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Définition de : ORGANISME VIVANT

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Article publié par Encyclopaedia Universalis ORGANISME VIVANT L'apparition de la vie sur Terre, voici près de 4 milliards d'années, a certainement été un phénomène très progressif et la frontière entre l'inerte et le vivant a sans doute alors été plutôt floue. De nos jours, en revanche, la vie est le propre d'êtres bien délimités – les organismes –, différant des objets inertes par leur organisation complexe, riche en substances carbonées dites organiques, et par leur aptitude à extraire du milieu extérieur matière et énergie grâce auxquelles ils s'entretiennent, s'accroissent harmonieusement et se reproduisent. Cellules et organismes e Selon la théorie cellulaire, née au xix siècle et actuellement incontestée, tout être vivant est formé d'au moins une cellule, volume délimité par une mince et souple membrane plasmique, au travers de laquelle les milieux intracellulaire et extracellulaire échangent matière et énergie. Les molécules de la cellule appartiennent à deux catégories. Celles du matériel génétique portent l'information nécessaire à la réalisation, en interaction avec des signaux d'origine extracellulaire, de toutes les fonctions de la cellule. Les autres participent à une machinerie qui utilise cette information, principalement en synthétisant et en structurant ses propres éléments, en copiant à l'identique le matériel génétique et, le moment venu, en scindant la cellule en deux cellules- filles.
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ORGANISME VIVANT

L'apparition de la vie sur Terre, voici près de 4 milliards d'années, a certainement été un phénomène très progressif et la frontière entre l'inerte et le vivant a sans doute alors été plutôt floue. De nos jours, en revanche, la vie est le propre d'êtres bien délimités – les organismes –, différant des objets inertes par leur organisation complexe, riche en substances carbonées dites organiques, et par leur aptitude à extraire du milieu extérieur matière et énergie grâce auxquelles ils s'entretiennent, s'accroissent harmonieusement et se reproduisent.

Cellules et organismes

Selon la théorie cellulaire, née au xixe siècle et actuellement incontestée, tout être vivant est formé d'au moins une cellule, volume délimité par une mince et souple membrane plasmique, au travers de laquelle les milieux intracellulaire et extracellulaire échangent matière et énergie. Les molécules de la cellule appartiennent à deux catégories. Celles du matériel génétique portent l'information nécessaire à la réalisation, en interaction avec des signaux d'origine extracellulaire, de toutes les fonctions de la cellule. Les autres participent à une machinerie qui utilise cette information, principalement en synthétisant et en structurant ses propres éléments, en copiant à l'identique le matériel génétique et, le moment venu, en scindant la cellule en deux cellules-filles. Le matériel génétique est fait d'acides désoxyribonucléiques (ADN) ; la machinerie comporte essentiellement acides ribonucléiques (ARN) et protéines, les premiers impliqués dans la lecture de l'information génétique et dans la synthèse des secondes, dont beaucoup sont des catalyseurs chimiques.

Ce schéma général ne souffrant aucune exception, et l'information génétique étant exprimée dans un langage universel, on pense que tous les êtres vivants actuels dérivent d'une même forme ancestrale. Celle-ci est supposée unicellulaire, c'est-à-dire constituée de cellules aptes à vivre et à se multiplier indépendamment les unes des autres. Sa descendance s'est rapidement diversifiée, avec pour résultat l'individualisation de lignées dont trois seulement se sont maintenues jusqu'à nos jours. Dans deux d'entre elles, archées et eubactéries, qui diffèrent par une foule de caractères moléculaires, la cellule, dite procaryote, n'est pas compartimentée, d'où notamment une étroite proximité entre matériel génétique et machinerie. Chez les Eucaryotes, au contraire, des membranes internes dérivées de la membrane plasmique compartimentent la cellule, séparant notamment le noyau, renfermant le matériel génétique, du cytoplasme, qui héberge une large part de la machinerie.

Après leur séparation, les trois lignées « primaires » se sont à leur tour diversifiées en rameaux dont certains ne présentent, de nos jours encore, que des unicellulaires, tandis que d'autres renferment des êtres pluricellulaires, constitués, à l'image des animaux et des plantes qui nous sont familiers, de nombreuses cellules étroitement interdépendantes.

Toutes les cellules d'un pluricellulaire dérivent en dernière analyse d'une cellule unique, par un processus complexe, dit développement, qui comporte non seulement une multiplication cellulaire, mais aussi la différenciation d'un certain nombre de types cellulaires de formes et de fonctions distinctes. Il est quasi certain que la pluricellularité est apparue indépendamment dans plusieurs rameaux évolutifs séparés depuis longtemps déjà, les plus connus appartenant aux Eucaryotes (animaux, champignons, végétaux verts, algues brunes, algues rouges, etc.).

Chez les champignons pluricellulaires, l'organisme est un simple filament croissant et se ramifiant par une extrémité. Celle-ci peut entrer en contact avec un autre rameau et donc fusionner avec lui. Ainsi se constitue un réseau tridimensionnel, de forme générale souvent bien définie, dont les interstices communiquent avec le milieu extérieur. La structure des algues pluricellulaires n'est pas foncièrement différente.

