Classification des êtres vivants
1 Evolution de la classification des espèces
En 1969, Whittaker propose une nomenclature à cinq règnes : les Monères (Procaryotes), les Protistes (Eucaryotes unicellulaires), les Plantes (Eucaryotes pluricellulaires photosynthétiques), les Mycètes (Champignons) (Eucaryotes pluricellulaires non-photosynthétiques) et les animaux (Eucaryotes pluricellulaires hétérotrophes). Il met également en évidence trois niveaux d'organisation cellulaire : procaryote (pas de noyau ni d'organites à membrane) , eucaryote unicellulaire et eucaryote multicellulaire. Chacun de ces niveaux diverge par son mode de nutrition.
Une révision de la classification a été proposée par Woese en 1990 après avoir observé de grandes différences au niveau moléculaire chez les Bactéries et les Archées en dépit du fait que les deux groupes sont composés d'organismes procaryotes. Carl Woese a entrepris d'établir un système de classification à trois domaines : les Bactéries, les Archées et les Eucaryotes, ce troisième domaine regroupant les Plantes, les Animaux, les Protistes et les Champignons.
La classification actuelle est phylogénétique. Elle a pour objectif de rendre compte des degrés de parenté entre les espèces et de comprendre leur histoire évolutive (ou phylogénie). Elle ne reconnaît pas certains groupes comme les reptiles ou les poissons contrairement à la classification classique. Cette dernière classification qui se base sur les ressemblances les plus évidentes, est facilement utilisable par le grand public, mais elle ne reflète pas correctement les proximités évolutives entre espèces. La classification phylogénétique a remplacé la classification traditionnelle.
Cette page propose pour quelque temps encore la classification, dépassée, de Whittaker, en attendant son remaniement. L'objectif est d'illustrer les taxons.
2 Les monères
2.1 Définition et caractéristiques
Les monères sont des organismes unicellulaires (formés d'une seule cellule) dont le cytoplasme ne contient pas de noyau: le matériel portant l'hérédité est réparti dans tout le cytoplasme. La taille de la cellule est de l'ordre de 1 mm.
Ce sont les bactéries, hétérotrophes, et les cyanobactéries (encore appelées cyanophycées, cyanophytes ou plus simplement algues bleues ou algues bleu-vert), autotrophes.
2.2 Diversité des monères
2.2.1 Les bactéries pathogènes, symbiotiques, utiles et saprophytes
Les bactéries hétérotrophes comportent des espèces pathogènes, microbes responsables de maladies telles que la tuberculose, la coqueluche, la typhoïde, le choléra, le tétanos, la diphtérie, des méningites ou des pneumonies. Mais ce sont aussi des bactéries qui forment notre indispensable flore intestinale, qui fermentent le yaourt, produisent le vinaigre ou décomposent les feuilles mortes et les cadavres à la surface de la terre et dans toutes les eaux du globe.
Culture bactérienne et fongique correspondant à des doigts lavés, lancée le 11/03/1997 sur gélose enrichie en peptones et additionnée d'un bouillon Liebig (Travaux pratiques réalisés à l'Athénée Fernand Blum, Schaerbeek, Belgique - 01/04/1997 - Diapositive originale réalisée par Eric Walravens). Les taches luisantes rouges, jaunes, beiges et blanches correspondent à des colonies bactériennes, les zones concentriques poudreuses sont des champignons.
La bactérie Escherichia coli vue au microscope électronique à balayage et colorée artificiellement (d'après http://www.kent.k12.wa.us/staff/kloschky/MoneransFolder/Moneran%20Graphics/bacttypes.html)
La bactérie Escherichia coli en cours de division, vue au microscope électronique à balayage et colorée artificiellement (d'après http://www.kent.k12.wa.us/staff/kloschky/MoneransFolder/Moneran%20Graphics/bacttypes.html)
La bactérie Legionella sp. vue au microscope électronique à balayage et colorée artificiellement (d'après http://www.kent.k12.wa.us/staff/kloschky/MoneransFolder/Moneran%20Graphics/bacttypes.html)
La bactérie Staphylococcus sp. vue au microscope électronique à balayage et colorée artificiellement (d'après http://www.kent.k12.wa.us/staff/kloschky/MoneransFolder/Moneran%20Graphics/bacttypes.html)
La bactérie Streptococcus sp. vue au microscope électronique à balayage et colorée artificiellement (d'après http://www.kent.k12.wa.us/staff/kloschky/MoneransFolder/Moneran%20Graphics/bacttypes.html)
La bactérie Streptomyces sp. vue au microscope électronique à balayage et colorée artificiellement (d'après http://www.kent.k12.wa.us/staff/kloschky/MoneransFolder/Moneran%20Graphics/bacttypes.html)
2.2.2 Aspect, métabolisme et abondance des cyanobactéries
Le mode d'autotrophie des cyanobactéries est une photosynthèse utilisant, comme pigments pour capter l'énergie lumineuse, outre une chlorophylle verte absorbant les lumières de couleurs rouge et bleue, des phycobilines bleue (phycocyanine) et rouge (phycoérythrine) absorbant les lumières de couleurs jaune-vert, jaune et orange. Les cyanobactéries sont fréquentes en eaux douce et salée où elles sont quelquefois les plus importants producteurs dans les chaînes alimentaires.
