Biologie

Les archées (ou Archaea) constituent un nouveau domaine du vivant au côté des bactéries et des eucaryotes. Ces micro-organismes sont uniques par leurs aspects cellulaires et moléculaires. Ils possèdent des liens évolutifs avec les premières cellules eucaryotes et sont désormais utilisés pour élucider des questions biologiques fondamentales. Championnes de l’extrêmophilie, les archées permettent de lever le voile sur les limites du vivant sur Terre.

Les archées, micro-organismes du troisième domaine du vivant 1 présente la découverte et l’évolution du champ de recherche des archées. Il s’interroge sur leur histoire évolutive, leur intégration dans l’arbre du vivant et examine ce monde complexe et extrêmement diversifié au vu de leurs niches écologiques et de leur virosphère encore largement inexplorée.

1. La découverte des archées
2. Évolution des archées et de leur taxonomie
3. Les archées et l’arbre de la vie
4. Archées : habitats et physiologies associées
5. Les archées méthanogènes
6. Virus archéens hyperthermophiles

Les études sur l’origine de la vie ont pour objectif de comprendre sa nature en explorant ses premières manifestations et ses complexités.

Les premiers pas de la vie traite, dans un premier temps, de l’habitabilité de l’Univers et de la logique derrière la chimie prébiotique et ses modèles possibles et probables. L’ouvrage analyse ensuite le problème de la chiralité, le rôle des minéraux dans la biogenèse et les environnements biogéniquement fertiles ainsi que la délimitation de l’espace évolutif obtenue par les membranes. Il explore également l’évolution des codes, la structure de LUCA et ses protométabolismes, et la signification des biomorphes biologiques existants, illustrés par les viroïdes. Ces sujets sont strictement traités dans le contexte de l’évolution de l’information et de la complexité.

Cet ouvrage propose un aperçu large de ce domaine de recherche et un regard approfondi sur les opinions et les résultats obtenus par certains chercheurs actifs dans ce sujet philosophiquement fascinant.

1. L’émergence de conditions propices à la vie dans l’univers
2. Chiralité et les origines de la vie
3. Le rôle du formamide dans la chimie prébiotique
4. Un éloge de l’imperfection : émergence et évolution du métabolisme
5. Virus, viroïdes et les origines de la vie
6. Sur la validité de la théorie hétérotrophe de l’origine de la vie
7. Générer une vie sans biochimie en un tube à essai
8. L’hydrothermalisme, facteur d’évolution chimique des systèmes simples semblables à la vie sur la Terre hadéenne
9. Études de protométabolismes assistés par des minéraux
10. Une logique de l’évolution du code génétique en relation avec la stabilité de l’ARN et les structures protéiques

Le génome des êtres vivants est composé de séquences d’ADN d’origines diverses, dont le rôle est parfois difficile à appréhender. Au-delà des gènes, dont le produit a une fonction biologique pouvant être inférée par l’expérimentation, certaines séquences, présentes en un grand nombre de copies, échappent encore aux approches les plus fines visant à élucider leur rôle précis.

L’existence de ce que les généticiens du XXe siècle avaient déjà perçu, et décrit à tort comme de « l’ADN poubelle », fut confirmé par le séquençage des premiers génomes complexes, dont celui d’Homo sapiens. Une large partie de ce qui définit le vivant n’est pas unique mais répété, parfois un très grand nombre de fois, augmentant la complexité par duplication et multiplication successives.

Comprendre et définir les nombreuses fonctions de cette myriade de séquences répétées, ainsi que leur évolution sous l’effet de la sélection naturelle et de la dérive génétique, est devenue l’un des enjeux majeurs de la génomique du XXIe siècle.

1. Les duplications complètes du génome, une redondance à l’échelle du génome entier
2. Duplications segmentaires et CNV : potentiel adaptatif du polymorphisme structural
3. Les éléments transposables : des parasites façonneurs de l’évolution des génomes
4. Aperçu de la diversité évolutive des centromères
5. Évolution et fonctions des télomères
6. G-quadruplex : structure, détection et fonctions
7. ADN satellite, microsatellites et minisatellites
8. CRISPR-Cas : un système immunitaire adaptatif

La domestication des plantes, des animaux et des micro-organismes a permis le développement de l’agriculture, de l’élevage, de la transformation de leurs produits et finalement des civilisations.

Les espèces concernées par la domestication, les régions du monde où elle s’est déroulée, les indices permettant d’identifier l’ancêtre sauvage, les propriétés particulières, morphologiques ou physiologiques qui la caractérise, les gènes qui ont été modifiés, les échanges génétiques que les organismes domestiqués ont entretenu avec leur ancêtre sauvage, les conséquences de la structuration en races animales ou en variétés végétales des espèces qui en sont issues, sont autant de questions qui suscitent des travaux dans les domaines de l’archéologie, la sociologie, l’écologie, et la génétique.

