THEORIE CELLULAIRE

La biologie, la science étudiant le phénomène du vivant, est une science relativement jeune. Ce n'est, en effet, qu'au début de ce siè-cle que l'on a commencé à avoir une petite idée de ce qu'est un être vivant. Et encore, il faudra attendre les années 50 pour que cette science fasse de véritables progrès. Pourtant, on se posait des ques-tions sur le phénomène du vivant depuis les débuts de l'humanité. Mais sans les outils indispensables apportés par la physique (que l'on pense au microscope) et surtout par la chimie (techniques d'ana-lyse et d'identification des composés chimiques) la biologie ne pou-vait progresser qu'en anatomie et en sciences naturelles. Pour le reste, on s'en remettait à des opinions philosophiques datant d'aussi loin qu'Aristote.

Selon Aristote (~384 - ~322), la vie résulte de la rencontre entre un principe passif, la matière, inerte et informe et un principe actif, l'âme qui imprime à la matière son organisation complexe, son mouvement, son énergie, sa vitalité.
Dans les siècles qui suivront, cette conception de la vie connaîtra plusieurs variantes que l'on peut regrouper sous le nom de théorie vitaliste (ou vitalisme). La théorie vitaliste se caractérise par la croyance en une entité immatérielle (ou spirituelle), une force vitale qui animerait les êtres vivants.

Les découvertes scientifiques qui se succéderont à partir du milieu du XIXe siècle conduiront à l’abandon complet de cette théorie. Il est maintenant clairement établi que les différents phénomènes associés à la vie obéissent aux mêmes lois et forces qui régissent le reste de l'univers. Il n'est nullement nécessaire de faire appel à une mystérieuse énergie vitale pour expliquer la vie, on peut très bien l’expliquer en faisant uniquement appel aux lois de la chimie et la physique.
La conception moderne de la biologie est totalement matérialiste, elle ne fait appel à aucune force ou énergie immatérielle. Pour la biologie moderne, un être vivant est un assemblage très complexe de molécules interagissant entre elles selon les lois de la physique et de la chimie qui s'appliquent à toute matière. On peut aujourd’hui expliquer le phénomène du vivant sans faire appel à aucune force mystérieuse. Vous ne verrez jamais, dans aucun manuel de biologie, une explication faisant appel à l’énergie vitale ou à un quelconque fluide vital.

LA THÉORIE CELLULAIRE


Une des premières découvertes importantes en biologie passa à peu près inaperçue à l'époque où on la fit. En 1665, Robert Hooke, utilisant un nouvel instrument d'optique, le microscope, eut l'idée d'observer une fine coupe d'un bouchon de liège (le liège est l'écorce d'un chêne européen).

Hooke nomma cellules ces petites structures vides formant le liège. Plus tard, en observant d’autres échantillons, animaux ou végétaux, on constata que la matière vivante est toujours ainsi divisée en cellules juxtaposées. Ce que Hooke avait cru être un cas particulier pour le liège s’avéra être la norme pour tous les tissus vivants. Quel que soit le tissu, animal ou végétal, on observe toujours qu'il est formé par la réunion de nombreuses cellules.
De plus, contrairement au liège, un tissu mort dont les cellules sont vides, les cellules des tissus frais montraient une organisation interne complexe. Chaque cellule possède des organites (petits organes) dont les plus petits sont assez difficiles à discerner au microscope optique. La plupart de ces organites sont présents dans toutes les cellules, peu importe d'où vient la cellule, d'un humain, d'un moustique ou d'un érable. Bref, même si elles proviennent d'organismes très différents les uns des autres, les cellules se ressemblent beaucoup.

 

On se rendit également compte que les cellules pouvaient se reproduire. Dans les conditions appropriées, une cellule, même isolée du tissu d'où elle provient, peut se nourrir, respirer, s'entretenir, se reproduire. Chaque cellule est un être vivant à part entière.


Vers 1839, le monde scientifique admit ce qu'on allait appeler la théorie cellulaire :


La cellule est l'unité structurale et fonctionnelle de tous les êtres vivants.


C'est-à-dire :


• Tous les êtres vivants sont constitués d'une ou plusieurs cellules.
• La cellule est la plus petite unité possédant les caractéristiques du vivant.
• Toute cellule provient de la division d’une autre cellule.


« Omnis cellula e cellula » (Rudolph Virchow, 1858)


Chaque cellule est un être vivant complet; une cellule peut :


• Absorber et transformer de la nourriture
• Respirer
• Rejeter des déchets
• Sécréter des substances qu’elle fabrique
• Se reproduire
• Se réparer si elle est endommagée


Chaque cellule est vivante. Par contre, si on coupe une cellule en morceaux, on n'obtiendra qu'un mélange bientôt inerte de composés chimiques, rien de vivant.

Certains êtres vivants ne sont faits que d'une seule cellule alors que d'autres en contiennent des milliers de milliards.

