Ce classement en différents niveaux d’organisation correspond en fait à trois types d’approche
classiques en biologie et trois catégories de disciplines qui ont des objectifs identiques à des
échelles différentes ;c es disciplines étudient la
structure des objets, leurs fonctions et leur perpétuation. On distingue :
–l’approche dite «organismique », représentée par
la morphologie, l’anatomie, la physiologie générale, l’embryologie et la génétique formelle ;
–l’approche cellulaire, représentée par la cytologie
et l’histologie (classique ou électronique), la physiologie cellulaire et la cytogénétique ;
–l’approche moléculaire, représentée par la biophysique et la biochimie, la génétique moléculaire et la biologie moléculaire.
Le seul critère de taille ne suffit cependant pas à
classer précisément les objets biologiques et les
êtres vivants ;l ’histoire de la biologie a montré
qu’il faut distinguer, au sein de ce qui pourrait
paraître un continuum, plusieurs discontinuités
fondamentales. Nous verrons aussi qu’il existe
dans chaque subdivision une grande variabilité,
que nous évoquerons plus loin.
L’étendue des ordres de grandeur dans l’espace
qui vient d’être décrite trouve son parallèle, amplifié, dans l’étendue considérable des durées sur lesquelles les biologistes sont amenés à travailler
(voir figure 1.3). Les phénomènes les plus rapides
que la biophysique analyse sont de l’ordre de
10
–12
seconde, alors que certains êtres vivants
(parmi les Végétaux) ont des durées de vie de plusieurs milliers d’années !Dans cette gamme qui ne
couvre pas moins de 23 ordres de grandeur, la vie
des cellules s’échelonne de quelques minutes à
quelques dizaines d’années.
2.4. Grandes discontinuités
au sein du monde vivant
La première des discontinuités, déjà étudiée
mais sur laquelle il est utile de revenir, est celle qui
sépare le vivant du non-vivant :n ’entend-on pas
dire parfois que le cuir, le bois, la soie, sont des
matériaux nobles car vivants !I ls ne sont en fait
pas plus vivants qu’un bloc de charbon, une
goutte de pétrole ou un morceau de polystyrène !
Est vivant, seulement, un organisme qui remplit
l’ensemble des conditions énumérées au début de
ce chapitre, bien que dans certains cas de parasitisme, en particulier chez les Bactéries, les choses
ne soient pas toujours aussi claires. À cet égard, les
Virus ne peuvent être qualifiés de vivants car, en
raison de leur extrême simplicité, ils ne présentent
pas les caractéristiques typiques des cellules, ils ne
manifestent aucun métabolisme indépendant, et
enfin ils ne se reproduisent pas de façon autonome
mais sont reproduits par les cellules qui les hébergent, au même titre que leurs molécules ou leurs
structures propres (voir chapitre 15).
Le monde des cellules est subdivisé en deux
grands groupes qui sont fondamentalement différents sur la base de leur structure interne et de leur
organisation générale ;i l s’agit des Procaryotes et
des Eucaryotes. Les premiers recouvrent les
Bactéries, au sens large, tandis que les seconds sont
12
B IOLOGIE CELLULAIRE
Figure 1.3
Diagramme représentant l’échelle des vitesses et des durées caractéristiques de quelques processus dans les systèmes
biologiques
L’unité choisie est la seconde.
10 ps
1 ms
1 seconde
20
min 1 h
3 h
1
jour
1
mois
1 an
10
ans
100
ans
1000
ans
10
–11
10
–4
10
–2
10
0
10
2
10
4
10
6
10
8
10
10
10
12
secondes
premiers
événements
de la vision
ou de la
photosynthèse
réaction
catalysée par
une enzyme
temps
de synthèse
d’une
protéine
reproduction
d’une bactérie
reproduction
d’une cellule
animale en
culture
reproduction
d’une levure
durée
de vie
d’une
drosophile
durée de vie
d’une
hématie
humaine
durée
de vie
d’une
souris
durée
de vie
de
l’homme
durée
de vie
des plus
vieux
arbres
(4000
ans)
classiques en biologie et trois catégories de disciplines qui ont des objectifs identiques à des
échelles différentes ;c es disciplines étudient la
structure des objets, leurs fonctions et leur perpétuation. On distingue :
–l’approche dite «organismique », représentée par
la morphologie, l’anatomie, la physiologie générale, l’embryologie et la génétique formelle ;
–l’approche cellulaire, représentée par la cytologie
et l’histologie (classique ou électronique), la physiologie cellulaire et la cytogénétique ;
–l’approche moléculaire, représentée par la biophysique et la biochimie, la génétique moléculaire et la biologie moléculaire.