Génétique des domestications traite de l’apport des méthodes modernes d’analyse génétique et de génomique à la connaissance historique des domestications, leur nature et leur diversité à partir des exemples de douze espèces ou groupes d’espèces.

1. Des milliers d’années de relations entre l’homme et le chien mises en lumière par la génomique
2. Les empreintes de la domestication dans le génome du mouton
3. L’homme et les porcins : plus de dix mille ans d’évolution commune
4. La domestication du lapin sauvage : éléments de génétique et de génomique
5. Les volailles domestiquées : des histoires éclairées par la génomique
6. Génétique de la domestication des poissons en aquaculture
7. La domestication des levures
8. La domestication d’Oenococcus oeni : une bactérie façonnée pour la production du vin
9. Retracer l’origine de la culture des blés
10. Une histoire de la génomique des riz cultivés
11. Domestication et sélection de la vigne
12. Domestication et sélection de la tomate, un apport majeur des espèces sauvages
13. Mutagénèse et domestication accélérée

L’une des caractéristiques essentielles des êtres vivants concerne l’explosion de leurs formes, liée à la diversité des milieux auxquels ils se sont adaptés.

Fruit de la collaboration de spécialistes internationaux, cet ouvrage analyse la multiplicité de ces morphologies. Il traite de l’origine des formes, de leur rôle dans la définition du vivant et des relations entre forme et fonction. Il expose le rôle des gènes et de l’épigenèse ainsi que les formes des bactéries, des protistes et des végétaux. L’explosion des formes de vie étudie la mémoire des animaux et leurs processus sensoriels, les formes que prennent les robots (construits à l’image du vivant) de même que les technologies médicales visant à rétablir des formes vivantes endommagées.

Enfin, l’ouvrage questionne une construction commune dans la diversité des formes ainsi que l’idée d’un abandon de la forme, possible vice caché de certaines philosophies modernes.

1. Traces et indices possibles des premières formes de vie
2. La nature de la vie
3. De la forme à la fonction
4. On Growth and Form : contexte et destinée
5. L’émergence de la forme dans l’histoire de l’épigénétique
6. Les nombreuses formes de détection microbienne de la parenté et de la nature
7. Élaboration et évolution des formes végétales
8. Les formes de la mémoire
9. La construction des univers sensoriels
10. Les formes affectives et sociales des robots
11. Quand la technologie médicale mime les formes vivantes
12. Du vivant à la pensée : une architecture en mosaïque
13. Les technologies convergentes ou les paradoxes de la puissance

La pandémie de Covid-19 n’a fait que souligner l’importance des recherches sur les virus et les interactions avec leur hôte pour pouvoir combattre les maladies qu’ils engendrent.

Les virus infectent toute forme de vie, ayant évolué avec les cellules et organismes hôtes depuis l’origine de la vie il y a 4 milliards d’années. Virologie résume nos connaissances actuelles sur la biologie des virus en général en analysant les caractéristiques spécifiques de plusieurs d’entre eux d’importance médicale, vétérinaire et agricole.

Cet ouvrage examine les stratégies de réplication du génome de virus appartenant à différentes familles, ainsi que leurs stratégies de survie dans l’hôte en contrecarrant les réponses antivirales innées de la cellule ou de l’organisme infectés. Les stratégies des virus pour se disséminer efficacement sont analysées et l’évolution de ceux infectant l’homme étudiée.

1. Virus à ADN
2. Virus à ARN double brin
3. Virus à ARN brin négatif
4. Épitranscriptomique virale
5. Particules virales défectueuses
6. Les virus entériques et le microbiote intestinal
7. Interactions plantes-virus-vecteurs
8. Évolution et origine des virus humains

Les collections naturalistes ont désormais acquis une place inédite dans la recherche scientifique. Constituées à l’origine par la systématique et la taxonomie, elles se révèlent aujourd’hui fondamentales pour répondre à diverses questions scientifiques et sociétales, aussi importantes qu’actuelles.

Les collections naturalistes dans la science du XXI^e siècle présente un vaste échantillon de questions et de réponses suscitées par l’étude des différentes collections. Les milliards de spécimens récoltés pendant plus de deux siècles sur l’ensemble de la planète nous offrent des informations capitales pour notre quête de connaissances sur la Terre, l’Univers, la diversité du vivant et l’histoire de l’humanité.

