cours de 3ème

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Prélèvement, transformation et assimilation des nutriments.

I.Fabrication des nutriments.

Les aliments sont composés de lipides, protéines, glucides. Ces molécules vont être transformées au cours de la digestion. Les molécules issues de la digestion constituent, avec l’eau et de sels minéraux, les nutriments. Les aliments ne contiennent pas les mêmes composants chimiques, ni dans les mêmes quantités.  Ils sont classés en 7 groupes en fonction de leurs principaux constituants chimiques. Chaque groupe possède un rôle différent.

Au menu Rôle	Groupe d’aliments	Eléments nutritifs
croissance	produits laitiers	protéines, lipides, glucides, calcium, vitamines A et B
	viande, poisson, œufs	protéines, glucides, lipides, vitamines A, B et D, fer
fourniture d’énergie	pain, riz, pâtes, pomme de terre	glucides, protéines, vitamine B, calcium, phosphore
	produits sucrés	glucides, lipides
fonctionnement du transit intestinal	fruits et légumes frais	glucides, lipides (pour certains), vitamine C, eau, ions minéraux
réserve d’énergie	corps gras	lipides, vitamines A et D
hydratation	boissons	eau, glucides

Pour fournir à l’organisme tout ce dont il a besoin pour fonctionner, il faut manger de manière variée et équilibrée, c'est-à-dire, un peu de tout et en quantités raisonnables.

La digestion va permettre grâce aux enzymes, la transformation des grosses molécules (glucides, lipides, protéines) qui composent les aliments en petites molécules : les nutriments (glucose, acides gras, protides) assimilables par l’organisme.

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II.Diversité et spécificité enzymatique.

Chaque enzyme peut réaliser une et une seule réaction chimique, et dans un seul sens. Une autre enzyme est nécessaire pour réaliser la réaction inverse.

                                                       Amylase

Exemple :          Amidon        <-------------------------    Glucose

                                              ------------------------->

                                              Amidon synthétase

Une enzyme n’exerce son action que sur un seul type de molécules.

Exemple : L'amylase ne peut agir que sur l'amidon.

On parle de spécificité enzymatique. Il existe une grande diversité de réactions enzymatiques, donc de très nombreuses enzymes.
Un même aliment peut être transformé en plusieurs nutriments différents grâce à la spécificité enzymatique.

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III. Régulation du taux de glucose dans le sang.

? : Comment notre corps dait-il pour fournir du glucose à nos organes de manière CONTINUE malgré un apport DISCONTINU ?

1) Stockage du glucose.

Notre corps fournit du glucose en CONTINU à nos organes malgré un apport DISCONTINU : on ne mange que 3 fois par jour !

Pour cela, lorsqu’on vient de manger et que la glycémie (=quantité de glucose dans le sang) est élevée, il est capable de stocker le glucose dans le foie et les muscles sous forme de glycogène (forme de stockage du glucose). Une partie du gras que nous mangeons ainsi que le glucose excédentaire sont stockés dans le tissu adipeux sous forme d'huile dans les adipocytes.

2) Libération du glucose.

Les muscles utiliseront eux-mêmes leur réserve de glucose lors d'un effort physique. Mais lorsque la glycémie est trop faible, le foie libère directement du glucose dans le sang tandis que le tissu adipeux libère de l’huile dans le sang qui est transformée en glucose par le foie. Ces mécanismes permettent au corps de maintenir la glycémie constante.

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IV.Différentes manières de s’alimenter.

1) Végétariens : Stupides ou avant-gardistes ? 

Ce débat pose 3 dilemmes :

• Le dilemme moral : Bientraitance des animaux.

L’élevage intensif des animaux ne permet pas à ces derniers de vivre dans des conditions décentes. Il est cependant possible de contourner cette difficulté en se renseignant sur l’origine de la viande ou en privilégiant les circuits courts.

• Le dilemme nutritionnel : Equilibre alimentaire.

