Problématique:
Comment l'association de génome de deux espèces peut-elle être un facteur de diversification du vivant ?
Une symbiose constitue une association durable à bénéfice réciproque entre plusieurs êtres vivants. Cet assemblage ne correspond pas à une simple juxtaposition. En effet de nouvelles propriétés propres à l’association peuvent apparaître, ce qui participe à la diversification des êtres vivants. On étudie ici l’exemple de l’association entre des bactéries du genre Rhizobium et des plantes de la famille des Fabacées. Lors de cette association symbiotique une nouvelle structure apparait au niveau des racines de la plante (= une nodosité). C’est au niveau de ces nodosités que l’on trouve les bactéries symbiotiques, du genre Rhizobium, qui fixent l’azote atmosphérique favorable à la croissance de la plante.
On cherche à mettre en évidence la présence de nodosités présentant des bactéries sur les racines d’une fabacée afin de montrer que cette association symbiotique présente un bénéfice pour la Fabacée et donc provoque un effet sur la diversité des êtres vivants.
Ressources:
La famille des Fabacées compte 12 000 espèces dont environ 25 espèces sont utilisées pour l’alimentation (exemple : haricot, pois,…). Cette famille est aussi connue sous ses anciens noms : Légumineuses ou Papillionacées (en référence à la fleur qui ressemble à un papillon).
Planche botanique du haricot
Observation des Rhizobium dans une cellule de la nodosité
Racine avec nodosités
Matériel envisageable :
- biologique: Des plantes de la famille des fabacées avec nodosités ou non.
- d’observation: microscope, loupe binoculaire…
- de laboratoire: verrerie, pince, scalpel...
- informatique et d'acquisition numérique: ordinateur, caméra, logiciel de traitement d’image...
- de vérifier la présence de nodosités (dans un premier temps) contenant des bactéries (dans un second temps) au niveau d’une racine de Fabacée (exemple : trèfle ou haricot).
- de démontrer les bénéfices de cette symbiose pour la Fabacée étudiée.
Étape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre un problème scientifique
Proposer une démarche d’investigation qui permette :