La cyanobactérie Spirulina sp. vue au microscope optique à contraste de phase, cyanobactérie filamenteuse trés utilisée pour la nourriture animale. (d'après http://www.cnrs.org/SDV/cyanoillustr.html)
Elles se multiplient particulièrement dans les eaux peu profondes, chaudes, riches en engrais, ou dans les eaux polluées pauvres en oxygène: elles abondent parfois à tel point qu'elles colorent l'eau, créant une "fleur d'eau". La Mer Rouge tire son nom des proliférations des fleurs d'eau d'une cyanobactérie: Trichodesmium erythraeum. La plupart des fleurs d'eau disparaissent en quelques jours, mais ces cyanobactéries peuvent libérer dans l'eau des toxines nerveuses létales pour les animaux qui boivent l'eau ou qui y nagent.
La cyanobactérie Microsystis sp. vue au microscope optique à contraste de phase, cyanobactérie unicellulaire productrice de toxines. (d'après http://www.cnrs.org/SDV/cyanoillustr.html)
D'autres cyanobactéries, tel Nostoc qui forme des masses d'aspect gélatineux gonflant à la première pluie, peuvent coloniser la surface du sol terrestre dans différents milieux, du bord de la mer aux montagnes enneigées, des marais acides et froids aux sources d'eaux chaudes alcalines à 75°C!
Nostoc commun Nostoc commune, Nostacaceae, Hormogonales, Cyanobactéries sur du gravier en bord de route (Entre Beauraing et Bouillon, Province de Luxembourg, Belgique - 31/05/1988 - Diapositive originale réalisée par Eric Walravens). La largeur de l'image correspond à quelques cm en réalité.
La cyanobactérie Nostoc sp. vu au microscope optique à contraste de phase, cyanobactérie filamenteuse capable de tansformer l'azote de l'air en amoniaque dans des cellules spécialisées (H : hétérocystes) à parois épaisses.(d'après http://www.cnrs.org/SDV/cyanoillustr.html)
Certaines cyanobactéries enfin vivent à l'état symbiotique dans des lichens, des hépatiques, des fougères et même des protozoaires.
3 Les protistes
3.1 Définition, caractéristiques et généralités
Les protistes ou protoctistes sont également des êtres unicellulaires, mais le matériel héréditaire est inclus dans un noyau limité par une enveloppe nucléaire. Leur taille va de quelques mm à plusieurs centaines de mm.
Les protistes forment, entre autres, une grande partie du plancton marin ou de ces faunes et flores microscopiques croupissant dans les eaux douces ; ce sont aussi certains organismes parasites (dont les quatre espèces de Plasmodium provoquant la malaria), les algues recouvrant les troncs des arbres d'une poussière verte,... Les protistes sont hétérotrophes ou autotrophes, et présentent des caractéristiques cellulaires animales ou végétales (voir plus loin).
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Amibe, protozoaire, protiste observé au microscope (grossissement 280X) (Zwin, Knokke, Province de Flandre occidentale, Belgique - 20/04/1982 - Diapositive originale réalisée par Eric Walravens). |
Amibe Chaos diffluens = Amoeba proteus, Gymnamoebien, Amoebien, Rhizopode, protozoaire, protiste observé au microscope (grossissement 280X) (Culture provenant de l'Université Libre de Bruxelles, Belgique - 17/03/1982 - Diapositive originale réalisée par Eric Walravens). |
Diatomée marine, protophyte, protiste observé au microscope (grossissement 280X) (Zwin, Knokke, Province de Flandre occidentale, Belgique - 20/04/1982 - Diapositive originale réalisée par Eric Walravens). |
3.2 Grands groupes de protozoaires
Les protozoaires diffèrent par leur mode de vie et leur aspect. On les classe dans les grands groupes suivants:
3.3 Les protozoaires libres
Pour observer des protozoaires au microscope, il est pratique de réaliser une culture sur base d'une infusion; les nombreuses bactéries qui s'y développent nourriront nombre de protozoaires ciliés appelés pour cette raison "infusoires".
Pour réaliser une telle culture, placez une poignée de foin frais dans un récipient en verre d'environ 1/2 litre. Recouvrez le foin de 300 à 400 ml d'eau de mare et entourez le flacon de papier noir ou opaque, par exemple du papier aluminium. Laissez évoluez la culture dans un endroit peu éclairé et à une température comprise entre 20 et 30°C. Vous pouvez varier à l'infini la recette: utilisez, à la place d'eau de mare, de l'eau d'aquarium, de l'eau de pluie, de l'eau de gouttière; remplacez le foin par de la salade, du persil ou des feuilles mortes, par exemple.
Outre les innombrables bactéries visibles à très fort grossissement (400 ou 1000 X), vous reconnaîtrez probablement des protozoaires ciliés, dont les plus courants sont:
3.4 Les protozoaires parasites
Nombre de protozoaires sont parasites de l'Homme et de divers animaux. Deux exemples représentant de terribles maladies les illustreront.