La viande est source de protéines essentielles pour un bon équilibre alimentaire. On peut néanmoins être végétarien et équilibrer son alimentation grâce à certaines plantes, riches en protéines.

• Le dilemme politique : Avenir de l’humanité et de la planète.

L’élevage d’animaux pour la viande est bien plus polluant que l’agriculture. Une certitude : l’ensemble de la planète ne peut pas manger autant de viande que nous. Il faut donc diminuer notre consommation … Oui mais cela doit rester un choix personnel. On ne peut forcer les gens ni à prendre conscience du problème, ni à changer leurs habitudes alimentaires…

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2) Le lait dans l’alimentation : essentiel ou superflu ?

Ce débat pose 3 dilemmes :

• Le dilemme moral : Bientraîtance des animaux.

Dans les petites exploitations en agricultures biologiques, les vaches peuvent aller brouter dans les prés, mais produisent peu de lait. Ailleurs, les vaches doivent fournir sans répit du lait pour satisfaire le consommateur ce qui modifie le rythme de la nature et les épuise.

• Le dilemme nutritionnel et santé : La source de calcium.

Le lait est recommandé pour une alimentation équilibrée, et est réputé être un aliment complet. Sauf que l’Homme n’est pas fait pour le digérer en étant adulte …
Le lait doit protéger de l’ostéoporose car il est riche en calcium, et on constate que cette maladie est moindre dans les pays où l’on n’en consomme pas, et très fréquente dans ceux qui en consomment beaucoup.

• Le dilemme économique : Une histoire de gros sous.

Le lobbying des grandes industries laitières impose tout : son point de vue, sa publicité, le prix du lait … Son but, faire de l’argent vis-à-vis de tous : l’état, les consommateurs, les producteurs de lait.

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Communication nerveuse au sein de l’organisme.

 

I. Communication rapide au sein de l’organisme.

La communication rapide au sein de l’organisme, pour commander un mouvement par exemple, est assurée par le système nerveux : cerveau + moelle épinière + nerfs.

Les organes sensoriels = organes récepteurs (ex : les yeux, la peau, le nez, la langue, les oreilles) reçoivent des stimulations de l’environnement (ex : vision, toucher, odeur, goût, son, température …). Ils fabriquent des messages nerveux sensoriels qu’ils envoient aux centres nerveux (cerveau + moelle épinière) par les nerfs sensitifs (ex : nerf optique).

Les centres nerveux traitent les informations reçues, puis renvoient de nouveaux messages nerveux en réponse, via les nerfs moteurs. Ces messages sont des messages nerveux moteurs.

Plusieurs nerfs moteurs (ex : nerf sciatique) sortent de la moelle épinière, et sont reliés aux muscles = organes effecteurs.

Le message nerveux est transmis d’un neurone à un autre, puis à un organe effecteur. La transmission entre les neurones se fait par l'intermédiaire des synapses.

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II. Le fonctionnement des synapses.

Chaque synapse est constituée :
- d’un élément pré-synaptique où se trouvent des vésicules contenant des substances chimiques appelées neurotransmetteurs,
- d’une fente synaptique,
- d’un élément post-synaptique avec une membrane possédant des récepteurs spécifiques aux neurotransmetteurs.

L'arrivée d'un message nerveux (électrique) dans le neurone pré-synaptique entraîne la fusion des vésicules avec la membrane pré-synaptique et la libération du neurotransmetteur dans la fente synaptique.  Plus il y a de potentiels d’action dans le neurone pré-synaptique, plus il y a de neurotransmetteurs libérés. Le message chimique est codé par la concentration de neurotransmetteurs.

La fixation des neurotransmetteurs sur leurs récepteurs de la membrane postsynaptique peut entrainer la naissance d’un nouveau message nerveux électrique.

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III.Perturbation du système nerveux : le cannabis.

Ce débat pose 3 dilemmes :

• Le dilemme sanitaire : la nocivité du cannabis. 

