Petite vidéo intéressante sur la faune préhistorique française

 Les fouilles d'Angeac en Charente sont parmi les plus riches de France. Il s'agit d'une ancienne lagune qui date du Crétacé et qui présente de nombreux ossements. On a même découvert un fémur de 2,20 m appartenant à un des gros sauropodes connus, même s'il a été dépassé par des spécimens de Patagonie comme Patagotitan.

Chapitre 6. L'évolution, une grille de lecture du monde (Terminale, enseignement scientifique)

 A. Comment évoluent les structures anatomiques. La cas de l'œil

1) Chez les vertébrés

Les structures anatomiques présentent des particularités surprenantes d’un point de vue fonctionnel, pouvant paraître sans fonction avérée ou bien d’une étonnante complexité. Elles témoignent de l’évolution des espèces, dont la nôtre. Les caractères anatomiques peuvent être le résultat de la sélection naturelle mais certains sont mieux expliqués par l’héritage de l’histoire évolutive que par leur fonction.

Pour débuter nous allons prendre l’exemple de l’œil chez différentes espèces.

 

Structure simplifiée de l’œil humain

 

 

L’œil humain possède des caractéristiques communes à tous les yeux des animaux :

— une rétine dans laquelle se trouvent des cellules nerveuses photoréceptrices,

— des cellules sensibles à la lumière contenant des protéines appelées les opsines qui absorbent les rayons lumineux.

Toutes les autres structures ne sont pas communes à tous les animaux mais, en revanche, commune à tous les vertébrés.

 

Coupe de rétine humaine. Les cônes (récepteurs de la lumière) et les bâtonnets (récepteurs de la luminosité), sont placés au fond de la rétine.

 

 

Les yeux des vertébrés

 

Une des caractéristiques communes des yeux des vertébrés est la présence d’un cristallin qui joue le rôle de lentille convergente et permet l’accommodation en modifiant sa convexité selon la distance de l’objet observé.

Cette accommodation devient plus difficile lorsque l’œil vieillit (presbytie).

Les cellules du cristallin sont remplies d’une protéine transparente, la cristalline qui permet le passage de la lumière.

 

Cristallin de vertébrés (fausses couleurs)

 

 

Vision des couleurs et « bricolage évolutif »

 

L’arbre phylogénétique des primates permet de distinguer nettement 2 groupes :

— les primates d’Amérique du Sud qui sont dichromates (2 types d’opsines) comme tous les autres mammifères

— les primates d’Asie et d’Afrique qui sont trichromates (3 types d’opsine).

 

 

Pour comprendre la différence, les deux documents suivants permettent de comparer la vision d’un primate dichromate et d’un primate trichromate et celle de l’homme et du chien.

 

 

L’arbre phylogénétique des mammifères fondé sur la vision des couleurs, paraît simple à comprendre. Tous les mammifères sauf les primates d’Asie et d’Afrique sont dichromates. Cela signifie qu’ils ne possèdent que 2 opsines et ont une moins bonne vision des couleurs que les trichromates qui possèdent 3 opsines et ont une meilleure différenciation des couleurs.

Pour résumer, tous les mammifères sont dichromates sauf les singes d’Asie et d’Afrique.

Cela peut se comprendre puisque les 2 rameaux de l’arbres se sont développés indépendamment à partir d’un ACH (ancêtre commun hypothétique) suite à un isolement climatique de l’Amérique du sud (le phénomène n’est pas très clairement expliqué) il y a au moins 34 millions d’années. Des remaniements génétiques expliquent le passage de la dichromatie à la trichromatie.

Sauf que l’alouate ou Singe hurleur est trichromate alors qu’il vit en Amérique du sud.

Il faut donc supposer qu’à un moment ou un autre, son génome a subi un remaniement qui a abouti à une solution équivalent à la vision trichromate des singes d’Asie et d’Afrique.

Ce phénomène dit de « convergence évolutive » est rare et s’explique, en général, par une contrainte du milieu (sélection naturelle).  Le cas de convergence évolutive le plus caractéristique est l’adaptation à l’hydrodynamisme. Une truite (poissons), un crocodile (« reptile »), une baleine (mammifère), un calmar (céphalopode), ont tous une forme de torpille car c’est la meilleure solution pour se déplacer dans l’eau.

