chapitre 1 Introduction : les thèmes de l’étude du vivant
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Ce réchauffement planétaire, un aspect important du
changement climatique mondial, entraîne déjà des effets
nuisibles sur les formes de vie et leurs habitats partout sur la
Terre. Par exemple, les ours polaires ont perdu une portion
importante de la couverture de glace qui leur tient lieu de
territoire de chasse. L’aire d’extension de certains petits rongeurs et de plusieurs végétaux s’est étendue vers des régions
de plus haute altitude, et des populations d’oiseaux ont
modifié leur calendrier de migration. Les conséquences de
ces changements sont impossibles à prévoir. Selon les scientifiques, même si nous cessions aujourd’hui de consommer des
carburants fossiles, le taux de CO 2 mettrait plusieurs siècles
avant de revenir à ses valeurs préindustrielles. Ce scénario est
très improbable, aussi est-il impératif que nous en apprenions
le plus possible sur les effets qu’exercera le changement climatique mondial sur la planète et ses populations. Puisque nous
sommes les intendants de notre planète, nous devons nous
appliquer à trouver comment composer avec ce problème.
thème : Le transfert et la transformation
de l’énergie sont essentiels à la vie
Comme vous l’avez vu à la figure 1.5, les feuilles des arbres
absorbent la lumière. L’apport d’énergie provenant du soleil
rend la vie possible : l’utilisation de l’énergie pour mener à
mentales des êtres vivants. Pour se déplacer, croître, se reproduire et accomplir ses autres fonctions, un être vivant a
besoin d’énergie. Les êtres vivants convertissent souvent une
forme d’énergie en une autre. Les molécules de chlorophylle
contenues dans les feuilles d’un arbre utilisent l’énergie lumineuse pour réaliser la photosynthèse, durant laquelle le dioxyde
de carbone et l’eau sont convertis en glucides et en oxygène,
et l’énergie lumineuse convertie en énergie chimique. L’énergie chimique des glucides est alors relayée par les plantes
et d’autres organismes photosynthétiques (des producteurs)
jusqu’aux consommateurs. Ceux-ci sont les organismes, tels
les animaux, qui se nourrissent des producteurs et d’autres
consommateurs (figure 1.6a).
Les fibres musculaires d’un animal utilisent l’énergie mise
en réserve dans les glucides. Elles convertissent alors l’énergie
vement (figure 1.6b). Les cellules d’une feuille utilisent les glucides pour assurer le processus de prolifération cellulaire durant
la croissance de la feuille, transformant ainsi l’énergie chimique
emmagasinée en activité cellulaire. Au cours de ces deux processus pris en exemple, une partie de l’énergie disponible est
convertie en énergie thermique, qui se dissipe dans l’environnement sous forme de chaleur. Contrairement aux nutriments chimiques qui se recyclent à l’intérieur de l’écosystème,
l’énergie traverse l’écosystème, c’est-à-dire qu’elle y pénètre
sous forme de lumière et en ressort sous forme de chaleur.
thème : La structure et la fonction
sont corrélées à tous les niveaux
de l’organisation biologique
L’idée voulant que la forme définisse la fonction est un autre
thème qui ressort de la figure 1.4 et dont nous pouvons nous
rendre compte au quotidien. Par exemple, un tournevis est
conçu pour serrer ou desserrer des vis, alors qu’un marteau
nisme est corrélé à sa structure. Lorsqu’on l’applique à la biologie, ce principe est un guide de l’anatomie de la vie, à tous
ses niveaux structurels. La feuille présentée dans la figure 1.4
en est un exemple : sa forme mince et aplatie maximise la
quantité de lumière que peuvent absorber ses chloroplastes.
L’analyse d’une structure biologique fournit des indices sur sa
fonction et son fonctionnement. De même, le fait de connaître
la fonction d’un objet nous renseigne sur sa constitution. Dans
le règne animal, l’aile d’un oiseau illustre parfaitement le thème
de la structure et de la fonction (figure 1.7). L’exploration de
la vie à travers ses divers niveaux structurels nous permet d’en
découvrir les nombreuses merveilles fonctionnelles.
m Figure 1.6 La circulation de l’énergie dans un écosystème. En voie de disparition, ce colobe bai (Piliocolobus badius) vit en Tanzanie.
(a) L’énergie provenant de la lumière solaire
se transmet aux producteurs, puis aux
consommateurs
(b) L’énergie au service du travail
Les producteurs absorbent l’énergie
lumineuse et la transforment en
énergie chimique.
L’énergie chimique
contenue dans les aliments
est transférée des plantes
aux consommateurs.
Les fibres musculaires d’un
animal convertissent l’énergie
chimique contenue dans les
aliments en énergie cinétique,
ou énergie du mouvement.
Une partie de l’énergie utilisée
pour accomplir une tâche est
convertie en énergie thermique,
qui se dissipe sous forme
de chaleur.
Les cellules des végétaux
utilisent l’énergie chimique
pour accomplir un travail,
par exemple produire de
nouvelles feuilles.