Le seul critère de taille ne suffit cependant pas à
classer précisément les objets biologiques et les
êtres vivants ;l ’histoire de la biologie a montré
qu’il faut distinguer, au sein de ce qui pourrait
paraître un continuum, plusieurs discontinuités
fondamentales. Nous verrons aussi qu’il existe
dans chaque subdivision une grande variabilité,
que nous évoquerons plus loin.
L’étendue des ordres de grandeur dans l’espace
qui vient d’être décrite trouve son parallèle, amplifié, dans l’étendue considérable des durées sur lesquelles les biologistes sont amenés à travailler
(voir figure 1.3). Les phénomènes les plus rapides
que la biophysique analyse sont de l’ordre de
10
–12
seconde, alors que certains êtres vivants
(parmi les Végétaux) ont des durées de vie de plusieurs milliers d’années !Dans cette gamme qui ne
couvre pas moins de 23 ordres de grandeur, la vie
des cellules s’échelonne de quelques minutes à
quelques dizaines d’années.
2.4. Grandes discontinuités
au sein du monde vivant
La première des discontinuités, déjà étudiée
mais sur laquelle il est utile de revenir, est celle qui
sépare le vivant du non-vivant :n ’entend-on pas
dire parfois que le cuir, le bois, la soie, sont des
matériaux nobles car vivants !I ls ne sont en fait
pas plus vivants qu’un bloc de charbon, une
goutte de pétrole ou un morceau de polystyrène !
Est vivant, seulement, un organisme qui remplit
l’ensemble des conditions énumérées au début de
ce chapitre, bien que dans certains cas de parasitisme, en particulier chez les Bactéries, les choses
ne soient pas toujours aussi claires. À cet égard, les
Virus ne peuvent être qualifiés de vivants car, en
raison de leur extrême simplicité, ils ne présentent
pas les caractéristiques typiques des cellules, ils ne
manifestent aucun métabolisme indépendant, et
enfin ils ne se reproduisent pas de façon autonome
mais sont reproduits par les cellules qui les hébergent, au même titre que leurs molécules ou leurs
structures propres (voir chapitre 15).
Le monde des cellules est subdivisé en deux
grands groupes qui sont fondamentalement différents sur la base de leur structure interne et de leur
organisation générale ;i l s’agit des Procaryotes et
des Eucaryotes. Les premiers recouvrent les
Bactéries, au sens large, tandis que les seconds sont
12
B IOLOGIE CELLULAIRE
Figure 1.3
Diagramme représentant l’échelle des vitesses et des durées caractéristiques de quelques processus dans les systèmes
biologiques
L’unité choisie est la seconde.
10 ps
1 ms
1 seconde
20
min 1 h
3 h
1
jour
1
mois
1 an
10
ans
100
ans
1000
ans
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–11
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–4
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–2
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0
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2
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4
10
6
10
8
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10
10
12
secondes
premiers
événements
de la vision
ou de la
photosynthèse
réaction
catalysée par
une enzyme
temps
de synthèse
d’une
protéine
reproduction
d’une bactérie
reproduction
d’une cellule
animale en
culture
reproduction
d’une levure
durée
de vie
d’une
drosophile
durée de vie
d’une
hématie
humaine
durée
de vie
d’une
souris
durée
de vie
de
l’homme
durée
de vie
des plus
vieux
arbres
(4000
ans)