Les collections apportent également de précieux points de référence dans le passé pour comprendre la nature et la dynamique des changements globaux d’aujourd’hui. Leur permanence matérielle est la meilleure garantie de retour aux données et aux sources des informations dans le cadre de la science ouverte.

Table des matièresPréface

1. Les collections naturalistes : une ressource essentielle pour la science du XXIe siècle
2. Les collections d’histoire naturelle : un concept ancien dans une perspective actuelle et future
3. Les gemmes bleues de Louis XIV : des exceptionnelles redécouvertes au MNHN
4. Redécouvrir les momies humaines : données inédites sur la momie chachapoya exposée au Musée de l’Homme
5. Reconstruire l’histoire des populations humaines : un défi pour l’anthropologie biologique
6. La découverte de nouvelles espèces végétales hyperaccumulatrices de métaux dans les herbiers
7. Les crustacés fossiles à la lumière des nouvelles technologies
8. La collection « cyanobactéries et microalgues » à l’heure des « -omics »
9. La collection de tissus et cellules cryo-conservés de vertébrés : méthodes et application
10. Les herbiers, derniers recours pour les espèces végétales disparues
11. Les carottes océaniques, archives du climat
12. Préciser la courbe de calibration radiocarbone pour l’Égypte ancienne : le pari des herbiers
13. Les herbiers, une fenêtre ouverte sur l’histoire évolutive des agents pathogènes des cultures
14. Le frelon asiatique : prédire les risques d’invasion et comprendre ses variations de coloration .
15. Explorer les changements temporels dans la composition des communautés de macroalgues à partir des collections
16. Les herbiers, témoins des enjeux de conservation de la biodiversité et des impacts des changements globaux
17. La photographie numérique in natura en zoologie : plus de biologie dans les collections d’histoire naturelle ?
18. Utilisation des grands jeux de données naturalistes pour répondre aux enjeux scientifiques et sociétaux actuels
19. Faut-il des collections bioculturelles ? État des lieux et perspectives
20. Pourquoi conserver ?
21. Les collections pour la recherche scientifique du XXIe siècle et au-delà

Planète bleue, photosynthèse rouge et verte décrit les mécanismes qui permettent aux organismes photosynthétiques aquatiques de contribuer pour moitié à la productivité primaire nette, d’atténuer les changements climatiques en séquestrant le dioxyde de carbone et, par la production d’oxygène, d’avoir transformé l’atmosphère anoxique originelle de la Terre au cours de l’évolution.

La photosynthèse aquatique est réalisée par une grande diversité d’organismes, impliquant majoritairement des cyanobactéries et des algues issues de la « lignée rouge », contrairement à la productivité primaire terrestre qui est restreinte aux plantes de la « lignée verte ».

Cet ouvrage présente comment, afin de maximiser la productivité, les producteurs aquatiques primaires ont développé des structures et des mécanismes qui augmentent l’apport de dioxyde de carbone à l’enzyme Rubisco qui est responsable de la fixation du dioxyde de carbone. L’analyse s’étend des mécanismes moléculaires impliqués dans l’absorption du carbone aquatique aux conséquences globales de la modification de la planète bleue par l’Homme.

1. Introduction à la productivité et au cycle du carbone dans les écosystèmes aquatiques
2. Évolution des photoautotrophes aquatiques
3. Modèles biogéographiques et génomes des photoautotrophes aquatiques
4. Acquisition du carbone inorganique par les producteurs aquatiques primaires
5. Mécanismes biochimiques de concentration du dioxyde de carbone
6. Anhydrase carbonique
7. Carboxysomes et pyrénoïdes dans les mécanismes de concentration du CO₂
8. Variabilité environnementale et son contrôle de la productivité
9. Réponses futures des producteurs primaires marins aux changements environnementaux

Les archées (ou Archaea) constituent un nouveau domaine du vivant au côté des bactéries et des eucaryotes. Ces micro-organismes sont uniques par leurs aspects cellulaires et moléculaires. Ils possèdent des liens évolutifs avec les premières cellules eucaryotes et sont désormais utilisés pour élucider des questions biologiques fondamentales. Championnes de l’extrêmophilie, les archées permettent de lever le voile sur les limites du vivant sur Terre.

Les archées, micro-organismes du troisième domaine du vivant 2 expose les divers mécanismes moléculaires impliqués dans les processus fondamentaux du maintien des génomes et de la régulation de l’expression génique des cellules d’archées. Cet ouvrage met en lumière la complexité des machineries nécessaires à la réplication du chromosome, à la réparation de l’ADN, ainsi qu’aux voies de synthèse des ARN (transcription) et des protéines (traduction). Il explore également les différentes classes d’ARN et d’enzymes intervenant dans la maturation et la dégradation des ARN, qui régulent la stabilité des ARN messagers et des ARN non codants régulateurs, et contribuent à la formation des formes matures des ARN ribosomiques et des ARN de transfert. En outre, ces mécanismes moléculaires s’avèrent fortement apparenté à celles des eucaryotes.

