieu d’utiliser des
pesticides, quelque 25
00 agri-
culteurs recourent depuis 2009
à la stratégie de la «
épulsion-at-
traction
. Elle consiste à planter
du Desmodium dans les champs de
maïs an d’en éloigner les insectes
tout en les attirant aux abords des
champs. Cette simple technique
permet de doubler le rendement
tout en améliorant le sol. Par
ailleurs, le Desmodium peut servir
de fourrage.
Ces modes de production à faible
utilisation d’intrants, et qui préser-
vent les ressources, «
euvent être
hautement productifs
, relève M.
De
hutter, qui, dans son rap-
port annuel remis au Conseil des
droits de l’homme, cite toute une
série d’expériences concluantes.
’agroécologie, insiste-t-il, est
une réponse au dé de la pauvreté
rurale.
risO NO la pauvrOté
appuyant sur des biopesticides
ou des engrais organiques produits
localement, utilisant des plantes
pouvant capter l’azote et fertiliser
les sols, l’agroécologie diminue en
effet la dépendance des agriculteurs
à l’égard des engrais chimiques et
les rend moins vulnérables à l’égard
du crédit et des subventions. Ils pro-
duisent à moindre coût, sans risque
de tomber dans la spirale de l’endet-
tement, et voient leurs revenus aug-
menter. L’agroécologie limite aussi la
dépendance envers l’énergie fossile,
contribuant ainsi à l’atténuation du
changement climatique.
roduire plus ne sufra pas. La
crise que nous affrontons n’est pas
seulement une crise de l’offre, devait
souligner, mardi, M. De
hutter.
C’est aussi une crise de la pauvreté
l faut augmenter les revenus dans
les zones rurales, où résident 75
es personnes les plus pauvres, an
qu’elles puissent se nourrir digne-
ment. Et c’est une crise écologique
es méthodes de production non
durables accélèrent le changement
climatique et la dégradation des sols
et épuisent les réserves d’eau douce,
menaçant à terme notre capacité
à nourrir la planète.
Pour M. De
hutter, ces crises peuvent être sur-
montées. Pourvu que l’on «
hange
de cap
Laetitia Van Eeckhout
(9 mars 2011)
eut-on stopper les marées
vertes sans condamner l’agri-
culture bretonne
Oui, selon
les calculs de chercheurs de l’Institut
national de la recherche agrono-
mique (
ra) de Rennes. Les scienti-
ques répondent ainsi aux craintes
du monde agricole, qui redoute qu’à
force de vouloir réduire les rejets
de nitrate on élimine toute activité
agricole avant d’avoir éradiqué les
algues.
u début des années 1970,
onvaincu que le modèle
de l’agriculture intensive
et productiviste ne pourra
répondre aux besoins d’une planète
qui comptera bientôt 9
illiards
d’habitants, il avance des solutions
concrètes. Il relate l’histoire de trois
aventures françaises de «
ocial
business
à vocation humanitaire.
Créée en 1994, la société
T
S
a mis au
point un kit comprenant semences,
bâches et outils pour cultiver un
uperpotager
an de produire
des fruits et légumes en consom-
mant quatre fois moins d’eau avec
un rendement trois fois supérieur
à celui d’un jardin classique. Pour
combattre la déforestation en
Afrique, l’organisation non gouver-
nementale ProNatura a développé
une technologie permettant de fa-
briquer du «
harbon vert
. Il s’agit
de récupérer des résidus agricoles
an de les brûler pour les transfor-
mer en charbon végétal. L’épandage
des cendres permet ensuite de ferti-
liser les sols.
La dernière histoire n’est pas la
moins surprenante. Les feuilles
des végétaux verts contiennent en
abondance des protéines, de la vi-
tamine A et du fer, dont manquent
cruellement les personnes souffrant
de malnutrition. D’où l’idée du
groupe coopératif France Luzerne
de fabriquer des pilules à base de
luzerne concentrée qui peuvent être
facilement ingérées. Avec un budget
de 5
uros par an et par enfant, af-
rme Xavier de Bayser, il est possible
de vaincre la malnutrition.
Le point commun de toutes ces
initiatives
Elles visent à encou-
rager un développement «
ocal
n optimisant l’exploitation des
ressources des pays concernés, plu-
tôt qu’en tablant sur l’aide des pays
développés. «
uand un homme a
faim, mieux vaut lui apprendre à
pêcher que lui donner un poisson
dit un proverbe chinois.
Jérôme Porier
(5 avril 2011)
Pour nourrir la planète, l’«
groécologie
oit remodeler l’agriculture
livier De Schutter, rapporteur spécial des Nations unies pour le droit à l’alimentation,
vite à «

