Théorie cellulaire - Première ES

La théorie cellulaire

Mme MARGERY

La théorie cellulaire

The wacky history of cell theory

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Les premières observations de cellules

Van LEEUWENHOEK

HOOKE

Les premières observations de cellules

Robert Hooke

J’ai pris un beau morceau de liège clair que j’ai coupé en un fragment extrêmement fin avec un couteau aiguisé comme un rasoir. […] Je l’ai posé sur un porte objet noir. J’ai projeté de la lumière sur ce fragment à l’aide d’un verre plan-convexe épais et j’ai pu voir avec une netteté extrême que ce fragment était perforé et poreux, ressemblant à un nid d’abeilles, mais ces pores n’étaient pas réguliers.Ces pores, ou cellules, n’étaient pas très profonds, mais consistaient en un grand nombre de petites boîtes disposées en files. Robert Hooke, Micrographia (1665).

Dessin d'observation du liège par Hooke. Il introduit pour la première fois le mot "cellule" pour décrire ces cavités qui lui rappellent les chambres dans lesquelles vivaient les moines.

Représentation du microscope fabriqué par Robert Hooke

Les premières observations de cellules

Antoni Van LEEUWENHOEK

Au XVIIe siècle, le Hollandais Antoni van Leeuwenhoek conçut des lentilles très élaborées permettant d’atteindre des grossissements de 250 fois avec son microscope. Il observa et dessina de nombreux êtres vivants unicellulaires contenus dans de l’eau de pluie qu'il nomma des animalcules. En observant du sperme, il fut ainsi le premier à décrire des spermatozoïdes.

Observation d'animalcules du sperme par Leeuwenhoek (1674)

Réplique du microscope de Van Leeuwenhoek La lentille biconvexe insérée entre deux plaques métalliques se comporte comme une loupe puissante à courte distance focale permettant d'observer les échantillons sur un stylet porte-objet que l'on peut déplacer vers le haut ou le bas à l'aide d'une vis à crémaillère.

L'unité microscopique des êtres vivants

LUCA

SCHWANN

L'unité microscopique des êtres vivants

Théodore SCHWANN

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)

L'unité microscopique des êtres vivants

Théodore SCHWANN (suite)

Extrait d'une plache d'observation de Schwann publiée en 1839 dans Mikroscopische Untersuchungen ("examens microscopiques")

L' ouvrage Mikroscopische Untersuchungen pose pour la première fois que la cellule est l’unité de base de tous les êtres vivants, animaux ou végétaux. Il décrit une identité cellulaire des tissus végétaux (figures 1 : tissu parenchymateux d’un oignon) et des tissus animaux (figure 4 : chorde dorsale d’un gardon). On note la présence du noyau dans chaque cellule.

L'unité microscopique des êtres vivants

LUCA

Toutes les formes de vie existant sur la Terre proviennent d’une unique cellule formée entre 3,3 et 3,7 milliards d’années. Si des formes de vie non cellulaires ont existé, elles n’ont pas laissé de descendants aujourd’hui. C’est ce que pense le Français Patrick Forterre qui, en 1996, a baptisé LUCA (Last Universal Common Ancestor) le dernier ancêtre commun universel à toutes les lignées cellulaires.

La formation de nouvelles cellules

PASTEUR

ARISTOTE

Pour aller plus loin

Les cellules souches

La formation de nouvelles cellules

Louis PASTEUR

Louis Pasteur souhaita tester l’hypothèse de la génération spontanée. Son hypothèse était que les microorganismes ne naissaient pas spontanément dans un liquide, mais se développaient à partir de microorganismes préexistants dans l’air. Un flacon en « col de cygne » permet la circulation de l’air mais coince les microorganismes au niveau du col.

Grâce aux résultats obtenus, Pasteur a pu réfuter la théorie de la génération spontannée émise par Aristot et qui n'avait pas encore été réfutée.

La formation de nouvelles cellules

Vidéo du bourgeonnement de Saccharomyces cerevisae (levure de boulanger)

Observation d'une fission cellulaire chez la levure Saccharomyces pombe (clichés chronologiques)

La formation de nouvelles cellules

Les cellules souches

Entretien avec Thibault Lorin, docteur en biologie du développement

Le développement d'un organisme pluricellulaire commence avec une seule cellule, la cellule-œuf, qui se divise en de nouvelles cellules. Ces cellules se divisent à leur tour, et vont acquérir une fonction particulière : c'est la différenciation. Au fil des divisions, la capacité à former des cellules différentes se restreint. Certaines cellules peuvent cependant garder leur capacité à se différencier en de multiples types cellulaires ; ce sont les cellules souches. Leur division permet de remplacer les cellules en fin de vie (par exemple, les cellules sanguines) ou régénérer un tissu lésé. Des cellules souches sont utilisées dans le domaine médical afin de régénérer la peau des grands brûlés. L'étude des cellules souches est un champ de recherche très actif, d'ailleurs récompensé d'un prix Nobel en 2012.