Pour l’alouate, la pression de sélection qui s’exerce, est la même que pour les autres singes d’Amérique sans que ceux-ci soient devenus trichromates. On peut parler de « bricolage évolutif ».

Ce mode d’évolution se démarque nettement du néo-darwinisme contemporain qu’on appelle la théorie synthétique de l’évolution qui est résumé sur le schéma suivant.

 

 

Disons-le, la théorie synthétique de l’évolution est comme son nom l’indique, synthétique, c’est à dire qu’elle ne s’encombre pas de détails… or le diable se cache toujours dans les détails.

 

Evolution et régression

 

En biologie évolutive, il existe un principe fondamental qui est le « principe de parcimonie (économie)». Cela signifie que dès qu’une structure n’a plus d’utilité dans une situation donnée, elle a tendance à disparaître.

Un des exemples les plus caractéristiques est celui de la régression des yeux en milieu obscure. On observe cette régression dans tous les groupes animaux.

On lit souvent que ce phénomène donne des animaux aveugles. C’est une ânerie puisque l’animal n’a pas d’œil. On doit utiliser le terme d’anophtalme (qui n’a pas d’œil).

On trouve le phénomène d’anophtalmie chez les animaux cavernicoles (qui vivent dans des grottes) et chez les animaux fouisseurs qui vivent uniquement dans les tunnels qu’ils creusent et sortent rarement.

Quelques exemples

Astyanax mexicanus est un petit poisson qui vit dans les rivières. La forme qui vit dans les eaux souterraines présente une importante régression des yeux et une quasi absence de couleur.

 

En haut la forme qui vit à la lumière. En bas, la forme qui vit à l’obscurité

 

 

Evolution de l’œil chez les deux formes pendant le développement embryonnaire

 

 

Le protée (Proteus anguinus) est un batracien qui vit dans les grottes de Croatie. Outre la quasi absence d’œil, on remarquera sa dépigmentation et la présence de branchies externes qui sont chez les batraciens une caractéristique des formes larvaires.  Le protée reste donc à l’état de larve, du fait de la pauvreté des eaux en iode, mais a acquis la capacité de reproduction. On parle de néoténie.

 

 

Chez les rats-taupes, l’anophtalmie est presque totale, les yeux étant une gène lors du creusement des tunnels. L’adaptation est extrême chez le rat-taupe nu dont l’absence de poils permet une meilleure reptation. Seules subsistent des vibrisses (poils sensitifs).

 

Spalax erhenbergi, le rat-taupe d’Afrique du Nord

 

 

Heterocephalus glaber, le rat-taupe nu, rare exemple de mammifère eusocial, où une seule mère assure la descendance pour toute la tribu.

 

 

Le bricolage optique de l’Anableps

 

Anableps anableps est un poisson d’Amérique Centrale qui vit en groupe dans les eaux boueuses dormantes. Il chasse les insectes qui vivent à la surface de l’eau mais ses principaux prédateurs sont d’autres poissons.

Afin de repérer ses proies sans se faire bouffer, l’Anableps a développé un œil a deux pupilles lui permettant de voir dans les deux milieux en même temps.

 

 

Dans le genre délirant, la palme revient sans doute au Périophtalme dont les yeux sont juchés au sommet de la tête et qui se déplace sur des nageoires transformées en pattes. Cette petite vidéo en fait une bonne présentation.

 

2) Chez les autres groupes animaux réunis sous le terme d’invertébrés

 

Sauf adaptation particulière à l’obscurité, la majorité des groupes d’invertébrés possède des organes de la vision sauf les éponges et autres anémones de mer dont la structure est trop primitive.

Ces organes de la vision sont le résultat de processus évolutifs très variés qui ont donné des structures et des molécules très différentes regroupées sous le terme d’opsines (vision des couleurs et des formes) et de cristallines (pénétration de la lumière dans l’œil). Là encore, on a un exemple de bricolage évolutif.

 

Un essai d’embryon de tentative d’arbre phylogénétique simplifié basé sur les yeux de quelques invertébrés

 

 

a) Le cas des arthropodes

 

L’embranchement des Arthropodes regroupent, les crustacés, les arachnides (araignées et scorpions), les myriapodes (mille-pattes), les insectes et quelques autres bestioles moins connues.