La nocivité de la consommation du cannabis est avérée. Elle vient du produit lui-même qui peut entrainer un repli sur soi, une dépression, une perte des facultés de mémorisation, une décompensation pour les sujets prédisposés (schizophrénie, etc.), … Mais aussi du mode de consommation : fumée, haschich (dont la composition est rarement maîtrisée), etc. entrainant notamment des cancers. Il faut souligner enfin les risques accrus au volant (surtout quand mélangé avec de l’alcool). Les dangers sont d’autant plus grands que le cannabis est consommé jeune (pendant la construction du cerveau). Si la toxicité du cannabis est avérée, justifie-t-elle pour autant une interdiction en France ? En effet, certaines drogues comme l’alcool et le tabac, beaucoup plus dangereuses, sont légales. La légalisation permet en outre de contrôler la qualité du produit, et réduit donc sa toxicité. Le cannabis a également de nombreuses propriétés médicinales intéressantes. Quand on sait que des dérivés de l’opium (morphine, etc.) sont utilisés en France, pourquoi dès lors interdire les médicaments à base de cannabis ?

• Le dilemme juridique : efficacité de la répression. 

Une chose est sûre, il est impossible de lier répression/dépénalisation/légalisation du cannabis à une quelconque hausse ou baisse de la consommation. Par contre les politiques de prévention (peu mises en œuvre en France) semblent porter leurs fruits. Ce qui est certain, c’est qu’en ayant une politique fortement répressive comme la France, les tribunaux déjà engorgés, sont inondés d’affaires en lien avec le cannabis qui pour 65% d’entre elles n’ont pas été poursuivies. Et pour quels résultats… ? La France est l’un des pays européens le plus consommateur de cannabis.

• Le dilemme économique : économie de l’état VS économie souterraine. 

En interdisant le cannabis, une économie souterraine très puissante et incontrôlable s’est développée entrainant son lot de violence. Un des arguments pour la légalisation est que cela lui couperait ses principaux revenus. Mais rien n’est moins sûr… D’autres pays nous montrent que la mafia peut s’en sortir renforcée. On peut néanmoins espérer tirer des leçons du passé… Ce qui est certain, c’est qu’une légalisation rapporterait, grâce aux taxes, plusieurs milliards par an ! Mais est-ce un argument suffisant ?

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Communication hormonale au sein de l’organisme.

I. Le déclenchement de la puberté.

A la puberté, des hormones fabriquées par une glande située dans le cerveau sont libérées dans le sang en plus grande quantité. Ces hormones sont transportées par le sang jusqu’aux organes reproducteurs.

Ces hormones cérébrales déclenchent le développement et le fonctionnement des organes reproducteurs qui sont leurs organes cibles (testicules et ovaires).

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II. Contrôle de l’apparition des caractères sexuels secondaires lors de la puberté.

Les testicules et les ovaires libèrent des hormones sexuelles :
- testostérone pour le garçon,
- progestérone et oestrogènes chez la fille.

Les hormones sexuelles déclenchent l’apparition des caractères sexuels secondaires.

La communication entre les organes reproducteurs et les organes des caractères sexuels secondaires se fait par voie sanguine.

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III. Origine de la synchronisation des cycles ovariens et utérins.

Les ovaires contrôlent le cycle utérin grâce aux hormones ovariennes (oestrogènes et progestérone). Les variations des quantités de ces hormones dans le sang déterminent l’état de la couche superficielle de l’utérus :

- la diminution des concentrations des deux hormones déclenche les règles,

- l’augmentation de la quantité d’œstrogènes provoque l’épaississement de la muqueuse utérine (= endomètre),

- l’augmentation de la quantité de progestérone provoque la vascularisation de l’endomètre.

Le message véhiculé par les hormones peut donc être différent selon la quantité d’hormones présente dans le sang.

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IV. La contraception hormonale.

Si la contraception permet d’éviter une grossesse non prévue, elle ne protège ni des infections sexuellement transmissibles (IST) ni du VIH/sida.

