Les fondements de la biologie
cellulaire
La théorie cellulaire
L’idée selon
laquelle les êtres vivants sont constitués d’une ou plusieurs cellules,
fonctionnant toutes peu ou prou sur le même principe, est une idée maintenant
assez ancienne qui s’est peu à peu imposée avec l’histoire de la microscopie.
1. L’histoire du mot cellule – les observations de Hooke
L’anglais R.
Hooke (1635-1703) a réalisé des observations de tissus végétaux à l’aide d’un
instrument assez rudimentaire. Le liège (figure 1) lui est apparu comme une
juxtaposition de boîtes auxquelles il donna le nom de cellule. Par la suite, le
hollandais A. van Leeuwenhoeck (1632-1723) mit au point le premier microscope.
Il s’agissait d’un système de loupe simple et léger que l’on plaçait avec
l’objet observé devant l’œil, comme pour une visée. Leeuwenhoek a pu atteindre
des grossissements de l’ordre de 200 fois. Il fit de nombreuses
observations et descriptions d’organismes unicellulaires, protozoaires et
bactéries.
Figure 1 : Observation de liège par
R. Hooke La structure du liège est manifestement cloisonnée, le tissu semblant
formé de petites « boîtes », les cellules.
2. Schwann et la théorie cellulaire
La théorie
cellulaire est née bien plus tard avec T. Schwann (1810-1882) et M. Schleiden
(1804-1881). Ce zoologiste et ce botaniste affirment que tous les êtres
vivants, même les plus complexes sont constitués de cellules ainsi que des
produits de ces cellules. R. Virchow (1821-1902) complète cette théorie en 1855
par une seconde affirmation : omni cellula e cellula : « Toute
cellule provient d’une cellule ». Une cellule, entourée d’une membrane
lipidique qui sépare son cytoplasme de l’extérieur, est ainsi la plus petite
unité vivante d’un organisme. À l’échelle subcellulaire, on connaît maintenant
de nombreux systèmes complexes, objets des chapitres de ce livre, mais aucun
système subcellulaire ne réunit à lui seul l’ensemble des propriétés du vivant.
Figure 2 : Tissu animal et tissu
végétal L’observation d’un tissu complexe montre clairement l’organisation
cellulaire. Cette constatation est particulièrement aisée pour un tissu végétal
où les séparations entre cellules sont soulignées par la paroi squelettique.
Dans un tissu animal, on peut deviner les limites entre cellules, mais seul le
microscope électronique permet d’identifier les membranes.
3. Les liens entre cellules sont très divers
Si la
cellule est l’unité de base des organismes pluricellulaires, les relations
entre les cellules d’un tel organisme sont complexes. Ainsi dans un tissu,
c’est-à-dire un assemblage coordonné de cellules, on peut trouver des cellules
jointives liées entre elles par des jonctions complexes ou séparées par des
constituants extracellulaires qui forment des matrices. Ces matrices peuvent
être très abondantes (paroi squelettique des cellules végétales) et même
prédominantes en volume et très rigides (tissu osseux). Dans le cas du sang,
l’environnement des cellules n’est plus une matrice mais un liquide. Cependant,
dans tous les cas, les contacts entre cellules sont assurés.
Figure 3 : Organisation du tissu
osseux L’os est un tissu vivant et est à ce titre constitué de nombreuses
cellules en contact les unes avec les autres : les ostéocytes. Cependant,
les propriétés mécaniques de l’os sont dues à une matrice extracellulaire très
rigide et surtout très abondante. Cela n’empêche cependant pas les contacts
entre cellules.
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