La caractéristique commune de ces animaux est d’avoir un squelette externe. Pour faire simple, ça fait « crac » quand on les écrase.

Un autre point commun est la présence d’un œil composé de petites structures appelées ommatidies dont le fonctionnement est assez varié

 

Schéma des yeux composés des arthropodes

 

 

Œil composé d’une écrevisse porté par un appendice

 

 

Les araignées, qui font partie des arachnides avec les scorpions, les acariens, les opilions, les solifuges et autres joyeusetés, possèdent, selon les espèces, 8, 6, 4, ou 2 yeux. Pour autant, la majorité n’a pas une excellente vue. Dans les cas des araignées tisseuses, elles sont averties de la présence d’une proie par les vibrations de la toile.

 

Tête d’une araignée dotée de 6 yeux

 

 

Seules les Salticides (araignées sauteuses) ont une bonne vue de leur proie.

 

Une salticide

 

 

Le mâle de la minuscule espèce australienne Maratus speciosus affiche des couleurs somptueuses pendant la parade nuptiale. 

 

Maratus speciosus mâle durant la parade nuptiale

 

 

Les insectes possèdent des yeux composés de quelques ommatidies pour les plus primitifs et jusqu’à 30 000 chez certaines libellules.

Le spectre de la vision des insectes est très différent de celui des mammifères. Les abeilles sont très sensibles aux UV et certaines plantes ont des marques UV pour attirer les pollinisateurs.

 

Œil de mouche

 

 

Yeux de papillon 

 

 

Yeux d’une libellule 

 

 

Vision des couleurs chez les abeilles. Les taches centrales et l’odeur du nectar attire nt les pollinisateurs au centre de la fleur. 

 

 

En 1983, Walter Jakob Gehring a procédé à une transgenèse du gène Pax6 de souris chez une drosophile. Un œil surnuméraire est apparu sur une des antennes. Pax6 est donc un gène du développement commun à tous les animaux même de groupes zoologiques très éloignés.

 

Transgenèse du gène Pax6. L’œil surnuméraire apparu sur l’antenne est non fonctionnel.

 

 

b. Bienvenue chez les mollusques

 

Tout le monde a déjà bouloté une moule, surtout dans le Nord ou peut-être des huîtres.

Tout le monde a déjà vu un escargot ou même en a mangé.

Tout le monde connaît ce qu’est une pieuvre et certains ont peut-être mangé des encornets farcis qui sont des calmars (ou calamars) dans la terminologie culinaire.

Et bien ce sont tous des mollusques…

Les mollusques forment ce qu’on appelle en biologie un embranchement, c’est à dire une vaste réunion d’animaux ayant des caractéristiques communes. Dans notre cas, le corps mou, et, le plus souvent, entouré d’une coquille. Les mollusques sont divisés en 9 classes dont :

— les lamellibranches ou Bivalves (huîtres, moules)

— les gastropodes (escargots, limaces)

— les céphalopodes (poulpe, seiche)

 

Classification très simplifiée des mollusques

 

 

* Les yeux des gastéropodes et des lamellibranches

 

Ces deux classes de mollusques n’ont pas développé des structures visuelles très complexes.

La majorité des yeux possèdent une rétine, parfois une cavité visuelle et encore plus rarement un cristallin primitif comme chez Murex.

 

L’œil d’escargot est porté par un appendice

 

 

La patelle (Patella vulgaris), encore appelée chapeau chinois ou bernicle, est un gastéropode qui vit fixé sur les rochers. Sa tête porte des yeux très primitifs.

 

Une patelle

 

 

Schéma de l’œil de patelle 

 

 

Chez Argopecten, le pétoncle, un lamellibranche d’Amérique du nord, l’œil est simple sans cristallin.

 

Schéma de l’œil d’Argopecten

 

 

Atgopecten iradians. Les yeux sont très visibles sur les deux photos. 

 

 

Murex est un gastéropode vivant en Méditerranée. Il est devenu très rare depuis l’Antiquité car on utilisait le contenu d’une glande pour fabriquer une teinture rouge de grande qualité. 

 

 

L’œil de Murex possède un cristallin primitif.