changer de cap

».
POURQUOI
T
C
E
La population mondiale ne cesse
d’augmenter et il est urgent de
rééchir à une autre façon de gérer
les agrosystèmes. Le rapporteur
spécial des Nations unies pour
le droit à l’alimentation explique
qu’il faut modier notre mode
de penser l’agriculture et déve-
loppe le concept d’agroécologie
qui donne une analyse nouvelle
des problématiques liées à l’agri-
culture intensive et suggère des
solutions concrètes.
L’agroécologie est un concept
d’agriculture durable qui en-
globe plusieurs problématiques
limentaires, économiques,
écologiques, etc. On peut dire,
en quelque sorte, que cette ap-
proche de l’agriculture s’intègre
dans le concept de développe-
ment durable.
Cet article peut
être réinvesti dans les sujets où
il est demandé de faire le bilan
de l’agriculture intensive et
d’expliquer les solutions pour
une gestion durable de l’agri-
culture. Il sera aussi très utile
pour des oraux, où la culture
générale est importante.
POURQUOI
T
C
E
Cet article présente
L’Effet
papillon
de Xavier de Bayser.
Les exemples proposés peu-
vent permettre
d’illustrer
un sujet de restitution de
connaissances en T
S,
d’étoffer un commentaire
argumenté en 1
re
ES, L.
Ils
révèlent que les solutions
trouvées localement répon-
dent aux besoins réels des
pays concernés, favorisant
leur autonomie.
Un éau possible à combattre
sans sacrier l’agriculture
Ressources naturelles
R),
qui entend
appliquer les principes du développement durable à la gestion nancière, Xavier de

dans toutes les
rivières de Bretagne
, rappelle
Pierre Aurousseau, chercheur à
l’Inra. La quantité de nitrate dans
les rivières de Bretagne atteint
aujourd’hui 30
g/l en moyenne,
avec des concentrations bien plus
élevées par endroits.
edescendre à 20
g/l n’aura

pour commencer à
rendre la quantité d’algues vertes
acceptable

prévient Alain Me-
nesguen, directeur de recherche
à l’Institut français de recherche
pour l’exploitation de la mer
(Ifremer). Mission impossible
pour beaucoup d’agriculteurs,
qui estiment avoir déjà fait d’im-
portants efforts
les rejets d’azote
culminaient à 38

Encore 75
00 tonnes de nitrate
xcédentaire
s’écoulent chaque
année des bassins versants bretons
vers la mer.
lon l’Inra, il serait possible
de supprimer cette pollution
en jouant pour moitié sur les
apports d’engrais minéraux –
responsables de l’injection de
100


de nitrates dans
les terres de Bretagne chaque
année – et pour moitié sur les
nitrates d’origine animale, qui
totalisent 240
00
onnes par
an. En clair, cela reviendrait à
épandre 35