Un animal est au contraire délimité par une enveloppe, faite de cellules jointives, constituant, même chez un être aquatique, un obstacle physique à la communication entre milieu externe et liquides internes. Il y a deux catégories de ceux-ci, respectivement intra- et extracellulaires. On donne à l'ensemble des liquides extracellulaires, dont la composition chimique est maintenue relativement constante face aux variations de l'environnement, le nom de milieu intérieur. Dans le cas le plus simple, c'est un liquide unique, dit interstitiel car situé dans les interstices, tous interconnectés, entre les cellules. Chez de nombreux animaux actuels, dits cœlomates, apparaissent lors du développement des parois internes, faites de cellules jointives, qui ajoutent de nouveaux compartiments au milieu intérieur : d'abord des cavités gonflées d'un liquide très peu mobile, constituant le cœlome, puis, ébauché à partir de parois cœlomiques, un système de tubes, dont les contractions de certains segments mettent en circulation leur contenu, le sang. Selon les cas, liquide interstitiel, liquide cœlomique et sang restent bien séparés (Vertébrés) ou entrent plus ou moins largement en communication (Insectes).

Bien que les botanistes n'utilisent pas cette expression, la notion de milieu intérieur s'applique aussi aux plantes, chez lesquelles on peut distinguer un liquide interstitiel, baignant la majorité des cellules, et des liquides circulants, sèves brute et élaborée. Ce qui est propre aux animaux, à l'exception toutefois des éponges, c'est le système nerveux, qui permet la transmission de signaux à grande vitesse. L'acquisition d'organes sensoriels performants liés à ce système a permis le développement de comportements complexes, combinant réactions aux stimulus externes et émissions de stimulus à destination d'autres individus.

Reproduction, sexualité, multiplication, répétitivité

La reproduction est d'abord une propriété de la cellule, et la division cellulaire est logiquement la clé de voûte de la reproduction des unicellulaires.

La reproduction des pluricellulaires, nécessairement plus complexe, est fondamentalement sexuée chez les Eucaryotes, c'est-à-dire qu'elle comporte un cycle dont une étape est la fécondation, union de deux cellules en une cellule unique ou zygote. Celui-ci se développe soit en un être de la même organisation que le (ou les) parent(s), soit en un organisme apte à assurer le retour à l'état parental en produisant des cellules génératrices appelées spores. Il s'y ajoute éventuellement une multiplication asexuée de modalités variées qui produit des êtres génétiquement identiques à l'individu initial. Au contraire, le cycle sexué contribue puissamment au renouvellement de la diversité génétique et telle est sans doute la signification profonde de la sexualité qui, très répandue chez les Eucaryotes unicellulaires actuels, existait certainement, sans rôle de reproduction, bien avant l'émergence de l'état pluricellulaire.

Il est possible que les individus issus de la multiplication asexuée d'un fondateur restent unis les uns aux autres. Dans le cas des animaux, l'ensemble ainsi formé est dénommé colonie. Dans une colonie simple, les individus sont tous identiques, mais on connaît des colonies dont les membres sont spécialisés soit dans l'alimentation, soit dans la défense de la colonie, soit dans la reproduction sexuée, etc. La colonie est alors la véritable unité biologique, et, du reste, la présence de volumineux tissus communs rend difficile l'appréciation des limites entre individus.

Plus généralement, la séquence répétition-différenciation est une modalité évolutive répandue, tant dans l'acquisition de l'état pluricellulaire lui-même, qu'à d'autres niveaux de complexité. Le ver de terre, par exemple, présente une double répétitivité, longitudinale car il est pour l'essentiel constitué d'une suite de segments analogues, et bilatérale car dans chaque segment à tout organe de droite (vaisseau sanguin, ganglion nerveux, organe excréteur, etc.) correspond un symétrique à gauche.

La complexité des organismes est pour une large part due aux différenciations de tels éléments répétés. Bien que les bourgeons d'une plante aient en principe tous les mêmes aptitudes, leurs destins dépendent étroitement de leurs positions, selon des règles qui définissent l'architecture de l'organisme : beaucoup restent inactifs, d'autres produisent des axes qui porteront ou non des fleurs. Le rôle majeur des altérations de la répétitivité longitudinale (ou métamérie) dans l'évolution animale est bien illustré par l'organisation des Insectes, constitués de segments dont les plus antérieurs ont fusionné en une tête, les trois suivants formant le thorax, et les onze derniers l'abdomen.

On trouve un phénomène comparable si l'on considère l'être non sous le seul aspect anatomique, mais en tant que système chimique. La multiplication-différenciation des gènes a permis d'augmenter le nombre des réactions réalisables par un organisme et par là même d'affiner ses capacités d'intégration et son indépendance vis-à-vis du milieu extérieur.

Auteur: Jean GÉNERMONT
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