 

 

* Les yeux des céphalopodes

 

Avec leur tronche d’extra-terrestres et le développement d’une intelligence remarquable chez certaines espèces, les céphalopodes sont certainement les mollusques les plus fascinants. Ce sont aussi les seuls invertébrés à posséder un œil aussi complexe que celui des vertébrés.

Au cours de l’évolution les céphalopodes ont perdu leur coquille comme chez les poulpes alors qu’elle est bien présente chez les Nautiles.

 

Phylogénie simplifiée des céphalopodes

 

 

Comme on le voit sur l’arbre, deux groupes ont disparu des radars à la fin du Crétacé, les ammonites et les bélemnites, en même temps que les dinosaures, qui ont pris une météorite ou une comète, bref un truc pas très sympa, sur la gueule.

Jusqu’à tout récemment, on pensait que tous les céphalopodes étaient carnivores, mais on vient de découvrir (en 2020) qu’un groupe assez mystérieux de céphalopodes abyssaux, les vampyromorphes, mange tout ce qui passe dans le secteur sans sélection particulière, ce qui en fait plutôt un omnivore

 

Vampyrotheutis infernalis. Taille maximale connue, 30 cm.

 

 

Les nautiles, des survivants des temps lointains

 

Les membres du genre  Nautilus sont les seuls céphalopodes à coquille externe. Ils possèdent 90 tentacules dépourvus de ventouse. Ils existent depuis 400 millions d’années. On parle d’espèces panchroniques.

Il faut oublier le terme de « fossile vivant », proposé par Darwin, car en réalité, ces espèces évoluent mais restent morphologiquement très proches des formes fossiles.

Vivant en eau profonde (jusqu’à 1000 m dans le Pacifique et l’Océan Indien), ils peuvent monter et descendre grâce à des ballasts situés dans la coquille.

 

Nautilus belauensis

 

 

 

Nautilus macromphalus (rien à voir avec l'anatomie d'un certain président… Oups, je sors)

 

 

Coupe de coquille de Nautile

 

 

Schéma anatomique d’un Nautile 

 

Le nautile n’a pas une très bonne vision car son œil est constitué d’une simple chambre noire. Les rayons lumineux atteignent une rétine mais il n’y a aucune accommodation. Bref, le nautile est bigleux.

 

L’œil coquin du nautile

 

 

Fonctionnement de l’œil du nautile comme une « camera obscura » 

 

 

Seiches et Calmars

 

Les seiches (Sépioidés) et les calmars (Teuthoidés) constituent le groupe des céphalopodes décapodes (10 tentacules).

Deux tentacules sont plus longs et servent à la prédation.

La taille moyenne d’une seiche est de 20 cm, mais la seiche géante du Pacifique atteint 1 m.

 

Une seiche

 

 

La taille des calmars est beaucoup plus variée. Elle va de quelques dizaines de centimètres à plusieurs mètres. 

 

Un calmar de petite taille 

 

 

Sepiotheutis lessoniana, un calmar bioluminescent 

 

 

Les deux groupes possèdent un reste de coquille interne, appelé « os » chez les seiches et « plume » chez les calmars.

 

« Os » de seiche

 

 

« Plume » de calmar 

 

 

Calmars géants et colossaux

 

Les calmars géants et les calmars colossaux sont deux espèces distinctes qui constituent les plus gros invertébrés du globe.

Le calmar géant (Architheutis dux) atteint 13 mètres pour une femelle, de l’extrémité du manteau à la pointe des grands tentacules, ce qui représente un corps de 5 m environ.

Le calmar colossal (Mesonychotheutis hamiltoni) est plus trapu mais pas nécessairement beaucoup plus long que le calmar géant. On l’estime à 14 m environ, mais on estime que certains spécimens pourraient atteindre 20 m.

Animaux abyssaux, on connaît peu de chose sur leur vie. La majorité des spécimens récupérés est, en général, en assez mauvais état et constituée de juvéniles.

 

Un calmar géant (5 m environ) échoué sur une plage d’Afrique du sud

 

 

Un calmar géant péché en Nouvelle-Zélande 

 

 

Le seul calmar géant naturalisé (plasticiné) se trouve dans la Galerie de l’Evolution au MNHN (Musée Nationale d’Histoire Naturelle) à Paris. 

