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Planète Terre

Les traces du passé mouvementé de la Terre

L'origine de la formation de la Terre est étudiée en géologie : il s'agit d'identifier et de dater les roches qui constituent la structure interne de la Terre, en plus de décrire les processus tectoniques qui leur ont donné forme. Nous étudierons ici la formation des continents et des océans en examinant certaines des périodes les plus remarquables de l'histoire de la Terre.

Ici, nous étudierons :

• des domaines continentaux révélant des âges variés ;

• la recherche d'océans perdus ;

• les marques de la fragmentation continentale et de l'ouverture océanique.

La dynamique interne de la Terre

Ce chapitre consiste à décrire les mouvements et les processus internes de notre planète, du noyau jusqu'à la surface où nous vivons. La lithosphère, c'est-à-dire l'enveloppe externe de la Terre (comprenant la croûte et le manteau supérieur) est divisée en fragments que l'on appelle les plaques tectoniques. Ces plaques se déplacent les unes par rapport aux autres et sont responsables de nombreux risques naturels tels que les éruptions volcaniques, les tremblements de terre et les tsunamis.

Ici, nous étudierons :

• la structure du globe terrestre ;

• la dynamique de la lithosphère.

Échelle d'organisation du vivant

Nous étudierons ici la manière dont les êtres vivants pluricellulaires sont organisés à différents niveaux d'échelles, de la cellule avec ses caractéristiques, jusqu'aux relations entre les êtres vivants et leur environnement. Dans les organismes multicellulaires, les cellules subissent de nombreuses divisions mitotiques au cours du développement embryonnaire, ce qui donne naissance à de nombreuses cellules génétiquement identiques. Cependant, avec la division cellulaire, un autre processus, appelé différenciation, se produit également dans les cellules embryonnaires. Il s'agit du processus au cours duquel les cellules se différencient pour obtenir une structure et une fonction différentes.

Ici, nous étudierons :

• l'organisme pluricellulaire, un ensemble de cellules spécialisées ;

• le métabolisme des cellules.

Fig. 3 - Schéma d'une cellule animale

Les fonctions les plus importantes des cellules sont la production de sources d'énergie et de protéines, la reconnaissance d'autres cellules, le transport de matériaux à travers la membrane cellulaire et la division des cellules.

Le génotype

Une grande partie de l'étude de la vie est consacrée au patrimoine héréditaire et au génome des êtres vivants.

Ici, nous étudierons :

• la conservation des génomes ;

• la reproduction sexuée ;

• les principes de base de la génétique ;

• la méiose.

Les autres mécanismes de la diversification et de l'évolution du vivant

L'histoire de l'évolution et les relations d'une espèce ou d'un groupe d'espèces sont appelées phylogénie. Elle est souvent illustrée à l'aide d'un diagramme de ramification appelé arbre phylogénétique. Les arbres phylogénétiques montrent comment les organismes ou les groupes à n'importe quel niveau hiérarchique sont liés les uns aux autres par des ancêtres communs.

Ici, nous étudierons :

• la complexification des génomes ;

• la phylogénie.

Fig. 5 - Schéma de l'« arbre » de l'histoire évolutive du vivant selon la classification phylogénétique.

L'inéluctable évolution des génomes au sein des populations

L'évolution est un changement graduel et cumulatif des traits héréditaires d'une population d'organismes au fil du temps. Ce changement se produit au cours de nombreuses générations. Les modèles de changement évolutif peuvent être observés à partir de différentes sources de données, notamment les fossiles, l'homologie, la biologie moléculaire et les observations directes. Ces observations montrent que les formes de vie changent avec le temps.

Ici, nous étudierons :

• l'évolution génétique ;

• la formation de nouvelles espèces.

Le patrimoine génétique

La génétique est l'étude des gènes, de leur variation dans une population et de leur transmission. L'être humain sait depuis longtemps que deux individus se reproduisant auront une progéniture présentant des caractéristiques similaires. En effet, les humains ont commencé à tirer parti de ce fait bien avant que les lois de la génétique ne soient établies. De nombreuses cultures parmi les plus importantes d'aujourd'hui, par exemple, ne ressemblent en rien à leurs ancêtres. Cela est dû à des milliers d'années de reproduction sélective. La transmission d'attributs spécifiques des parents à la progéniture est appelée hérédité, et c'est pourquoi la génétique est souvent appelée l'étude de l'hérédité.

Ici, nous étudierons :

• les divisions cellulaires des eucaryotes ;

• la réplication de l'ADN ;

• la mutation de l'ADN et la variabilité génétique ;

• l’histoire humaine lue dans son génome ;

• les enzymes.