Une structure complexe: la cellule vivante

En 1665, Robert Hooke (1635-1703), scientifique anglais, observe pour la première fois au microscope optique qu’il a mis au point, un tissu d’un être vivant, celui du liège.

Il y observe des petites chambres régulières qu’il appelle alors « cellules » du latin « cellula » qui veut dire « petite chambre ». Cependant ces cellules sont mortes : en effet ce ne sont que les restes des parois cellulosiques de celles-ci mais il ne le savait pas.   

Le fonctionnement du microscope de Hooke était simple : il a assemblé deux lentilles convexes, un oculaire et un objectif, permettant ainsi de grossir les objets jusqu’à 30 fois. Les lentilles de l’époque présentaient des défauts optiques ce qui nuisait à la qualité de l’image. La lumière nécessaire au fonctionnement du microscope était fournie par une lampe à huile dont les rayons concentrés par un ballon à eau éclairaient l’objet à observer. Les rayons réfléchis remontaient dans le tube optique traversant les lentilles, formant ainsi une image.

En effet la simple dissection des organismes vivants mettait en évidence la présence de nombreuses fibres aussi bien chez les animaux que chez les végétaux. Il était donc admis que la fibre était l’élément constitutif du vivant. De plus, pendant longtemps de nombreux scientifiques n’ont pas reconnu l’importance des apports de la microscopie pour la compréhension du vivant.     

C’est le scientifique allemand Théodore Schwann (1810-1882) qui en réalisant de nombreuses études microscopiques du vivant, finit par établir la correspondance entre les cellules animales et végétales : elle possédait une organisation commune. 

La cellule dans cette théorie est considérée comme l'unité structurelle et fonctionnelle du vivant. Les propriétés des tissus apparaissent alors comme résultant des caractéristiques des cellules les constituant.

En 1855 plusieurs travaux ont mis à jour la régénérescence des tissus par division des cellules. Ceci induit une acceptation définitive de la théorie cellulaire indiquant que la cellule est l’unité structurale et fonctionnelle de tous les êtres vivants et que toute nouvelle cellule se forme à partir d’une cellule préexistante par division de celle-ci.

La cellule est effectivement observée chez tous les êtres vivants : animaux, végétaux, mais aussi les champignons et les bactéries.    

La découverte de l’unité cellulaire est donc liée à l’invention du microscope. Plus récemment l’invention du microscope électronique a permis l’exploration de l’intérieur de la cellule et la compréhension du lien entre échelle moléculaire et cellulaire.

La description des différents organites présents dans la cellule s’est nettement améliorée dans les années 1960 grâce à l’invention du microscope électronique.

Dans un microscope optique l’image est créée par une absorption différentielle de la lumière par le tissu. 

Dans un microscope électronique ce n’est pas un faisceau de photons qui est émis mais un faisceau d’électrons à haute tension. L’orientation du faisceau d’électrons transmis par l’échantillon grâce à des lentilles magnétiques sur un écran phosphorescent permet d’obtenir une image optique de celui-ci. On parle de microscope électronique à transmission ou MET. L’image obtenue est en noir et blanc et porte le nom d’électronographie.     

La microscopie électronique à balayage ou MEB permet d’obtenir des images en haute résolution de la surface d’un échantillon. En effet la surface de l’échantillon recevant le faisceau d’électrons réémet certaines particules qui vont être analysées par différents détecteurs. Ces derniers peuvent reconstruire une image en trois dimensions de la surface.

Traduction: 

Traduction :   

Elle s'oppose à la théorie autogénique (ou hypothèse autogène) qui postule que le système endomembranaire (chloroplaste, mitochondrie et noyau), ainsi que le cytosquelette des cellules eucaryotes, ait évolué par complexification à partir d'une cellule procaryote ancestrale.

D'apparence souvent semblable à ces dernières, les archées ont longtemps été considérées comme des bactéries extrêmophiles particulières, jusqu'à ce que les recherches phylogénétiques sur les procaryotes, commencées en 1965, aboutissent, avec les travaux de Carl Woese et George E. Fox3, à la publication en 1977 d'un arbre phylogénétique fondé sur les séquences de certains gènes des organismes étudiés, arbre dans lequel les procaryotes étaient scindés en deux domaines distincts, celui des bactéries et celui des archées.

Voilà pourquoi la théorie endosymbiotique est aujourd’hui mondialement reconnue et qu’il est admis que l'arbre des eucaryotes prend naissance parmi des archées. 

Les archées ont longtemps été vues comme des organismes essentiellement extrêmophiles présents notamment dans les sources hydrothermales océaniques, les sources chaudes volcaniques ou encore les lacs salés, mais on en a découvert depuis dans tout une variété de biotopes qui ne sont pas nécessairement extrêmes, tels que le sol, l'eau de mer, des marécages, la flore intestinale et orale et même le nombril humain.

Les archées interviennent par ailleurs de façon non négligeable dans le cycle du carbone et le cycle de l'azote. On ne connaît pas vraiment d'exemple d'archée pathogène ou parasite, mais elles sont souvent mutualistes ou commensales. Les archées méthanogènes de l'intestin humain et des ruminants participent ainsi favorablement à la digestion.