 

 

Un calmar colossal juvénile péché dans les eaux japonaises

 

 

Crochets situés au niveau des ventouses d’un tentacule de calmar colossal 

 

 

Photo ancienne (la seule qu’on possède) montrant des traces de ventouses de calmar sur une peau de cachalot. C’est cette photo qui a permis d’affirmer l’existence de calmar de grande taille qui était niée jusque là. 

 

 

La fameuse attaque du Nautilus dans « Vingt mille lieus sous les mers » n’était donc pas que le fruit de l’imagination de Jules Verne.  Illustration de l’édition originale Hetzel. 

 

 

 

Vidéo tournée en 2013 sous la direction de Tsunemi Kubodera, le spécialiste mondial des calmars géants. 

 

 

Les octopodes

 

Les poulpes ne possèdent que 8 bras d’égale longueur.

Contrairement aux décapodes, ils ne possèdent plus de trace de coquille interne et peuvent donc se faufiler dans des anfractuosités très étroites.

Si la pieuvre commune atteint parfois au maximum un mètre, le Poulpe géant du Pacifique peut atteindre 9 m au total.

Douée d’une grande intelligence, la pieuvre est capable d’élaborer des stratégies de capture de proies.

 

Le poulpe commun

 

 

La pieuvre du Pacifique 

 

Les yeux des décapodes et des octopodes

 

Les céphalopodes, comme les seiches, les calmars et les poulpes possèdent une vision binoculaire avec des yeux, la plupart du temps assez grands, de chaque côté de la tête. Ils possèdent des yeux assez proches de ceux des vertébrés mais le processus évolutif qui les a fait apparaître est différent de celui qui a été mis en œuvre chez les vertébrés.

 

L’œil d’une seiche

 

 

L’œil d’un calmar 

 

 

L’œil d’un poulpe. Sur les 3 spécimens photographiés, on voit très bien les chromatophores qui sont des cellules pigmentaires. Leur dilatation ou leur rétractation expliquent les variations de couleur de ces animaux. 

 

 

La structure interne de l’œil des céphalopodes est différente de celle des vertébrés : la rétine et le nerf optique sont externes (les cellules de la rétine sont tournées vers la source lumineuse), par conséquent les céphalopodes n'ont pas de point aveugle. La ressemblance superficielle entre les yeux des céphalopodes et des vertébrés est un bon exemple de convergence évolutive. Les yeux contiennent chacun un cristallin dur. L’accommodation est réalisée par le déplacement du cristallin (comme la lentille d'une caméra ou d'un télescope), plutôt que par sa déformation comme pour l’œil humain. Le cristallin est sphérique, et élimine toute aberration grâce à une variation continue de l’indice de réfraction qui diminue du centre à la périphérie.

 

Coupe de l’œil de céphalopode

 

 

Rôle de la vision chez les seiches et les pieuvres

 

La seiche comme la pieuvre est dotée d'une vue excellente et elle peut grâce à un camouflage adaptatif se fondre dans son environnement ou exprimer des « sentiments » via les motifs colorés changeant de sa peau. Sa peau est en effet entièrement dotée d’une triple couche de cellules colorées dont les chromatophores (qui, sous l'action du cerveau leur permettent de changer brusquement de couleur, en arborant des motifs colorés complexes). 

 

Rôle de la vision chez les calmars

 

Chez les calmars le changement de couleurs permet une communication entre les individus afin d’élaborer une stratégie de chasse en groupe ou lors de la reproduction. Le changement de couleurs peut être différent de chaque côté de l’animal. Certains scientifiques estiment à 250 le nombre de possibilités de communication.

Les yeux des calmars géants et colossaux sont les plus grands du règne animal.

 

Œil de calmar géant. La couleur bleue est due à la présence d’hémocyanine chez les céphalopodes. Cette molécule, qui contient des atomes de cuivre, joue le rôle de l’hémoglobine chez les vertébrés.

 

 

Œil de calmar géant ou colossal 

 

 

L’arbre phylogénétique très simplifié, ci dessous montre que les voies évolutives qui ont aboutit à des yeux très perfectionnés chez deux groupes zoologiques très éloignés, les mammifères et les céphalopodes, sont très différentes. Cependant, le résultat est comparable. On a ici, un exemple de convergence évolutive.

