Thème 2 : Le vivant et son évolution
Chapitre 2 : La reproduction des êtres-vivants
I) Rappels
Activité : rappels
Activité : rappels - notion d’espèce
Activité : rappels de classification
II) La reproduction asexuée
Problème : Comment un végétal sans fleur, donc sans graines, peut coloniser et envahir un milieu ?
Activité : envahir sans graines….
1) exemple d’une fougère : elle envahit grâce à sa tige souterraine : le rhizome…
2) exemple du fraisier : il envahit grâce à sa tige aérienne rampante : le stolon …
Bilan :
Les végétaux peuvent envahir très rapidement un milieu, en formant de nouveaux individus, grâce à des tiges particulières.
Comme ces tiges particulières ne sont pas sexuées (ni mâles, ni femelles) et qu’elles permettent l’apparition de nouveaux individus : on parle de reproduction végétative ou asexuée.
III) La reproduction sexuée
La reproduction est la formation d’un nouvel être-vivant.
La reproduction peut être asexuée, c’est à dire sans intervention de mâle ou femelle, comme nous l’avons vu avec le fraisier et la fougère qui forment de nouvelles plantes avec leurs seules tiges particulières (stolon et rhizome). Cette reproduction est alors de type « clone » et forme des individus très similaires à l’individu d’origine.
La reproduction peut être sexuée si elle fait intervenir un mâle et une femelle. Cette reproduction est alors source de diversité, comme elle forme des individus issus du « mélange » entre un mâle et une femelle.
Mais comment faire de la reproduction sexuée quand on est un être-vivant ayant des difficultés pour se déplacer et pour rencontrer son partenaire ? …
C’est le cas des oursins, très peu mobiles, et qui auraient beaucoup de mal à entrer en contact avec un partenaire du fait de leur possession de piquants ….
Comment expliquer que la reproduction sexuée puisse parfois se réaliser sans contact entre les partenaires ?
Le célèbre scientifique Lazzaro Spallanzani (aussi connu pour ses travaux sur la digestion) avait une hypothèse pour résoudre ce problème : selon lui, les mâles n’avaient aucun rôle dans la reproduction sexuée, ce qui expliquait que la reproduction pouvait se faire sans contact…
Pour vérifier son hypothèse, il réalisa des expériences avec des grenouilles qui portaient de caleçons…. Ce qui limitait le contact entre mâles et femelles…
Sauf qu’il n’obtenait pas de reproduction, il n’y avait pas de formation de nouvelles grenouilles, il n’y avait pas de formation de têtards, quand il mettait en contact ses grenouilles possédant des caleçons…
En revanche…. Il récupérait quelque chose dans les caleçons des mâles qui permettait la formation de têtards : le sperme.
Les mâles avaient donc un rôle dans la reproduction sexuée ! Et si le contact entre le mâle et la femelle n’était pas obligatoire pour former des têtards, il fallait un contact entre ce que produisait le mâle et ce que produisait la femelle !
La suite de son expérience permet de savoir que le sperme se compose de 2 choses :
Le sperme se compose d'un liquide appelé le liquide séminal (qui ne permet pas la formation d’un nouvel individu) et de cellules reproductrices appelées les spermatozoïdes (qui permettent la formation d’un nouvel individu si on les met en contact avec ce que les femelles produisent, les ovules).
Sperme = liquide + cellules reproductrices
liquide séminal + spermatozoïdes
Bilan :
La reproduction sexuée ne nécessite pas de contact entre les partenaires, mais un contact entre les semences mâles et femelles qui contiennent des cellules reproductrices.
Maintenant qu’on sait que la reproduction sexuée peut se faire sans contact entre les partenaires… qu’il suffit d’un contact entre les liquides, entre les semences, produits par les partenaires, deux nouveaux problèmes se posent à nous :
Comment les cellules reproductrices d’oursins (présentes dans les liquides, dans les semences) arrivent-elles à se rencontrer ?
Comment les cellules reproductrices d'oursins font-elles pour se retrouver dans la mer ?
Et
Que font les cellules reproductrices (une fois qu’elles se sont rencontrées et qu’elles sont en contact) pour assurer la reproduction ?
Problème : Comment les cellules reproductrices d’oursins arrivent-elles à se rencontrer ? Comment font-elles pour se retrouver dans la mer ?
(puisqu'elles doivent entrer en contact pour qu'une reproduction sexuée se produire...)
Hypothèses :
Est-ce que ce sont les courants marins qui permettent aux cellules reproductrices d'oursins de se retrouver ? Est-ce que ce sont les poissons qui les transportent ?
Les oursins se donnent-ils rendez-vous sur un même rocher ?
Les cellules reproductrices mâles (spermatozoïdes) nagent-elles à la recherche de l'ovule ?
Les cellules reproductrices se rencontrent-elles au hasard ?
Activité : les stratégies d’attraction - livre page 212
Je me demande : Comment les cellules reproductrices d’oursins arrivent à se rencontrer en pleine mer ? Je me demande si les cellules reproductrices ne seraient pas attirées.
Sur la figure 2, je vois que les spermatozoïdes ne sont plus dans leur goutte d’eau de mer d’origine mais dans la goutte d’eau de mer qui a contient des ovules.
J’en déduis que les ovules attirent les spermatozoïdes. Ou que c’est encore le hasard ….
Sur la figure 3, je vois que les spermatozoïdes ne sont plus dans leur goutte d’eau de mer d’origine mais dans la goutte d’eau de mer qui a contenu des ovules (alors que les ovules ne sont plus là ! ! ! ).
J’en déduis que ce ne sont pas les ovules eux-mêmes qui attirent les spermatozoïdes, mais une substance produite par les ovules. Ou que c’est encore le hasard ….
L’expérience de la figure 1 est l’expérience témoin, l’expérience qui permet de comparer les résultats, l’expérience qui permet de comparer les résultats après avoir modifié un élément entre les différentes manipulations : ici l’absence ou la présence d’ovules. L'expérience de la figure 1 montre que les spermatozoïdes ne nagent pas au hasard, ne se déplacent pas si ils ne détectent pas quelque chose, si ils ne sont pas attirés par quelque chose. Ça ne peut plus être le hasard …. ! !
CONCLUSION :
J’en conclus/ J'en déduis que la fécondation chez l’Oursin est facilitée par une substance produite par les ovules qui attire les spermatozoïdes.
Bilan :
Les cellules reproductrices mâles sont attirées par des substances chimiques libérées par les cellules reproductrices femelles.
Problème : Que font les cellules reproductrices (une fois qu’elles se sont rencontrées et qu’elles sont en contact) pour assurer la reproduction ?
Activité : la fécondation et le cycle de développement
Le document 1 nous permet de compléter le document 2 avec :
- un titre
- les légendes suivantes : cellule-oeuf, mâle, spermatozoïde, ovule, fécondation, multiplication cellulaire, larve, femelle.
Puis d'indiquer sur le document 2 à quelles étapes du cycle de développement de l’oursin on a pu prendre les photographies 1, 2 et 3 en notant le numéro des photographies sur le cycle du document 2.
Bilan :
Lors de la reproduction sexuée, un organisme vivant est conçu par la fusion d’une cellule reproductrice mâle et d’une cellule reproductrice femelle : c’est la fécondation qui aboutit à la formation d’une cellule-oeuf qui est la première cellule d’un être-vivant.
La reproduction sexuée est la formation d’un nouvel individu par fusion de deux cellules reproductrices issues d’individus de la même espèce mais de sexe différent.