3.4.1 La maladie du sommeil
La maladie du sommeil est une maladie exclusivement africaine (entre le 15è parallèle nord et le 15è parallèle sud) due à deux trypanosomes et transmise à l'Homme ou au bétail par diverses espèces de glossines ou mouches tsé-tsé.
Les glossines sont des mouches pupipares qui pondent des larves s'enfonçant dans le sol et donnant immédiatement des nymphes (ou pupes) qui donneront naissance à l'adulte (= imago). La mouche adulte s'infeste en piquant un malade dont le sang contient des trypanosomes. Ceux-ci se multiplient d'abord dans l'intestin moyen de la mouche, puis gagnent le ventricule où la multiplication se poursuit. Les parasites gagnent ensuite les glandes salivaires de l'insecte où ils deviendront des trypanosomes infestants. Ils sont inoculés lors de la piqûre suivante et leur multiplication sur le site d'inoculation détermine la formation d'un chancre. Après une phase lymphatico-sanguine se produit la phase neurologique qui aboutit à la mort.
3.4.2 La malaria
Le paludisme ou malaria est une maladie parasitaire due à l'une des quatre espèces de Plasmodium, sporozoaires transmis par des moustiques du genre Anopheles.
Lors de la piqûre d'un Homme par un anophèle, ce dernier injecte des sporozoïtes, forme infestante du parasite. Du sang, ceux-ci gagnent immédiatement le foie.
Le parasite pénètre dans une cellule hépatique et prend le nom d'hépatozoïte. Il grossit, divise un grand nombre de fois son noyau sans divison de la cellule et forme un schizonte géant atteignant 100 mm. Ensuite seulement, chaque noyau s'individualise dans un peu de cytoplasme et il se fome ainsi de nombreux mérozoïtes. Lorsque l'hépatocyte éclate, les mérozoïtes peuvent envahir de nouvelles cellules hépatiques. Cette schizogonie hépatique ou exo-érythrocytaire est à l'origine de rechutes qui peuvent se produire parfois très longtemps après l'épisode initial.
Une partie des mérozoïtes vont passer dans le sang où ils infestent les globules rouges (encore appelés hématies ou érythrocytes). Ce trophozoïte se nourrit du contenu du globule et devient un schizonte pigmenté parce que de l'hémozoïne s'accumule dans son cytoplasme. Chaque noyau s'individualise et il se forme le corps en rosace formé par nombre de mérozoïtes autour de l'hémozoïne. Lorsque les globules éclatent tous en même temps, les mérozoïtes et l'hémozoïne est libérée dans le sang: cela provoque un accès de fièvre palustre. Chaque mérozoïte pénètre dans un nouveau globule rouge et le cycle recommence. Les accès palustres interviennent, selon l'espèce de Plasmodium, toutes les 48 ou 72 heures, déterminant les fièvres tierces ou quarte.
Après plusieurs cycles de schizogonie érythrocytaire, certains schizontes se transforment en gamétocytes, cellules sexuées mâles et femelles qui restent dans le sang sans évoluer. L'individu devient dès lors un "réservoir.à virus".
Lorsque un anophèle femelle pique un tel Homme, il aspire les formes sanguines du Plasmodium. Seuls les gamétocytes résistent à la digestion par l'insecte, et chaque gamétocyte devient soit un gamète femelle, soit une dizaine de gamètes mâles. La fécondation donne lieu à un œuf, seul stade diploïde de tout le cycle. L'œuf traverse la paroi de l'estomac de l'insecte et donne naissance à un grand nombre de sporozoïtes dans la cavité générale du moustique. Ceux -ci migrent vers les glandes salivaires, prêts à être injectés à la prochaine piqûre en même temps que la salive anesthésiante.
3.5 Les protophytes
Les algues unicellulaires sont légion dans les eaux douces et marines, et sont à la base des pyramides alimentaires puisqu'elles nourrissent le plancton animal.
4 Les animaux
Les animaux sont des organismes pluricellulaires, formés de nombreuses cellules constituant divers organes. Ils se distinguent des plantes et des champignons par le fait que chacune de leur cellule n'est délimitée que par une très fine membrane. Ils s'opposent en outre aux plantes par leur mode de nutrition hétérotrophe. Pour plus de détail, consultez le chapitre consacré aux animaux.
5 Les champignons (= fungi)
Les champignons sont également pluricellulaires, mais chacune de leur cellule est délimitée par une fine membrane doublée extérieurement d'une épaisse paroi de chitine. Comme les animaux et contrairement aux plantes, les champignons sont hétérotrophes. Pour plus de détail, consultez le chapitre consacré aux champignons.
6 Les plantes
Les plantes sont les seuls êtres pluricellulaires autotrophes. Les cellules des plantes ont une fine membrane doublée d'une épaisse paroi de cellulose. Paroi de cellulose et autotrophie sont les caractéristiques des végétaux, qu'ils soient unicellulaires (une partie des protistes: les protophytes) ou pluricellulaires (les plantes). Pour plus de détail, consultez le chapitre consacré aux plantes.