d’engrais minéraux

taille du cheptel. «
’est une baisse
sensible, mais pas monstrueuse

la

ligne Pierre Aurousseau. La région
concentre aujourd’hui la moitié
du cheptel national de porcs, la
moitié des volailles et près du
tiers des vaches laitières.
Les organisations écologistes
appellent à une évolution en
ais,
au-delà des agriculteurs, c’est
toute la lière agroalimentaire
qui refuse d’évoluer
, regrette
Gilles Huet, délégué général de
l’association Eau et rivières de
Bretagne. Manière de rappeler
que les exploitants ne sont pas
seuls en cause, alors que l’indus-
trie agroalimentaire pèse 40
de
l’économie régionale.
égoire Allix
(28 juillet 2011)
POURQUOI
R
IC
LE
Cet article traite un exemple
français de pollutions par les
nitrates. Une région entière,
arées vertes
) le
long du littoral en raison des
efuents chargés également de
nitrates.
À travers cet article, on com-
prend que les solutions à trou-
ver doivent prendre en compte
à la fois les aspects écologiques
(protection de l’environnement
et de la biodiversité), les aspects
économiques de la région, spé-
cialisée dans l’élevage de porc,
mais étant aussi une région tou-
ristique où la qualité du littoral
doit être préservée, les aspects
humains (santé alimentaire,
niveau de vie des agriculteurs
et de leur famille ainsi que
les conséquences sur la lière
arées vertes
mais les
agriculteurs sont inquiets face
à des mesures qui peuvent avoir
d’importantes répercussions.
Ainsi, pour une gestion durable
de l’agriculture, tout change-
ment doit être appréhendé de
façon globale.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
P
À
P
re
P
À
P
re
L’intitulé complet du sujet
L’amitrole est un herbicide non sélectif, très soluble
dans l’eau, peu persistant dans le sol où il est rapide-
ment décomposé par voie microbienne.
À partir des informations extraites des documents
1 et 2, mises en relation avec vos connaissances,
déterminez un mode d’action possible de l’amitrole.
Les documents
Document
e graphique ci-dessous représente les effets de
l’application d’un traitement unique à l’amitrole sur
des plants de blé et de haricot.
L’activité photosynthétique des plants est mesurée
entre deux et trente heures après le traitement.
Pendant toute la durée de l’expérience, les plants sont
maintenus à la lumière. Les valeurs sont exprimées
en pourcentage par rapport aux taux présentés par
des plants témoins non-traités.
Le transfert de matière
et d’énergie dans les écosystèmes.
• LOs éMosystèmOs sont Monstitués
d’êtres vivants. Ceux-ci forment
des réseaux trophiques au sein
desquels il y a des transferts de
matière et d’énergie. Le réseau
alimentaire est constitué de
nombreuses chaînes alimentaires
ayant des maillons communs
entre elles.
• Tout êtrO vivant proNuit sa
propre matière et est donc un
producteur. Les producteurs
primaires sont les végétaux
chlorophylliens. Ils réalisent la
photosynthèse c’est-à-dire la
synthèse de matière organique
chlorophylles,
ceux-ci se nourrissent
des précédents.
On peut aussi trouver des consom-
Étude de documents
:
Mode d’action d’un herbicide
OM
R…
acteur épandant un traitement phytosanitaire ou de l’engrais sur un champ.
É A

B

S
CE T
H
È
M
Étude de documents
– Un exemple d’
GM
le maïs Bt 176.
(Antilles-Guyane, juin 2005)
qu’il ne faut pas faire
• ÊtrO vaguO ou trop suMMinMt sur
le commentaire des documents,
ne pas citer les chiffres.
• NO pas mOttrO On rOlation lOs NoMumOnts OntrO Oux.
Document
taille des jeunes plants ainsi que leur concen-
tration en chlorophylle et en caroténoïdes sont
mesurées douze jours après la mise en culture.
oblématique
Comment l’herbicide agit-il pour détruire les mau-
vaises herbes

L’étude des documents
I. Informations tirées du document
es plants de blé et de haricot ayant reçu un traitement
unique à l’amitrol développent une activité photo-
synthétique plus faible que les plants témoins non-traités
deux heures après l’injection, 90
pour le haricot

% pour le blé

– trente heures après, 60

% pour les deux plantes.
L'amitrol freine donc l'activité photosynthétique
des végétaux testés.
II. Informations tirées du document

Plus les doses d’amitrol imprégnant le support de
croissance sont élevées, plus la taille des plants de blé est
peu importante. La teneur en pigments chlorophylliens et
caroténoïdes est d’autant plus faible que les concentrations
d'amitrole sont importantes. Cette diminution de la
concentration en pigments photosynthétiques est
responsable du décit de croissance.
nclusion
En bloquant la synthèse des pigments chlorophylliens,
l’amitrol réduit la capacité des végétaux à capturer
l’énergie lumineuse. L’activité photosynthétique est alors
diminuée et la croissance des végétaux est ralentie.
ncentration
en amitrole
(mol.L
1
Taille des
jeunes plants
(mm)
antité de
chlorophylle par plant
(µg)
antité de
caroténoïdes par plant
(µg)
0 (témoin)105,2
56,6
12,7
5
8,9
46,8
11,0
5
3,8
26,8
6,7
5
7,5
7,3
1,3
4
2,1
2,0
0,5
4
8,3
1,7
0,3
tensité photosynthétique
par rapport à une activité témoin
de 100%
HOurOs aprôs lO
traitement
Traitement
20
60
100
24
Haricot
Blé
30
D’après
The physiology and biochemistry of herbicides
,
ademic Press, London.
D’après
The physiology and biochemistry of herbicides
,
ademic Press, London.
T
NS
LÉS
Développement durable
e développement durable est un
développement qui répond aux be-
soins du présent sans compromettre
la possibilité, pour les générations à
venir, de pouvoir répondre à leurs
propres besoins.
Définition du développement
durable par la commission
Brundtland
u, 1987.)
Les enjeux du développement du-
rable sont multiples et relient les trois
préoccupations majeures que sont
l’économie, le social et l’écologie. On
peut regrouper ces enjeux en quatre
grands types

atisfaire les besoins de chacun
aujourd’hui (solidarité intra-géné-
rationnelle)

ivre dans un environnement sûr
et de qualité (assurer un développe-
ment humain durable)