Lumière solaire
Chaleur
Énergie
chimique
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Ce réchauffement planétaire, un aspect important du
changement climatique mondial, entraîne déjà des effets
nuisibles sur les formes de vie et leurs habitats partout sur la
Terre. Par exemple, les ours polaires ont perdu une portion
importante de la couverture de glace qui leur tient lieu de
territoire de chasse. L’aire d’extension de certains petits rongeurs et de plusieurs végétaux s’est étendue vers des régions
de plus haute altitude, et des populations d’oiseaux ont
modifié leur calendrier de migration. Les conséquences de
ces changements sont impossibles à prévoir. Selon les scientifiques, même si nous cessions aujourd’hui de consommer des
carburants fossiles, le taux de CO 2 mettrait plusieurs siècles
avant de revenir à ses valeurs préindustrielles. Ce scénario est
très improbable, aussi est-il impératif que nous en apprenions
le plus possible sur les effets qu’exercera le changement climatique mondial sur la planète et ses populations. Puisque nous
sommes les intendants de notre planète, nous devons nous
appliquer à trouver comment composer avec ce problème.
thème : Le transfert et la transformation
de l’énergie sont essentiels à la vie
Comme vous l’avez vu à la figure 1.5, les feuilles des arbres
absorbent la lumière. L’apport d’énergie provenant du soleil
rend la vie possible : l’utilisation de l’énergie pour mener à
mentales des êtres vivants. Pour se déplacer, croître, se reproduire et accomplir ses autres fonctions, un être vivant a
besoin d’énergie. Les êtres vivants convertissent souvent une
forme d’énergie en une autre. Les molécules de chlorophylle
contenues dans les feuilles d’un arbre utilisent l’énergie lumineuse pour réaliser la photosynthèse, durant laquelle le dioxyde
de carbone et l’eau sont convertis en glucides et en oxygène,
et l’énergie lumineuse convertie en énergie chimique. L’énergie chimique des glucides est alors relayée par les plantes
et d’autres organismes photosynthétiques (des producteurs)
jusqu’aux consommateurs. Ceux-ci sont les organismes, tels
les animaux, qui se nourrissent des producteurs et d’autres
consommateurs (figure 1.6a).
Les fibres musculaires d’un animal utilisent l’énergie mise
en réserve dans les glucides. Elles convertissent alors l’énergie
vement (figure 1.6b). Les cellules d’une feuille utilisent les glucides pour assurer le processus de prolifération cellulaire durant
la croissance de la feuille, transformant ainsi l’énergie chimique
emmagasinée en activité cellulaire. Au cours de ces deux processus pris en exemple, une partie de l’énergie disponible est
convertie en énergie thermique, qui se dissipe dans l’environnement sous forme de chaleur. Contrairement aux nutriments chimiques qui se recyclent à l’intérieur de l’écosystème,
l’énergie traverse l’écosystème, c’est-à-dire qu’elle y pénètre
sous forme de lumière et en ressort sous forme de chaleur.
thème : La structure et la fonction
sont corrélées à tous les niveaux
de l’organisation biologique
L’idée voulant que la forme définisse la fonction est un autre
thème qui ressort de la figure 1.4 et dont nous pouvons nous
rendre compte au quotidien. Par exemple, un tournevis est
conçu pour serrer ou desserrer des vis, alors qu’un marteau
nisme est corrélé à sa structure. Lorsqu’on l’applique à la biologie, ce principe est un guide de l’anatomie de la vie, à tous
ses niveaux structurels. La feuille présentée dans la figure 1.4
en est un exemple : sa forme mince et aplatie maximise la
quantité de lumière que peuvent absorber ses chloroplastes.
L’analyse d’une structure biologique fournit des indices sur sa
fonction et son fonctionnement. De même, le fait de connaître
la fonction d’un objet nous renseigne sur sa constitution. Dans
le règne animal, l’aile d’un oiseau illustre parfaitement le thème
de la structure et de la fonction (figure 1.7). L’exploration de
la vie à travers ses divers niveaux structurels nous permet d’en
découvrir les nombreuses merveilles fonctionnelles.
m Figure 1.6 La circulation de l’énergie dans un écosystème. En voie de disparition, ce colobe bai (Piliocolobus badius) vit en Tanzanie.
(a) L’énergie provenant de la lumière solaire
se transmet aux producteurs, puis aux
consommateurs
(b) L’énergie au service du travail
Les producteurs absorbent l’énergie
lumineuse et la transforment en
énergie chimique.
L’énergie chimique
contenue dans les aliments
est transférée des plantes
aux consommateurs.
Les fibres musculaires d’un
animal convertissent l’énergie
chimique contenue dans les
aliments en énergie cinétique,
ou énergie du mouvement.
Une partie de l’énergie utilisée
pour accomplir une tâche est
convertie en énergie thermique,
qui se dissipe sous forme
de chaleur.
Les cellules des végétaux
utilisent l’énergie chimique
pour accomplir un travail,
par exemple produire de
nouvelles feuilles.
Lumière solaire
Chaleur
Énergie
chimique