Faisons une expérience. Prenez deux récipients et mettez-y un morceau de pain. Ensuite, nous stérilisons les deux récipients afin de détruire tous les organismes vivants. Après cela, laissez un récipient fermé et ouvrez l’autre. Que va-t-il se passer ?
Un récipient ouvert commencera à développer des moisissures, mais pas un récipient fermé. Cette expérience montre que dans un récipient ouvert, des cellules étrangères pénètrent depuis l’environnement extérieur et commencent à se diviser et à croître activement, tandis que dans un récipient fermé, rien n’entre, donc rien ne se passe. Cela prouve le fait que les cellules ne peuvent pas provenir de matériaux non vivants, comme le croyaient les scientifiques dans l’Antiquité.
L’étude des cellules a commencé en 1665 avec Robert Hooke, un scientifique anglais, lorsqu’il a regardé à travers une lentille un morceau de liège et a remarqué des pores. C’était surprenant à l’époque car on pensait que personne d’autre ne les avait vus. Dans sa monographie Micrographia, le scientifique expérimental a introduit le terme « cellule » pour désigner des structures en forme de boîte. C’est à partir de ce moment que la théorie cellulaire a commencé à émerger.
1674 Antonie van Leeuwenhoek, un scientifique néerlandais, observe et décrit des micro-organismes vivants à l’aide de son microscope amélioré, fournissant ainsi une preuve supplémentaire de l’existence de cellules.
1838 Matthias Schleiden, un botaniste allemand, suggère que les plantes sont composées de cellules en observant leurs tissus et reconnaît leurs similitudes structurelles.
1839 Theodor Schwann, physiologiste allemand, conclut que les tissus animaux sont également composés de cellules, développant ainsi les découvertes de Schleiden et contribuant à la formulation de la théorie cellulaire.
Postulats de la théorie cellulaire
Les deux premiers postulats de la théorie cellulaire sont formés :
1. Tous les êtres vivants sont constitués de cellules
2. La cellule est l’unité fondamentale de structure et d’organisation – les éléments constitutifs de la vie.
1885 Rudolf Virchow, médecin allemand, introduit le concept de pathologie cellulaire, affirmant que toutes les cellules proviennent de cellules préexistantes, soulignant l’importance de la division cellulaire dans le processus de croissance et de maladie.
Les scientifiques formulent le troisième postulat de la théorie cellulaire :
3. Toutes les cellules proviennent de cellules préexistantes créées par le processus de division cellulaire.
1861 Les expériences et observations de Louis Pasteur soutiennent la théorie des germes, qui renforce encore le concept des cellules en tant qu’unités fondamentales de la vie.
1931 Ernst Ruska et Max Noll développent le premier microscope électronique, permettant un grossissement et une résolution plus élevés pour imager les cellules.
1957 Marvin Minsky développe la microscopie confocale, qui permet d’imager les cellules et les tissus avec des détails et une clarté sans précédent.
A ce moment, le quatrième postulat est formulé :
4. Le flux d’énergie se produit à l’intérieur des cellules
1953 James Watson et Francis Crick proposent la structure en double hélice de l’ADN, révélant le code génétique et révolutionnant la compréhension de l’héritage cellulaire.
1955 George Palad identifie et caractérise les ribosomes, structures cellulaires responsables de la synthèse des protéines, donnant ainsi un aperçu de la machinerie cellulaire.
1963 Margit et Sylvan Nass identifient l’ADN mitochondrial, le matériel génétique distinct des mitochondries, ce qui fait progresser notre compréhension de la production et de l’évolution de l’énergie cellulaire et un cinquième postulat émerge :
5. Les informations héréditaires se transmettent de cellule en cellule.
2009 Hans Clevers et ses collègues développent des cultures organoïdes qui permettent de cultiver des organes miniatures en laboratoire et fournissent des modèles précieux pour l’étude du développement humain, des maladies et des tests de médicaments.
Apparaît le sixième postulat de la théorie cellulaire :
6. Toutes les cellules ont la même composition chimique de base
2012 Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier développent l’outil d’édition génétique CRISPR-Cas9 qui révolutionne le génie génétique et offre un contrôle précis de l’ADN cellulaire.
2013 Aviv Regev et ses collègues sont pionniers dans les techniques de séquençage de l’ARN unicellulaire qui permettent d’analyser l’expression des gènes dans des cellules individuelles, conduisant ainsi à une compréhension plus approfondie de l’hétérogénéité cellulaire.
Alors, que signifie la théorie cellulaire ?
Le deuxième concept central de la théorie cellulaire est que les cellules sont les éléments constitutifs de la matière vivante et constituent la base de toute vie en régulant les processus vitaux. Les cellules du même type sont similaires les unes aux autres, par exemple les cellules de deux fougères sont identiques. Il y a environ 40 000 milliards de cellules dans le corps humain. Les cheveux, la peau, les organes, etc. sont constitués de cellules. Chaque partie structurelle de la cellule a une fonction différente et les cellules contrôlent l’absorption des nutriments, la conversion des nutriments en énergie, l’élimination des déchets et bien d’autres processus. Il est essentiel que toutes les fonctions de notre organisme soient réalisées grâce aux actions des cellules !
La quatrième partie de la théorie cellulaire note que dans toutes les cellules vivantes, l’énergie est constamment convertie d’un type à un autre. Des exemples de ces processus incluent la photosynthèse (où les cellules végétales convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique) et la respiration cellulaire (où les cellules végétales et animales convertissent le glucose en énergie).
La cinquième partie traite de l’ADN et du fait qu’il se transmet des cellules mères aux cellules filles.
Enfin, la sixième partie de la théorie cellulaire dit que toutes les cellules sont constituées des mêmes produits chimiques : de l’eau, des ions inorganiques et des molécules organiques.
Résumant tout ce qui précède
Il est étonnant de constater à quel point la théorie cellulaire semble évidente aujourd’hui. Tout étudiant inscrit à un cours de biologie à l’école sait ce que sont les cellules et que tous les êtres vivants en sont constitués. Il s’agit d’un principe fondamental de la biologie, si important que beaucoup d’entre nous le tiennent pour acquis.
Savoir que tous les êtres vivants sont constitués de cellules nous permet de comprendre comment les organismes se forment, grandissent et meurent. Ces informations nous aident à comprendre comment une nouvelle vie est créée, pourquoi les organismes prennent une certaine forme, comment le cancer se propage, comment les maladies peuvent être traitées, et bien plus encore. Les cellules aident même à résoudre des questions fondamentales telles que la vie et la mort : un organisme dont les cellules sont vivantes est considéré comme vivant, et un organisme dont les cellules sont mortes est considéré comme mort.