érer et partager les ressources
pour demain (solidarité intergéné-
rationnelle, transmettre)

roduire et consommer autrement.
Empreinte écologique
L’empreinte écologique est la mesure
de la pression que l’homme exerce
sur la nature. Elle permet d’évaluer la
surface nécessaire à une population,
ou à un individu pour répondre à sa
consommation de ressources et pour
absorber les déchets produits.
Hybridation
Croisements naturels ou articiels
entre deux organismes de variétés,
races ou espèces différentes. Dans ce
dernier cas, on obtient un hybride
presque toujours stérile chez les
animaux.
Productivité
Cette notion correspond à une
quantité de biomasse produite par
unité de temps et de surface, souvent
kg/
a/
n (kilogramme par hectare et
par an). Ainsi, on nomme productivité
primaire d’un écosystème, la quantité
de matière vivante produite par les
végétaux lors de la photosynthèse
pour une surface précise et en un
an. La productivité secondaire est la
quantité de matière vivante produite
par les consommateurs pour la même
surface et en un an. Cette mesure de
la productivité permet de calculer le
rendement au sein de l’écosystème.
Culture de grains de blé germés sur du papier ltre imprégné d’amitrole à différentes concentrations
(Wolf, 1960).
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
re
L’E
S
E
N
TIE
L
D
C
UR
re
un phénomène de «
arées vertes
ou d'
eutrophisa-
tion
. L’oxygène de l’eau est alors consommé en masse,
ce qui provoque la
mort par asphyxie de la faune
aquatique
, et détruit l’écosystème.
Les
produits phytosanitaires
présentent également
des risques importants pour l’environnement. Ils
s’accumulent dans les sols, l’eau, les poussières, et les
organismes vivants, et contaminent les écosystèmes
environnants. Ils peuvent même être toxiques pour
certains animaux non visés par leur utilisation
initiale.
L’
eau
est un
bien précieux
très
inégalement réparti
sur notre planète. L’agriculture et l’élevage intensifs
participent à cette inégalité
l’irrigation des cultures
représente environ 70

de la consommation en
eau. Cependant, la quantité d’eau nécessaire varie
g de nitrates par litre, mais dès 25
par litre, la consommation de l’eau par les nourris-
sons est déconseillée car pouvant provoquer la mort
par asphyxie des cellules.
Il a été démontré que les nitrates se transforment
en substances cancérigènes. Il est donc déconseillé,
même pour les adultes, de boire de l’eau contenant des
nitrates, même si elle est considérée comme potable.
produits phytosanitaires
, comme le DDT ou
le chlordécone, désormais interdits, se sont avérés

es hybrides (on parle de
vigueur hybride
Intéressante pour le rendement et la résistance,
la sélection génétique présente cependant des
inconvénients majeurs
elle est
catastrophique
pour la biodiversité
, puisque les espèces ou sous-
espèces moins «

tables

sont progressivement
l’épandage
d’engrais n’est pas forcément réduit, on a constaté le
transfert de gènes d’un
GM
vers d’autres espèces
(risque de mauvaises herbes résistantes, problème
de la pérennité de l’agriculture biologique, etc.) et
l’innocuité des
GM
,
végétaux ou animaux, pour la
santé n’est pas démontrée.
oduction

la
sélection génétique
, dans le
respect de la
biodiversité
, permet d’employer moins de produits

– la
micro-irrigation
ainsi qu’une
répartition des
espèces cultivées
en fonction des caractéristiques
climatiques
es régions réduisent la consommation
d’eau

– la
reconstitution d’écosystèmes riches
possédant
de nombreuses espèces complémentaires est à
préférer à la culture d’une seule espèce

