1.3 - Une structure complexe : la cellule vivante

Dans le monde, la matière s’organise en structure d’ordre supérieur à l’échelle moléculaire. Un exemple est ici proposé : la structure cellulaire

1/La microscopie et la théorie cellulaire

Hooke, Schleiden et Schwann : de la découverte de la cellule à la théorie cellulaire.

Prendre des notes !

Analyser et interpréter des documents historiques relatifs à la théorie cellulaire.

Réalisez une frise chronologique sur la théorie cellulaire à partir des documents suivants :

https://www.universalis.fr/encyclopedie/theorie-cellulaire/

https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A9orie_cellulaire

http://www.spirit-science.fr/doc_humain/ADNmoleculaire.html

https://www.podcastscience.fm/dossiers/2014/01/23/lhistoire-des-microscopes/

http://micromonde.free.fr/histoire/

cellule

À l'instar de son contemporain Henri Dutrochet, François-Vincent Raspail (1794-1878), un chimiste, botaniste et homme politique français, contribue à la formation de la théorie cellulaire en se faisant l'avocat d'un réductionnisme physico-chimique appliqué aux êtres vivants, il défend l'idée d'une unité de structure des végétaux et des animaux. S'appuyant sur les nombreuses observations de leurs collègues, le botaniste Matthias Schleiden (1804-1881) et le zoologiste Theodor Schwann (1810-1882), docteur en médecine et biologiste allemand, établissent la théorie cellulaire, selon laquelle tous les organismes sont formés de cellules et de produits cellulaires. Les Recherches microscopiques sur la conformité de structure et de croissance des animaux et des plantes (Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Tiere und Pflanzen) publiées en 1839 par Theodor Schwann constituent l'acte de naissance de la théorie cellulaire. A la suite des travaux du cytologiste polonais Robert Remak (1815-1865), Rudolf Virchow (1821-1902), médecin allemand, formule le second axiome de la théorie cellulaire selon lequel toute cellule provient d'une autre cellule préexistante par division de son noyau : « Omnis cellula e cellula ».

« Un jour que je dînais avec M. Schleiden, cet illustre botaniste me signala le rôle important que le noyau joue dans le développement des cellules végétales.

Je me rappelai tout de suite avoir vu un organe pareil dans les cellules de la corde dorsale et je saisis à l’instant même l’extrême importance qu’aurait une découverte, si je parvenais à montrer que, dans les cellules de la corde dorsale, ce noyau joue le même rôle que le noyau des plantes dans le développement des cellules végétales.

[…] Ces idées se présentant à mon esprit, j’invitai M. Schleiden à m’accompagner à l’amphithéâtre d’anatomie où je lui montrai les noyaux des cellules de la corde dorsale. Il leur reconnut une ressemblance parfaite avec les noyaux des plantes.

[...] J’ai trouvé, à l’aide du microscope, que ces formes si variées des parties élémentaires des tissus de l’animal ne sont que des cellules transformées, que l’uniformité de la texture se retrouve donc aussi dans le règne animal, que, par conséquent, l’origine cellulaire est commune à tout ce qui vit. »

Discours de Theodor Schwann (1878).

Théorie cellulaire

1. Tous les êtres vivants sont constitués d'une ou plusieurs cellules (ce qui définit les êtres vivants et exclut les virus de cette catégorie).

2. Toute cellule provient d'une autre cellule par division cellulaire.

3. La cellule est une unité vivante et l'unité de base du vivant, c'est-à-dire qu'une cellule est une entité plus ou moins autonome capable de réaliser certaines fonctions nécessaires et suffisantes à sa vie ; il est possible par exemple de cultiver des cellules in vitro en leur apportant les nutriments et le milieu convenable.

4. Il y a individualité cellulaire grâce à la membrane plasmique qui règle les échanges entre la cellule et son environnement.

5. La cellule renferme sous forme d'ADN l'information nécessaire à son fonctionnement et à sa reproduction. L'ADN peut être sous forme libre (procaryotes) ou stocké (eucaryotes) dans une structure particulière : les chromosomes réunis dans le noyau.

Ces cinq points peuvent être résumés comme suit : la cellule est l'unité structurale, l'unité fonctionnelle et l'unité reproductrice.

La découverte de l’unité cellulaire est liée à l’invention du microscope. L’observation de structures semblables dans de très nombreux organismes a conduit à énoncer le concept général de cellule et à construire la théorie cellulaire. 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.