Les méthodes de contraception hormonale sont composées d’hormones ovariennes (œstrogènes et/ou progestérone) diffusées dans le sang, similaires à celles fabriquées par les ovaires. Ces hormones remplacent les hormones produites par le corps et le cycle de la femme passe « en sommeil ». Il n’y a plus d’ovulation, ni de nidation (car l’endomètre n’a pu s’épaissir et se vasculariser normalement). De plus les mailles de la glaire cervicale restent serrées et empêchent les spermatozoïdes de passer. Tout cela fait que la femme ne peut tomber enceinte.

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Notre corps en lien ambivalent avec les micro-organismes.

I.Ubiquité et diversité des micro-organismes.

Les micro-organismes sont partout autour de nous, sur nous, en nous : ils ont été capables de s’adapter à tous les milieux de vie, même les plus extrêmes. Ils prennent des formes diverses : virus, bactéries, archées, champignons, protistes.

Certains sont des parasites et/ou pathogènes et entrainent des maladies. D’autres ne posent pas de problème particulier. D’autres encore grâce aux symbioses qu’ils forment avec un hôte sont indispensables. C’est le cas notamment des bactéries du microbionte intestinal (flore intestinale) qui interviennent dans la transformation des aliments en énergie et dans la formation du système immunitaire.

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II. Lutte active contre les micro-organismes.

Le corps possède des barrières naturelles pour se protéger des micro-organismes pathogènes : peau, muqueuses, pour les barrières physiques, mais aussi barrières chimiques comme la sueur, les larmes, la salive ... Il est aussi possible d’utiliser l’asepsie pour éviter la transmission des microbes. Le préservatif est un moyen d’asepsie, tout comme le fait de se laver.

L’antisepsie intervient pour éliminer les micro-organismes qui ont franchi les barrières naturelles du corps, à l’occasion d’une blessure et donc éviter la contamination.

Les maladies bactériennes peuvent être soignées grâce aux antibiotiques qui stoppent l’infection. Si ce n’est pas le cas, il peut y avoir soit le développement de la maladie, soit une septicémie. Les antibiotiques n’agissent pas sur les maladies virales.

Certaines maladies virales et bactériennes peuvent être évitées en faisant de la prévention, grâce aux vaccins.

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Protection de notre organisme contre les agressions extérieures : le système immunitaire.

I. Les premières défenses de notre organisme : la phagocytose.

L'organisme reconnaît en permanence la présence d'éléments qui lui sont étrangers. Pour cela, il utilise son système immunitaire.

La phagocytose est une réaction de défense rapide. Elle est réalisée par des cellules immunitaires qui phagocytent les micro-organismes pathogènes. Ces cellules immunitaires appartiennent aux leucocytes, on les appelle aussi phagocytes.

Le plus souvent, la phagocytose suffit pour stopper une infection.

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II. Le rôle des lymphocytes dans la réponse spécifique.

1) Les lymphocytes.

Les lymphocytes sont des leucocytes (globules blancs) qui n’agissent que spécifiquement : ils ont besoin de reconnaître l’élément qu’ils doivent détruire. On les retrouve dans le sang, la moelle osseuse et des organes du système immunitaire.

Il en existe 2 types : les lymphocytes B et les lymphocytes T.

Les lymphocytes jouent un rôle central dans le système immunitaire, c'est pourquoi leur taux sanguin augmente lors des infections. Les deux types de lymphocytes utilisent deux mécanismes différents.

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2) Les lymphocytes T.

Les lymphocytes T agissent par contact pour détruire les cellules reconnues comme étrangères à l’organisme :
- cellules infectées par un virus,
- cellules cancéreuses,
- cellules greffées.

Les lymphocytes T sont spécifiques d’un seul virus, ou d’un seul type de cellules cancéreuses … qu’ils doivent apprendre à reconnaître avant de circuler dans le sang ou la lymphe.

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3) Les lymphocytes B.