– la
culture biologique diversiée doit être déve-
loppée

– la
lutte biologique
peut être employée (utilisation
de «
ecettes
agricoles anciennes, oubliées par une
OI
C
ES
DU
MONDE
À CO
S
TE
our nourrir la planôtO, l'« agroéMologiO » Noit rOmoNOlOr l'agriMulturO
p.
10
9

mars

2011)
n éau possible à combattre sans sacrier l'agriculture
p.
10-11
(Grégoire
ssources naturelles
p.
(Jérôme Porier, 5
avril
2011)
La NifférOnMO OntrO éMosystômO
Ot agrosystômO
Un
écosystème
est un
ensemble d’organismes vivants
qui vivent et interagissent les uns avec les autres
biocénose
) et avec leur environnement (
biotope
). La
matière et l’énergie y sont produites, consommées et
recyclées avec peu de pertes, mais il est globalement
peu rentable. Les écosystèmes voisins échangent
également un peu de matière et d’énergie. L’homme
prélève de la
biomasse
(matières organiques) dans
les écosystèmes, ce qui peut détruire leur équilibre
si la quantité de matière perdue est trop importante.
Mais, en général, la partie prélevée reste assez faible.
Un
agrosystème
est
bâti à partir d’un écosystème,
naturel et équilibré
. Il est modié par la main de
l’homme pour répondre à des exigences totalement
différentes, à savoir la
production d’un maximum
de biomasse
pour ensuite la prélever dans un but
nutritionnel (alimentation), énergétique ou indus-
triel. Un agrosystème présente généralement un seul
producteur de biomasse (le maïs par exemple), toutes
les autres espèces qui pourraient diminuer la récolte
ayant été supprimées.
La quantité importante de
biomasse produite et son exportation déséquilibrent
complètement l’agrosystème
on
est alors obligé de rajouter des
intrants
(engrais, pesticides) pour
fertiliser le sol et supprimer toutes
les espèces parasites.
Les bilans d’énergie
Ot NO matiôrO
Dans un écosystème, la matière et
l’énergie sont produites, consom-
mées puis recyclées avec
peu de
pertes
. Du fait de la
très faible
exportation de biomasse
dans un
écosystème équilibré, le stock d’élé-
ments tels que l’azote, le phosphore
et le potassium est très important.
Les éléments puisés dans le sol
par les producteurs primaires se
retrouvent presque intégralement,
en bout de chaîne, à nouveau dans le sol, du fait de
l’action des organismes décomposeurs.
Dans un agrosystème, les
pertes de matières et
d’énergies sont importantes
. Une grande quantité
de biomasse produite étant exportée, l’
apport d’eau,
d’engrais et de pesticides
est nécessaire pour retrouver
l’équilibre perdu.
L’impact de certaines pratiques
agricoles sur l’environnement
La
déforestation
par le feu s’intensie pour laisser la
place aux cultures, ce qui libère une quantité énorme
de dioxyde de carbone et participe au
réchauffement
climatique
L’agriculture intensive, pour la consommation ou
pour l’alimentation des animaux, demande un
apport
d’engrais important
. Ces engrais azotés sont souvent
pulvérisés en excès
environ 19
de l’azote apporté
reste dans le sol, se transforme en
nitrates
et s’inltre
vers les
nappes phréatiques
, entraîné par les eaux de
pluie, ou s’écoule vers les
euves
, les
mers
et les
océans
Les eaux surchargées en nitrates voient les
algues
vertes
(et autres plantes aquatiques) proliférer, créant
MOTS CLÉS
Il s’agit de la totalité des êtres
vivants qui peuplent le biotope

anim
E
Le biotope est l’environnement
physico-chimique de l’écosystème
(composantes inertes
sol, air,
CO
T
ÈM
E
L’écosystème est composé de l’as-
sociation de deux composantes
en interaction l’une avec l’autre
e biotope et la biocénose.
Écosystème = biotope + biocé-
nose.
S
Ce sont tous les produits apportés

eau,
semences, engrais, produit phy-
tosanitaires ou pesticides…
TES
Les nitrates, de formule NO3–,
sont des substances chimiques qui
OT
Biodiversité
Le scientique américain Edward
O. Wilson (1929-) donne la déni-
tion suivante
«
a biodiversité est
la totalité de toutes les variations
de tout le vivant

