Introduction à la biologie/Les êtres vivants

Début de la boite de navigation du chapitre

fin de la boite de navigation du chapitre

Introduction

Les êtres vivants, bien qu'étant constitués de molécules sans vie, possèdent des caractéristiques absentes des constructions humaines (dits artéfacts) et de la matière inerte. Différents critères sont avancés pour les en distinguer. Aucun de ceux-ci n'est suffisant pour, à lui seul, prouver qu’une entité est vivante ; il faut donc les considérer dans leur ensemble.

Le vivant est généralement défini par trois critères principaux :

1. nutrition,
2. reproduction,
3. informations autonomes.

Six autres caractéristiques permettent de démarquer le vivant du non-vivant :

1. complexité,
2. organisation cellulaire,
3. métabolisme,
4. homéostasie,
5. reproduction,
6. hérédité.

Cas particulier des virus :
Leur appartenance au Vivant fait débat. En effet, leur structure et leur fonctionnement les rapprochent du vivant. Cependant, par définition, un virus ne possède pas d'organisation cellulaire, il ne se nourrit pas et est incapable de reproduction autonome. Le débat fait appel à des notions complexes et reste aujourd'hui ouvert.

• Selon de nombreuses définitions du Vivant (entité matérielle réalisant les fonctions de relation, nutrition, reproduction), les virus ne sont pas des êtres vivants ;
• mais avec une définition plus large du vivant (entité diminuant le niveau d'entropie et se reproduit en commettant des erreurs), les virus peuvent être considérés comme « vivants ».

La complexité

La vie peut être perçue comme une propriété émergeant de l'organisation d’une variété de molécules et de macro-molécules dans une cellule. C’est la complexité chimique des biomolécules qui frappe l'observateur en premier lieu. Parmi les biomolécules, les protéines sont constituées d’une chaîne d'acides aminés - dont il existe 23 types différents - agencés selon un ordre bien spécifique. Lors de leur fabrication, la chaîne d'acides aminés se replie dans les trois dimensions de l'espace et devient ainsi une macro-molécule d’une taille relativement grande, qui ne saurait conserver sa structure dans le milieu ambiant inanimé. Exemple extrême de cette complexité, une molécule de titine, protéine impliquée dans la construction du sarcomère des muscles, comprend plus de 30 000 acides aminés.

L'organisation

L'unité de base de la vie est la cellule. Ce n'est que grâce à l'organisation des biomolécules dans la matrice d’une membrane cellulaire que les fonctions vitales de base peuvent être accomplies : transcription de l'ADN, synthèse des protéines, excrétion de produits dérivés toxiques, etc.

Notons que les cellules possèdent une structure assez semblable chez tous les êtres vivants, certains de leurs composants se retrouvent dans tous les organismes. Elles ont cependant une structure relativement complexe faisant intervenir nombre de processus différents, interagissant les uns avec les autres.

L'organisation fonctionnelle du vivant peut être constatée à plusieurs échelles, que ce soit au niveau des organismes dans leur ensemble, de leurs organes, de leurs tissus, de leurs cellules ou même au sein des molécules constitutives. À chacun de ces niveaux d'organisation correspond une fonction (activité(s) voire rôle) bien précise ; des propriétés émergent a chaque niveau supplémentaire d'organisation.

Par exemple, certaines fonctions ne sont réalisées que par des cellules particulières n'appartenant qu’à un organe : chaque organe a sa fonction bien particulière dans l'organisme.

Le métabolisme

Les êtres vivants possèdent un métabolisme, c'est-à-dire qu’ils sont capables de réaliser un ensemble de réactions chimiques en leur sein (donc des réactions biochimiques), de manière à se développer : s'entretenir et croître.

Ces réactions biochimiques peuvent être séparées en deux groupes :

- celles qui permettent la création de matières spécifiques ou interspécifiques,

- celles qui permettent la satisfaction des besoins énergétiques (qui ont un caractère universel)

Pour réaliser leur métabolisme, les êtres vivants font des échanges constants de matière et d'énergie avec leur milieu. Ce sont donc des systèmes fermés mais pouvant effectuer des échanges contrôlés avec leur milieu. Il y a des flux d'énergie et de matière au travers de l'être vivant. Il doit se nourrir, boire, puiser de l'énergie dans la chaleur et les molécules de son milieu (exemple : la respiration) et rejeter ses déchets pouvant éventuellement être utilisés par d'autres organismes.

L'homéostasie

L'homéostasie est la tendance d’un système vivant à combattre l'entropie, c'est-à-dire que le système vivant cherche généralement à conserver son intégrité en opposant des réponses aux stimuli environnementaux. En voici quelques exemples:

- à l'échelle de la cellule, les déchets métaboliques sont excrétés dans le milieu ambiant;

- à l'échelle des tissus et organes, les organismes vivants possèdent des structures permettant d'acheminer eau et molécules gazeuses à chacune des cellules, qui mourront si elle ne peuvent effectuer ces échanges métaboliques;

- à l'échelle de l'organisme, un être vivant dont les réserves énergétiques s'amenuisent ressentira la faim.

- la perception d’un signal de danger entraînera généralement une réponse de type combat ou fuite.

Ces quelques exemples démontrent le besoin des organismes vivants de conserver leurs conditions à l'intérieur de certaines limites hors desquelles ils ne peuvent se maintenir en vie.

La reproduction

Les êtres vivants sont capables de reproduction, c'est-à-dire de donner naissance à d'autres organismes vivants semblables ou identiques à eux parce qu’ils ont la capacité de leur transmettre (totalement ou partiellement) leurs caractères.

Les êtres humains peuvent se reproduire en toute saison, ce qui n’est pas le cas de toutes les autres espèces vivantes, dont beaucoup ont un cycle de reproduction annuels ou bisannuels; les poissons, les arbres, les oiseaux entament généralement la période reproductive à un moment bien précis de l'année (et pas nécessairement à chaque année).

L'hérédité

Il est généralement clair qu'un chat n’est pas un chien, et que chacune de ces espèces engendrera une descendance de la même espèce. La plupart des êtres humains comprennent instinctivement la notion d'hérédité, mais celle-ci est gouvernée par des règles très complexes : la transmission et la modification de caractéristiques d’une génération à l'autre. C’est grâce aux règles de la transmission des caractères au fil de l'évolution du vivant que l’on peut classer l'Humain parmi les Primates, le dauphin parmi les Mammifères et non les poissons, ou même les Oiseaux comme les descendants de dinosaures. En remontant des organismes les plus complexes au niveau de l'organisation jusqu'aux plus simples, il semble que toute vie terrestre a divergé à partir d’un même ancêtre commun unicellulaire.