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DEPARTEMENT DE BIOLOGIE ANIMALE PARCOURS TYPE : PARASITOLOGIE NIVEAU : MII NANG

DEPARTEMENT DE BIOLOGIE ANIMALE PARCOURS TYPE : PARASITOLOGIE NIVEAU : MII NANGANG WATDJOU PRESTIGE 14S22277 Nom de l’enseignant : Pr MBIDA MBIDA Jean Arthur ANNEE ACADEMIQUE 2020/2021 THEME : METHODES POUR ESTIMER LA DIVERSITE DES PROTISTES EUCARYOTES République du Cameroun Paix – Travail – Patrie ********** Université de Douala FACULTE DES SCIENCES Republic Of Cameroon Peace – Work – Fatherland ********** University of Douala FACULTY OF SCIENCES TPE DE PAR 539 PLAN DETAILLE INTRODUCTION......................................................................................................................................1 1- LA MICROSCOPIE........................................................................................................................1 a- Procédure...............................................................................................................................1 b- Avantages...............................................................................................................................3 c- Inconvénient...........................................................................................................................3 2- La mise en culture......................................................................................................................3 a- Procédure...............................................................................................................................4 b- Avantages...............................................................................................................................4 c- Incovénients...........................................................................................................................5 3- Méthode de séquençage............................................................................................................5 a- Procédure...............................................................................................................................5 b- Avantages...............................................................................................................................7 c- Inconvénients.........................................................................................................................7 CONCLUSION..........................................................................................................................................8 Références :............................................................................................................................................9 Méthodes Pour Estimer La Diversité Des Protistes Eucaryotes INTRODUCTION Une estimation de la biodiversité doit commencer par une analyse locale des différents biotopes. En effet, les protistes peuvent être rencontrées dans tous milieu humide (eau, air, sur le corps des animaux, dans leur tube; sur le dessus, le dessous, l’intérieur des feuilles, sur les objets, etc) ce en fonction de leur mode de vie et/ou de leur spécificité. L’analyse des différents biotopes est donc loin d’être terminée et souvent l’étude de nouvelles niches écologiques permet de mettre en évidence en grand nombre de nouvelles espèces. Par exemple, en explorant la diversité des levures présentes dans l’intestin de hannetons, environ 200 nouvelles espèces ont été décrites en 2005. Ceci représentait un accroissement d’environ 30% des espèces connues de levure ! L’analyse du taux de découverte des nouvelles espèces suggérait qu’environ autant de nouvelles levures restaient à découvrir dans le même biotope… Plusieurs méthodes existent afin de déterminer une diversité locale. Elles peuvent être présentées comme suit : a- LA MICROSCOPIE b- Procédure C’est l'approche la plus directe et la plus ancienne ; elle consiste à regarder sous un microscope la morphologie et le comportement de spécimens récoltés et à partir d’ouvrages systématique (Kahl, 1931 ; Lee et al. 1985 ; Sournia, 1986 ; Ricard, 1987 ; Nezal, 1996 ; Paulmier, 1997), il nous sera fourni une liste d'espèces sur des critères morphologiques. Elle nécessite de nombreuses observations et des compétences vastes, surtout si l'on s'intéresse à la diversité de tous les groupes biologiques. Elle demande aussi de bien connaître le cycle complet des organismes, car ceux-ci peuvent apparaître sous des formes très diverses en fonction des conditions. De même, les biotopes subissent des évolutions qui conduisent à des successions définies, car des espèces occupent successivement un biotope et le transforme pour le rendre utilisable pour les espèces suivantes. Les espèces suivantes ne trouveront pas certainement un Page 1 sur 12 Méthodes Pour Estimer La Diversité Des Protistes Eucaryotes milieu "amélioré", mais au contraire souvent un milieu plus pauvre sur lequel elles sont plus compétitives. Cette succession peut être vraie, c’est-à-dire que des espèces sont présentes à tour de rôle dans le biotope, ou apparente, c’est-à-dire que les espèces sont toujours présentes mais ne sont détectables qu’à certains moments. Par exemple, plus de 2 000 espèces de champignons vivent sur les excréments d’herbivores. Ils se succèdent de manière relativement définie. La succession commence par l’apparition après quelques jours de champignons « inférieurs » de type Mucoromycotina tels que Pilobous, puis d’Ascomycota Pezizomycetes tels qu’Ascobolus ou Saccobolus, quelques jours plus tard des Sordariomycetes tels que des Sordaria et des Podospora, suivis quelques semaines plus tard par Poronia. La succession se termine souvent par des Basidiomycota comme Coprinopsis, Cyathus ou Stropharia. Tous ont été ingérés en même temps par l’herbivore et leur mycélium est présent depuis le dépôt de l’excrément. La cinétique d’apparition dépend de la vitesse de croissance des différentes espèces, de leur capacité à dégrader