La biodiversité comprend donc
tous les êtres vivants qui existent
sur notre planète et se décline
en diversité écologique (milieux),
Vers une agriculture
durable
a population humaine est en constante progression et de-
vrait passer de 6,5 à 9
illiards d’individus dans le courant
du
XXI
siècle. Comment nourrir l’humanité
L’agriculture in-
tensive est coûteuse et source de pollutions.
e gestion durable
est indispensable pour le respect de l’environnement et le main-
tien d’une qualité sanitaire des aliments.
PER
ONN
GE
PO
T
Père fondateur des lois l’hérédité, il
réalise de nombreux croisements
entre différentes variétés de petits
pois pour comprendre la transmis-
sion des caractères chez les hybrides.
Il est à l’origine des «
ois de Mendel
ui dénissent cette transmission
d’une génération à l’autre.
Les lois de Mendel

remière loi
uniformité des hy-
brides de 1
re
génération (F1) suite au
croisement de deux races pures

euxième loi
ségrégation de
plusieurs couples de caractères en
deuxième génération (F2) suite au
croisement de deux hybrides de la
re
génération

roisième loi
disjonction
indépendante des caractères
héréditaires en seconde généra-
tion (F2) suite au croisement de
deux races pures différant par
plusieurs caractères.
OM
R
'hybride peut avoir des moyens.
L’énergie chimique potentielle
de la matière organique.
La matière organique se constitue de
glucides (1
r = 17
ilojoules)
protides (1
r = 17
J)
lipides (1
r = 34
J).
Elle contient donc de l’énergie
potentielle utilisée lors de la respi-
ration ou transformée en chaleur.
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
NH
+
.A.
Ca
2+
Ca
2+
NH
+
2+
2+
Ca
2+
©
rue
des
écoles,
2011-2012.
Reproduction,
diffusion
p. 5
chapitre 01
Vers une agriculture durable
cha
pitre 02
Quali
cha
pitre 03
MAS
CU
PROCRÉ
T
p. 25
chapitre 04
Dev
enir homme ou femme :
du sexe génétique au sexe phénotypique
cha
pitre 05
tion de la fonction reproductrice
cha
pitre 06
cha
pitre 07
Prendre en charge s
a vie sexuelle
L’HI
ST
VI
p.
chapitre 08
La recherche de parenté chez les vertébrés
cha
pitre 09
La lignée hum
TA
V
S
S
p. 6
chapitre 10
cha
pitre 11
p. 70
ST
A
p.
75
chapitre 12
aladie du système
immunitaire
cha
pitre 13
unitaires
ch
apitre 14
es vaccins et la mémoire immunitaire
GUID
AT
Comment optimiser vos révisions et être sûr(e) de maîtriser
en profondeur les thèmes et les enjeux du programme de sciences de la vie
Le
jour du bac, comment rendre une copie qui saura faire toute la différence
et vous assurer la meilleure note possible
Po
ur vous y aider, voici une collection totalement inédite
El
le est la première et la seule à vous proposer – en plus des révisions
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Monde
Analyses scientiques, pistes de réexion, exemples, notions clés :
les articles sont une mine d’informations à exploiter pour enrichir
vos réponses argumentées et vos études de documents. Très accessibles,
ils sont signés, entre autres, par des docteurs en médecine (Jean-Yves Nau,
Axel Kahn, René Frydman), une neurobiologiste (Catherine Vidal),
des chercheurs (Christophe Nguyen-The, Anne Fagot-Largeault,
Nicolas Poirier), etc. Inspirée de la presse, la mise en pages met en valeur
l’information et facilite la mémorisation des points importants.
él
ectionnés pour leur pertinence par rapport à un thème précis
du programme, les articles sont accompagnés
de ches de cours claires et synthétiques, assorties des mots clés
et repères essentiels à retenir
de sujets de bac analysés et commentés pas à pas
pour une meilleure compréhension.
an
s oublier la méthodologie des épreuves et les conseils pour s’y préparer.
Édité par la
ociété éditrice du Monde
80, boul
evard Auguste Blanqui – 75013 Paris
Tél : +(33) 01 57 28 20 00 – Fax : + (33) 01 57 28 21 21 –
eir
vril 2012
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Nathalie Dolin
Didier Pol
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erm
S
et sciences 1
re
, séries ES et L
(nouveaux programmes)
Une réalisation de
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E

A
V
re
ES
L
L’ESSENTIEL DU COURS
Des ches synthétiques
Les points clés
du programme
Les dénitions clés
Les repères importants
ES
ES
RTICLES
U
ONDE

es du
en texte intégral
pagnement
pédagogique de chaque
article
UN GUIDE PRATIQUE

dologie
des épreuves

HORS-
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avec
partenariat avec
Hors-série Le Monde, avril 2012
P
emière

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