 

 

B. L’évolution de l’anatomie humaine. L’exemple des difficultés obstétriques et la notion de compromis sélectif.

 

Le problème est le suivant : lorsqu’on observe la naissance d’un petit chez deux espèces de primates génétiquement très proches, comme le chimpanzé (Pan troglodytes) et l’homme (Homo sapiens), on constate que chez le chimpanzé, celle-ci se passe sans problème alors que chez la femme, la naissance produit des douleurs dues à la difficulté de sortie du bébé par la filière pelvienne. N’oublions pas que jusqu’à la seconde guerre mondiale, beaucoup de femmes mouraient lors de l’accouchement. Comment cette difficulté a t-elle pu apparaître au cours de l’évolution ?

Le chimpanzé est un primate qui mesure 1,50 m environ et dont le volume crânien est de l’ordre de 350 cm³. Son bassin est étroit et haut, avec une large ouverture.

 

 

L’homme est un primate, lui aussi, qui mesure en moyenne 1,75 m et dont le volume crânien est de l’ordre de 1450 cm³. Son bassin est large et proportionnellement moins haut que celui du chimpanzé. Le grand diamètre de l’ouverture est perpendiculaire à celui du chimpanzé. 

 

 

Si on compare la position de la tête du bébé lors de l’accouchement, on constate que chez le chimpanzé, celle-ci peut sortir librement et entrainer tout le corps du nouveau né sans difficulté aucune. En outre, le diamètre de la tête du fœtus à l’accouchement est inférieur à celui de l’orifice du bassin. 

 

 

Au contraire, chez la femme, le diamètre de l’orifice du bassin est souvent légèrement plus faible que celui de la tête du nouveau-né. En outre, la position de l’axe nuque-front dans l’utérus est perpendiculaire au grand diamètre de l’orifice du bassin. Cela signifie que le fœtus à terme doit tourner la tête pour se présenter normalement vers l’orifice de sortie. De là, parfois, l’utilisation des forceps pour aider à l’extraction du bébé. 

 

 

Comparons l’anatomie et la position de déplacement d’un chimpanzé et d’un homme.

Le chimpanzé a une colonne vertébrale à 2 courbures et son déplacement est essentiellement quadrupède. Son bassin ne porte donc pas tout le poids du corps et peut rester assez léger. En revanche, la position anatomique de l’animal, ne lui permet pas d’avoir un gros crâne.

 

 

L’homme, au contraire, à un déplacement bipède et une colonne vertébrale à 4 courbures. Le bassin porte tout le poids de la partie supérieure du corps et doit donc être large et épais, ce qui limite la possibilité d’une ouverture très large. Cette position bipède permet à l’homme d’avoir un gros crâne, d’autant que le trou occipital sur lequel est articulée la colonne vertébrale est située au centre contrairement à ce qui se passe chez le chimpanzé.

 

Etienne-Jules Marey. Chronophotoscopie d’un homme qui court (1889). Pionnier de l’étude du mouvement, Marey annonce le cinéma avec l’invention de son fusil chronophotoscopique.

 

 

Comparaison des deux anatomies 

 

 

Le passage d’une quadrupédie à une bipédie selon un mécanisme de sélection naturelle a eu des conséquences énormes sur l’évolution des homininés. En même temps, le développement d’un gros crâne, donc d’un gros cerveau, donc d’une capacité cognitive importante a obligé l’anatomie a réagir en renforçant le bassin. Ce renforcement a entrainé la diminution de la taille de l’orifice pelvien et donc une plus grande difficulté pour la sortie des nouveaux-nés.

 

On peut voir cette évolution à l’œuvre chez les australopithèques, des homininés fossiles plus petits que le chimpanzé mais au crâne plus gros. Leur déplacements étaient essentiellement bipèdes à 80% mais selon un mode moins aisé que l’homme. On parle de bipédie imparfaite. Or, on constate que le bassin est moins haut que celui du chimpanzé, mais moins large que celui de l’homme. On a pu reconstitué le trajet du nouveau né lors de la naissance. On peut constater que pour sortir sans difficulté, le petit australopithèque devait tourner la tête comme chez l’homme. En revanche, le grand diamètre de la tête étant inférieure au diamètre de l’orifice du bassin, il pouvait sortir sans difficulté.