La théorie cellulaire, à l’époque où on l’énonça, révolutionna l’idée qu’on avait toujours eue de la vie jusque là. En admettant cette théorie, les biologistes devaient admettre trois concepts tout à fait nouveaux pour l’époque:


1. Unité du vivant: les êtres vivants se ressemblent beaucoup plus qu’on ne le croyait; l’homme n’est pas si différent des animaux et même des plantes.


2. Homéostasie: la survie et la santé de l’individu correspondent à son aptitude à assurer un milieu de vie favorable à ses cellules.


3. Il n’y a pas vraiment de limite définie entre la vie et la mort.


1. Unité du vivant:


Non seulement tous les êtres vivants sont formés de cellules, mais en plus, d’un être vivant à un autre, les cellules sont très semblables. Il y a peu de différences, par exemple, entre les neurones (ce sont les cellules formant le système nerveux) d’un moustique et ceux d’un humain. De même, on ne peut discerner, au microscope, les cellules du foie d’un humain, de celles d’un chat ou même d’un poisson. Même si elles peuvent avoir des formes et des tailles différentes, les cellules possèdent toutes la même structure de base, elles sont formées des mêmes organites (les organites, ce sont les petites structures que l'on peut observer à l'intérieur des cellules): membrane, noyau, vacuoles, ribosomes, reticulum endoplasmique, etc.

De plus, on a découvert, par la suite, que le mode de fonctionnement des cellules, l’ensemble des réactions chimiques s’y déroulant, était sensiblement le même, peu importe le type de cellule. Il n’y a pas tant de différences entre une cellule de tomate et une cellule humaine. Un très grand nombre de réactions chimiques se déroulant dans l’une se déroulent aussi dans l’autre. C’est ainsi, que fréquemment, une découverte faite à partir de l’étude des cellules d’un organisme particulier, fut-il aussi simple qu’une cellule de levure, peut s’appliquer à tous les autres êtres vivants.

 

2. Homéostasie:


Il suffit d’avoir déjà tenté de cultiver des cellules en milieu artificiel pour se rendre compte combien leur survie est fragile. Un peu trop de ceci ou pas assez de cela dans le milieu de culture et les cellules meurent soudainement.

Une cellule ne peut survivre que si elle baigne dans un liquide présentant des caractéristiques physico-chimiques qui répondent exactement à ses besoins.
Il en est de même à l’intérieur de l’organisme. Les cellules doivent baigner dans un milieu stable qui leur apporte tout ce dont elles ont besoin. On pourrait définir la physiologie humaine comme l’étude des mécanismes permettant d’assurer aux cellules un milieu de vie stable.

On appelle « homéostasie » cette stabilité du milieu interne que parviennent à maintenir les êtres vivants.
Remarquez que l’homéostasie correspond à un équilibre dynamique. Par leur activité, les cellules modifient continuellement leur milieu en y puisant des éléments et en y rejetant des déchets. Ce milieu change également selon la nourriture absorbée et le milieu dans lequel on se trouve (désert torride ou froide journée d’hiver, par exemple). Les différents systèmes doivent donc continuellement réagir afin de rétablir l’équilibre sans cesse perturbé. Le maintien de l’homéostasie est un continuel combat qui ne doit jamais cesser.

Avec la théorie cellulaire, la notion de maladie prit une toute nouvelle signification. Désormais, on considérera la maladie comme un défaut de l’homéostasie. Et c’est le bon fonctionne-ment de chacune des cellules de l’organisme qui permet de main-tenir cette homéostasie essentielle à la survie de chacune d’entre elles.

 

3. Il n’y a pas de limite définie entre la vie et la mort :


Un être humain est en fait une colonie de plusieurs milliers de milliards de cellules.

Mais, puisque chacune de nos cellules est un être vivant à part entière, à partir de quel moment peut-on affirmer qu’une personne est morte? Doit-on attendre que la dernière cellule soit morte avant de signer l’acte de décès? Un homme à qui on vient de couper la tête est-il encore vivant? Pourtant, ses cheveux et ses ongles continuent à pousser, plusieurs de ses cellules musculaires se contractent encore, les cellules de sa peau survivent encore en respirant le peu d’oxygène présent dans le liquide qui les entoure, etc.
Bref, il faut bien se rendre à l’évidence, il n’existe pas de frontière bien définie entre la vie et la mort. Et c’est là tout le problème éthique que posent des actes comme l’euthanasie ou, pour commencer à l’autre bout de la vie, l’avortement. À partir de quel moment y a-t-il vie et à partir de quel moment il n’y en a plus?
Et le problème est le même au niveau de chacune des cellules. À partir de quel moment peut-on affirmer qu’une cellule est morte? Une cellule privée des éléments nécessaires à sa survie ne meurt pas d’un seul coup comme cela. Son activité se ralentit peu à peu, ses structures se dégradent progressivement jusqu’à ce qu’on obtienne un mélange plutôt inerte de composés chimiques. Mais, à quel moment précisément est-elle morte ? Essayer de dé-finir ce moment est aussi vain que d’essayer de définir une frontière bien précise entre la jeunesse et la vieillesse par exemple.