1. La réplication des chromosomes d’archées
2. La réparation archéenne de l’ADN
3. La transcription chez les archées
4. Les classes d’ARN et leurs enzymes de maturation et de dégradation
5. Biogenèse des ribosomes et des ARN de transfert
6. La diversité et la fonction des ARN non codants chez les archées
7. La traduction chez les archées

L’évolution a doté les organismes eucaryotes de chromosomes linéaires, équipant chaque chromosome d’extrémités qui sont protégées par une structure particulière nommée « télomère ». L’effet considérable des télomères sur la stabilité globale du génome et leur implication dans le vieillissement et le cancer ont contribué à leur fascination.

Cet ouvrage présente les télomères en tant qu’exemple de diversité et d’unité du vivant, à travers les nombreux modèles qui y sont décrits (ciliés, levures, cellules humaines ou modèle souris). Dans la première partie, les auteurs introduisent l’histoire de leur découverte, leurs rôles biologiques, leurs aspects structuraux (séquences, longueur, protéines du complexe shelterine, structures G4 et T-loop, compaction et ancrage) et fonctionnels (réplication, transcription, maintien). La seconde partie explore leurs dysfonctionnements, les conséquences sur la santé humaine et les approches thérapeutiques.

Les télomères est rédigé par des chimistes, biochimistes, structuralistes et biologistes illustrant ainsi l’interdisciplinarité de l’étude des télomères.

1. Les télomères : unité et diversité du vivant
2. Méthodes de mesure de la longueur des télomères
3. Le complexe shelterine
4. Organisation et dynamique nucléaire des télomères de mammifères en 3D
5. Saccharomyces cerevisiae, un modèle à l’avant-garde de la biologie des télomères
6. Gestion du stress réplicatif aux télomères
7. Une brève histoire de la télomérase : des femmes d’exception aux commandes
8. La télomérase : structure et mécanisme
9. Voies alternatives de l’élongation des télomères
10. TERRA, les ARN télomériques non codants
11. Les télomères et le cancer
12. Physiopathologie des télomères
13. Agents ciblant les télomères

La souffrance animale porte sur la condition animale dans ses aspects les plus douloureux, en un sens le plus large possible. Cet ouvrage interdisciplinaire s’intéresse aux animaux placés sous la tutelle humaine, mais n’ignore pas la souffrance de ceux qui vivent libres. Il donne la priorité aux situations concrètes au cours desquelles les animaux endurent des souffrances sous l’emprise humaine : capture d’individus destinés aux parcs zoologiques européens, boucherie des chiens en Corée du Sud, élevages de cochons en Chine, expérimentation animale en Europe.

Cet ouvrage entend fournir une photographie la plus pertinente possible de la réification des animaux et de leur marchandisation pour penser ces phénomènes. La réflexion s’oriente également vers la quantification de l’altruisme envers les animaux, vers le problème moral des différents types de dommages qu’ils subissent, puis vers les points de vue des sciences vétérinaires, de la biologie et de l’éthique appliquées à propos de leurs émotions, de leur souffrance et de leur mort.

1. Extraction et gestion des animaux captifs, du XVIIIe siècle à nos jours
2. Le bien-être des porcs en Chine
3. Regard ethnographique sur les chiens « hors-la-loi » en Corée du Sud
4. La condition juridique de l’animal en droit de l’Union européenne
5. Prendre en compte la douleur des animaux soumis à des procédures expérimentales
6. Altruisme envers les animaux et économie
7. Faire souffrir ou tuer
8. La souffrance des animaux sauvages
9. Réflexions sur l’éthique de la médecine vétérinaire
10. Douleur et peur chez les poissons : impact de la recherche sur les usages
11. Bien-être, sentience et douleur : concepts, éthique et attitudes

Ce livre permet à tous les scientifiques de comprendre la raison d’être des deux disciplines sœurs – systématique et taxonomie – dont le but est d’obtenir et d’organiser les connaissances sur la diversité du vivant. Leurs fondamentaux épistomologiques et méthodologiques sont expliqués dans le cadre de la biologie de l’évolution. Les méthodes de construction et d’utilisation des arbres phylogénétiques sont présentées ainsi que celles de classification et de description des taxons avec les règles de nomenclatures.