Lorsque l'organisme reconnaît un antigène, les lymphocytes B sont activés. Ils se multiplient dans les organes lymphoïdes (ganglions lymphatique, rate, plaques de Peyer) et fabriquent des anticorps qui se retrouvent dans le sang.

Les anticorps sont des molécules en forme de Y. Les sites de fixation des antigènes sont situés aux extrémités des deux branches. Un anticorps est spécifique d'un antigène donné.

Les anticorps, émis par les lymphocytes B, neutralisent les antigènes en se fixant dessus, formant ainsi un complexe antigène-anticorps. Ce complexe est ensuite reconnu par les phagocytes et peut donc être éliminé par la phagocytose. 

La présence d'anticorps, dans le sang, lors de la réaction des lymphocytes B, se nomme « séropositivité ». Elle révèle une infection.
L'identification des anticorps permet d'identifier l'antigène responsable de l'infection.

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III. La mémoire immunitaire.

Lorsqu’un lymphocyte reconnait un antigène, il se multiplie pour :
- émettre beaucoup d’anticorps (lymphocytes B),
- ou détruire directement l’antigène (lymphocytes T).

Pendant cette phase de multiplication, les lymphocytes se multiplient pour donner des lymphocytes mémoires. Les lymphocytes mémoires seront conservés longtemps dans l’organisme. Ils permettront une reconnaissance plus rapide de l’antigène lors d’une nouvelle infection, et ils se multiplieront plus vite.

Ceci permet au système immunitaire de devenir de plus en plus performant dans la défense de l’organisme au cours du temps. On parle alors de mémoire immunitaire.

La mémoire immunitaire est à la base de la vaccincation.

Les industries du vaccin sont pourvoyeuses d’emplois, exportatrices, et ont des chiffres d’affaire en milliards d’euros : leur lobbying est énorme !
Elles parviennent à imposer des vaccins multivalents pour les bébés, alors que seulement 3 vaccins sont obligatoires (diphtérie, tétanos et poliomyélite), ainsi que des vaccinations de plus en plus tôt, alors que le système immunitaire de l’enfant ne sera pas mature avant des 2 ans … quant à leurs publicités, elles sont tellement bien faites qu’on les prend pour celle du ministère de la santé …

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IV. Le SIDA.

Le SIDA ou syndrome d’immunodéficience acquise, est une maladie due à un virus, le virus de l’immunodéficience humaine (VIH). La gravité de la maladie est liée au fait qu’elle touche le système immunitaire.

Le VIH peut passer à travers les muqueuses, principalement lors de rapports sexuels non protégés. Il se transmet par voie sanguine en cas d'utilisation d'une seringue usagée ou de la mère à l'enfant pendant la grossesse et l'accouchement. Il peut enfin passer en cas de blessure avec un objet souillé de sang contaminé.

Le SIDA est une maladie dont on ne guérit pas, les médicaments permettent juste de limiter la multiplication du virus dans l’organisme. Le SIDA en détruisant le système immunitaire tue indirectement, une personne séropositive meurt d’une maladie opportuniste (pneumonie, herpès, méningite, cancer, rhume …).

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Entretien de la variabilité génétique.

I. Le codage de l’information héréditaire.

1) Les gènes.

Chaque chromosome contient de nombreux gènes. Un gène est une portion d’ADN.

Chaque gène porte une information génétique, et détermine un caractère héréditaire.

Une cellule possède chaque gène en deux exemplaires : un sur chaque chromosome d’une paire de chromosomes.

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2) Les allèles.

Un gène peut exister sous différentes versions : les allèles. Une cellule possède donc deux allèles identiques ou deux allèles différents d’un gène.

Si les deux allèles sont différents :

- soit les deux allèles s’expriment simultanément.

- soit un seul s’exprime.

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II. Favorisation de la diversité par le brassage génétique.

Les cellules reproductrices (spermatozoïdes et ovules) contiennent 23 chromosomes, un de chaque paire.

