Chapitre 3 - Le cycle de développement des êtres vivants
domaine: Biologie

Introduction: quelques définitions

> Le terme de croissance indique une augmentation de la masse de matière qui se traduit par une augmentation irréversible de la taille et/ou de la masse corporelle.
-> Chez les végétaux: la croissance se poursuit pendant toute la durée de vie. Elle peut être discontinue en lien avec les saisons.
-> Chez les animaux: la croissance est présente de la naissance à l'âge adulte. Elle s'arrête aux alentours de la maturité sexuelle.

> Le terme de développement désigne la succession des transformations qui affectent la cellule-oeuf à partir de sa conception = les étapes du développement.
-> Chez les végétaux (exemple des plantes à fleurs): la phase de développement embryonnaire est réduite alors que le développement post-embryonnaire est complexe (avec la différenciation de nombreux organes), adaptable et flexible selon les conditions environnementales.
-> Chez les animaux: on distingue:
    le développement embryonnaire: depuis la fécondation jusqu'à la naissance / ou éclosion.
    le développement post-embryonnaire ou juvénile: de la naissance à l'état adulte.
    la phase adulte: la maturité sexuelle.
    la phase sénile: les fonctions diminuent, mène à la vieillesse et à la mort.


1. Développement et croissance chez les plantes à fleurs

a/ Une succession d'étapes communes
 
>
Pour les végétaux qui se développent à partir d'une graine
Graine (dormance puis germination) -> plantule -> jeune plante (croissance
et développement des racines, tiges et feuilles) -> plante adulte (croissance et développement des feuilles, fleurs et fruits contenant les graines) -> mort de la plante.
> Pour les végétaux qui se développent à partir d'un organe de réserve
Organe de réserve (tubbercule, bulbe, rhizome)
-> développement d'un bourgeon -> jeune plante (croissance et développement des racines, tiges et feuilles) -> plante adulte (croissance et développement des racines, tiges, feuilles, fleurs, fruits et graines) -> reconstitution d'un organe de réserve -> mort de la partie aérienne.

b/ De la graine à la plantule: la germination
> Les étapes de la germination: débute par le développement de la radicule
qui écarte les téguments puis s'enfonce dans le sol. Les racines se développent, puis la tige. La plantule utilise les réserves de la graine. A l'apparition des feuilles vertes, la jeune plante fabrique sa propre matière organique (elle devient autotrophe).
La germination correspond à la sortie de la radicule.
> germination épigée
= au-dessus de la terre (exple: le haricot).
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>
germination hypogée
= en-dessous de la terre (exple: le blé).
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Le développement de l'embryon de la graine ou germination aboutit à la formation d'une plantule qui présente de petits massifs de cellules indifférencies = les méristèmes. Un méristème se situe au sommet de la tige et est responsable de la formation de la partie aérienne (tige, feuilles, bourgeons, fleurs); un autre méristème se situe à l'extrémité de la racine et est responsable de la formation de la partie souterraine. Ils permettent la croissance en longueur et épaisseur de la plante, pendant toute sa durée de vie, parfois suivant le rythme des saisons.

> Les conditions de la germination: pour germer, les graines ont besoin d'eau, d'oxygène et d'une température adaptée. L'automne serait une saison favorable à la germination mais les graines sont aptes à germer après une période de vie ralentie (= la dormance avec déshydratation qui protège la plantule du gel ou de la sécheresse et réduction des échanges respiratoires et nutritifs). Puis la graine sort de son état de dormance en absorbant une grande quantité d'eau.  

b/ De la plantule à la plante
> La croissance et le développement: la croissance saisonnière est discontiue et illimitée et se poursuit jusqu'à la mort de la plante.
Les caractéristiques: un allongement des tiges et l'apparition de feuilles grâce aux bourgeons terminaux (méristèmes sous leurs écailles); un accroissement en épaisseur (sous l'écorce, fabrication de cellules de bois); l'allongement et la ramification des racines.
Le développement saisonnier des fleurs (étape de la floraison) puis des fruits (étape de la fructification) se priduit à un moment de la vie de la plante. 
> Exemple: la croissance en longueur d'un rameau. L'âge du rameau se voit les l'espace entre deux cicatrices laissées par la chute des écailles de bourgeons, qui correspond à une année. 
img341  img341a img341b 
>
Exemple: la croissance en épaisseur d'un tronc d'arbre. La coupe transversale d'un tronc d'arbre montre des anneaux (= cernes) et l'alternance cerne clair / cerne sombre correspond à une année.
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> Les conditions de la croissance: besoin de la lumière (source d'énergie pour la photosynthèse), de l'obscurité (pour synthétiser les hormones de croissance), de l'air, de l'eau, des sels minéraux et une température adaptée.


1. Développement et croissance chez les animaux

> Exemple: la souris
>
Les étapes du développement sont, de sa conception à sa mort => en représentation linéraire (montre que la vie a un début et une fin).
img343 
> Le cycle de développement ou cycle de vie montre la perpétuation de l'espèce => en représentation bouclée où la mort est absente.
img343a 

a/ Une succession d'étapes communes  
>
De la cellule-oeuf à la naissance: croissance et développement embryonnaire
> De la naissance du petit au stade adulte: croissance et développement juvénile (métamorphoses chez certaines espèces)
> De l'adulte à la mort: vieillisement ou sénescence.

b/ Deux types de développement  
>
Le développement direct: quand le petit (le jeune) ressemble à l'adulte (homme, chat, poule, escargot, phasme...)
; transformations sans changement de forme.

> Le développement indirect: quand le petit (la larve) est différent de l'adulte (grenouille, crabe, papillon, huître...). Les transformations sont des métamorphoses: soit elles sont progressives (comme pour la grenouille et l'huître); soit elles ont 3 stades différents:
1/ le stade larvaire: la larve mue plusieurs fois et se débarasse de son exosquelette rigide (qui empêche la croissance). La croissance se déroule tout de suite après la mue et avant la formation d'un nouveau exosquelette. La croissance est discontinue (courbe en paliers). La larve arrête de se nourrir, mue une ultime fois et se transforme en nymphe, pour entrer dans la mue nymphal. La transformation se fait soit à l'intérieur d'un cocon tissé par la larve (ver à soie) ou soit dans le milieu (ver de farine). Le stade larvaire = période entre l'éclosion de l'oeuf et la mue nymphale.
2/ le stade nymphal: repos apparent où la larve ne se nourrit pas, ni ne se déplace, mais avec une intense activité métabolique interne. Stade se termine par une mue libérant l'adulte: la mue imaginale. Le stade nymphal = période entre la mue nymphale et la mue imaginale.
3/ le stade adulte / ou imaginal: croissance et développement sont achevés, l'adulte est capable de se reproduire.
> Les métamorphoses sont souvent liées avec un changement de milieu de vie (larve aquatique de la libellule, adulte aérien) ou de régime alimentaire (têtard végétarien, grenouille carnivore) ou les deux.
> Les stades peuvent porter de snoms spécifiques chez certaines espèces:

c/ Deux types de croissance
> La croissance continue: augmentation de la taille progressive chez les animaux dont le revêtement cutané n'est pas rigide (exple: les mammifères).

> Le croissance est discontinue: augmentation de la taille uniquement pendant une courte période entre la mue et formation d'un exosquelette ; chez les animaux au squelette externe non extensible ou exosquelette (les arthropodes). Courbe de croissance en paliers.
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Classification des animaux
>
Les vertébrés ont un squelette osseux; squelette interne avec colonne vertébrale.
> Les invertébrés ont un squelette articulé (au niveau des pattes). Ceux qui ont une carapaces sont les arthropodes.  
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