 

On parle donc de compromis sélectif entre la facilité de la naissance et le passage à la bipédie et à des capacités d’apprentissage supérieures. 

 

C. Biologie évolutive et pratiques médicales

 

Il existe deux types de procaryotes, les bactéries et les virus.

Les virus étant des procaryotes incapables d’autoreproduction, ils sont des parasites obligatoires d’autres cellules. Leurs mutations sont des adaptations mais il est difficile de la considérés comme une évolution fondée sur la sélection naturelle. Seules, parmi les procaryotes, les bactéries sont donc capables de phénomènes évolutifs.

 

Moins les organismes sont complexes, plus ils sont nombreux.

 

 

La vitesse de reproduction des bactéries étant très rapide, leur taux de mutations est donc très élevé.

 

Vitesse de multiplication d’une bactérie

 

 

Les bactéries étant des organismes simples d’un point de vue biologique, elles s’adaptent très rapidement à des variations de conditions environnementales.

Le processus de sélection naturelle se produit beaucoup plus rapidement que chez les métazoaires. On peut le constater lorsqu’on cultive des bactéries sur un milieu pauvre en un nutriment sélectionné.
 

Culture de bactéries sur un milieu appauvri en un nutriment 

 

 

Très rapidement, les bactéries mutent et adaptent ainsi leur physiologie aux éléments présents dans le milieu selon un processus de sélection naturelle.

La résistance bactérienne aux antibiotiques fonctionne de la même façon.

Ce phénomène de résistance a été observé très rapidement après la mise sur le marché des premiers antibiotiques dans les années 1930.

 

Mécanisme de la sélection naturelle chez les bactéries

 

 

Le staphylocoque doré est une bactérie qui fait partie de la flore bactérienne normale d’un individu au même titre qu’Escherichia coli.

 

Une colonie de Staphylococcus aureus

 

 

Lors d’une blessure, il peut se multiplier et provoquer des furoncles et autres infections cutanées qui peuvent produire du pus.

Les infections digestives peuvent être très pénibles, avec vomissements et diarrhées très intenses. 

L’infection peut toucher des organes variés avec des conséquences parfois très graves.

Les phénomènes de résistance peuvent s’observer facilement lorsqu’on met en place un antibiogramme.

On met en culture des bactéries sur un milieu adapté en boîte de Pétri.

La taille de la plage vide permet d’apprécier l’efficacité d’un antibiotique. Lorsque une souche est résistante, elle peut se développer jusqu’à la pastille d’antibiotique.

 

Un antibiogramme de Staphylococcus aureus. Dans ce cas les 3 antibiotiques testés sont efficaces. L’antibiotique situé à 7 heures sur la boîte a une faible action, cependant.

 

 

Un autre antibiogramme de Staphylococcus aureus. On constate que sur les 7 antibiotiques testés, 4 seulement sont efficaces dont un, celui du centre, a une action très faible. 

 

 

L’apparition de résistances successives aux antibiotiques utilisés contre une affection, peut avoir des conséquences catastrophiques jusqu’à la mort du patient. 

 

 

Pendant des années, l’utilisation des antibiotiques n’a pas cessé d’augmenter aussi bien dans le domaine médical que dans le domaine de l’élevage et de l’industrie alimentaire.

La relation médecin/patient ayant évoluée, très souvent les praticiens ont été obligés de donner des antibiotiques pour des raisons pas toujours appropriées.

 

Apparition de multirésistance d’Escherichia coli à certains antibiotiques selon les pays en 2016

 

 

Une étude britannique émanant de l’Amr (Review of antimicrobial résistance) publiée en 2016 a montré comment pourrait évoluer le nombre de décès par multirésistance bactérienne si rien n’est fait pour limiter le problème. 

 

 

La même année, l’OMS (Organisation mondiale de la santé) dans un rapport, préconise une baisse drastique de l’utilisation des antibiotiques afin de limiter l’apparition des multirésistances :

— Les nouveaux antibiotiques sont réservés au milieu hospitalier.

— Il faut limiter les maladies nosocomiales

— Il faut développer les stratégies vaccinales

— Il faut développer la recherche sur d’autres pistes thérapeutiques.