Lors de la formation des cellules reproductrices (méiose), les chromosomes de chaque paire, génétiquement différents, se séparent. Ils se répartissent au hasard. Les cellules reproductrices produites par un individu sont donc génétiquement différentes.

La rencontre des cellules reproductrices se fait au hasard.

La fécondation en associant un chromosome du père et un chromosome de la mère, reconstitue les paires de chromosomes dans la cellule-œuf. Elle rétablit le nombre de chromosomes de l’espèce. Elle donne un nouvel individu ayant une information génétique qui le rend unique.

 

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Variabilité génétique à l'échelle de la population

 

I. Variabilité des phénotypes en fonction de l'environnement

​

​?: Les gènes déterminent-ils toute notre apparence ?

​​

L'ensemble des informations héréditaires d'un individu (= l'ensemble des allèles présents sur chacun de ses gènes) constitue le génotype. Le génotype programme tous les traits physiques d'un individu.

​

Néanmoins, l'environnement a sa part d'influence. Il modifie l'expression des allèles d'une personne (ex: l'hortensia n'aura pas la même couleur en fonction de l'acidité du sol).

​

L'aspect final d'une personne, appelé phénotype, résulte donc de l’interaction entre l'ADN et l'environnement. L'expression de notre génotype est donc conditionnée par les différents facteurs environnementaux qui nous entourent.

 

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II- Diversité et stabilité génétique au sein d'une population.

 

? : Chaque enfant étant différent de ses parents, pourquoi l'Homme d'y a 4000 ans ressemble-t-il autant à l'Homme d'aujourd'hui ?

Dans une population il peut y avoir de nombreux allèles, mais un individu ne peut en posséder que deux (un sur chaque chromosome homologue).

Suivant les populations étudiées, population, tous les allèles d’un même gène ne sont pas représentés avec la même fréquence. Ainsi, en France, le groupe sanguin majoritaire est le groupe A (45% de la population), tandis qu'au Canada c'est le groupe O (46%).

​A l'échelle d'une population suffisamment nombreuse, on remarque que la représentation des différents allèles est généralement stable au cours du temps.

Il existe des cas ou cela n'est pas vrai : lorsque le nombre d'individus d'une population est faible, certains allèles disparaissent ou au contraire se fixent (toute la population a le même allèle pour ce gène) aléatoirement. On appelle ce phénomène la dérive génétique. Elle s'accompagne d'un appauvrissement génétique de la population et donc d'une moins grande capacité à survivre en cas de changement majeur.

De temps en temps, des mutations apparaissent aléatoirement. Si elles diminuent les chances de survies, elles sont rapidement éliminées. Si elles sont neutre (ne changent pas les chances de survies) elles vont le plus souvent perdurer. Enfin, si elles procurent un avantage, alors elles vont devenir majoritaires.

Il arrive parfois que l'environnement face une pression de sélection et a tendance à tuer plus facilement ceux porteurs d'un certain allèle. Les autres allèles sont alors favorisés et vont devenir dominants dans la population. C'est ce que l'on appelle la sélection naturelle.

​

Deux populations pouvant initialement se reproduire entre elles, peuvent être isolées et évoluer différemment sous l’effet des mutations, de la dérive génétique et de la sélection naturelle. Par la suite, ces deux populations peuvent ne plus être interfécondes et prennent le statut d’espèces biologiques à part entière : c’est le phénomène de spéciation.

 

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Evolution de la vie, évolution de la Terre : une même histoire.

I. Biodiversité et changements climatiques du passé.

1) Changements de la biodiversité au cours du temps.

Les roches sédimentaires sont des archives géologiques : elles contiennent des fossiles. Ces fossiles montrent le renouvellement permanent des espèces (apparition / disparition) au sein des groupes et cela depuis plus de 3 milliards d’années.

Les groupes d’organismes vivants sont apparus, se sont diversifiés, et ont disparu ou se sont maintenus jusqu’à aujourd’hui. Ces changements au cours du temps traduisent le processus de l’évolution.

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