les résidus de plantes et d’antagonismes qui permettent aux espèces tardives d’éliminer les espèces précoces. Souvent on trouve des morpho-espèces (individus ayant une même forme) regroupent plusieurs espèces. Par exemple, l’amibe Entamoeba histolytica a longtemps mystifié les biologistes, car certaines souches semblaient pathogènes pour l’homme et d’autres non. Cette Page 2 sur 12 Figure 1 : Succession de champignon coprophile dans la selle d’un herbivore Méthodes Pour Estimer La Diversité Des Protistes Eucaryotes espèces était en fait un complexe de deux espèces : Entamoeba histolytica et Entamoeba dispar. Elles sont morphologiquement identiques mais la première est pathogène et l'autre non. c- Avantages - Peu coûteux d- Inconvénient - Nécessite de vastes compétences et connaissances donc ne peut être fait que par et/ou en présence d’un expert - Certaines espèces ne sont pas toujours identifiées malgré leur présence car ne peuvent être détectables qu’une fois le milieu leur est favorable e- La mise en culture Méthode la plus largement utilisée, elle consiste dans la mise en culture soit sur boites de pétrie contenant du milieu approprié soit en cultures liquides, en utilisant différents types de milieux ; ces milieux sont nommés tel que suit : Page 3 sur 12 Tableau 1 : Méthodes Pour Estimer La Diversité Des Protistes Eucaryotes a- Procédure Prélever une quantité considérable de substance sur laquelle on voudrait isoler le protiste et déposer sur des milieux différents permettant la croissance de ce dernier. Les milieux doivent contenir des antibiotiques pour limiter la croissance bactérienne. Chacun des milieux donnera différentes espèces de protiste. Elle est souvent couplée avec l’obtention de séquences qui vont permettre d’analyser la position phylogénétique des espèces récoltées. Si l’échantillon présente un fort intérêt, une séquence complète du génome peut être réalisée, car les nouvelles technologies de séquençage ont maintenant un coût relativement réduit. Sinon, seule une région diagnostique est déterminée. C’est aussi ce qui est fait si de nombreux échantillons doivent être analysés. La région séquencée, appelé « code barre », dépend des espèces. b- Avantages - Permet d'étudier plus à fond la biologie des espèces. Une bonne culture en apprend encore actuellement plus sur la biologie d’un organisme qu'une séquence d'ADN. - Peu coûteuse Page 4 sur 12 Figure 2 : Exemple de mise en culture directement à partir du sol d’une prairie Méthodes Pour Estimer La Diversité Des Protistes Eucaryotes c- Incovénients - De nombreuses espèces ne sont pas cultivables. Les conditions peuvent être non- adéquates, car de nombreuses espèces demandent des aliments particuliers. D’autres ont des états de dormance qui nécessite des conditions spéciales pour en sortir. Elles peuvent être fragiles et mourir au moment de la récolte - Lente car certaines espèces pour se développer peuvent prendre beaucoup de temps (allant de quelques heures à plusieurs années) - Les espèces récoltées sont de fait celles qui poussent bien en culture, alors qu’elles ne sont pas forcément majoritaires dans la nature. d- Méthode de séquençage a- Procédure L’avancée des méthodes de séquençage à haut débit permet non seulement d’obtenir à bas cout les séquences des génomes de nombreux organismes, mais aussi d’inventorier de manière exhaustive les ADN, et donc les espèces présents dans un biotope donné. Il suffit d'extraire directement de l'ADN à partir de prélèvements de milieux : terre, vase, contenus d’intestins, etc. Cet ADN est ensuite utilisé au cours d'expérience d'amplification par PCR avec des amorces dérivées de gènes codant des ARNs ou des protéines conservées au cours de l'évolution. Les plus fréquemment utilisés dans le cas des microbes eucaryotes sont les gènes codant les ARNr 18S et 28S. Ces ARNs comportent différentes régions qui évoluent plus ou moins vite. En utilisant des amorces ad hoc, il est donc possible d'amplifier différentes régions, spécifiques de groupes biologiques plus ou moins importants. Les produits d'amplification sont clonés et les différents clones obtenus sont séquencés à haut débit. La comparaison des séquences avec les banques de données permet d'identifier les espèces présentes, et le nombre de clones obtenus ayant une même séquence est une estimation de l'effectif des différentes populations. Cette technique, appelée métagénomique, est utilisée depuis longtemps, l’analyse de la flore fongique autour des racines décrite plus haut en est un exemple. Mais, elle n’a montré toute sa puissance que récemment avec la Page 5 sur 12 Méthodes Pour Estimer La Diversité Des Protistes Eucaryotes baisse des couts de séquençage. Maintenant, des millions de séquences peuvent être générées pour quelques centaines d’euros, permettant d’échantillonner aussi des espèces minoritaires. Les résultats montrent que le plus souvent les séquences ainsi obtenues ne sont pas dans les banques de données et proviennent d'espèces encore inconnues ou déjà cultivées mais non étudiées, confirmant qu’une grande partie de la biodiversité des microbes eucaryotes est encore inconnue. Ils confirment aussi que les espèces majoritaires ne sont pas forcément celles qui peuvent être mise en culture ou qui sont facilement observées. D’un point de vue pratique, si les critères d'isolement reproductifs manquent pour définir facilement une espèce, l'analyse de la structure génétique des populations de microorganismes demandant beaucoup de travail et d'argent, on définit alors les morphoespèces comme les individus ayant une même forme. Souvent on trouve des morpho-espèces (individus ayant une même forme) regroupent plusieurs espèces au sens groupe de recombinaison. Par exemple, chez Paramecium caudatum, qui est une morpho-espèce sexuée de Ciliophora, l'analyse des croisements montre qu'il est possible de découper cette morpho-espèce en au moins 16 espèces distinctes. De même, l’amibe Entamoeba histolytica a uploads/Geographie/ prestige-devoir.pdf