Science et technologie s1237

La base du vivant

Tout être vivant a des besoins de base comme respirer et se nourrir. Afin de survivre, les êtres vivants possèdent tous des activités métaboliques qui leur permettent de transformer l'énergie, de grandir et de maintenir leur température corporelle par exemple. 

La cellule

La cellule est l’unité fondamentale à la base de tout être vivant.

Elle peut exister seule (être unicellulaire), comme elle peut se trouver réunie avec plusieurs cellules (être pluricellulaire) sous forme de tissus, d’organes et même de systèmes (comme le système respiratoire par exemple). Il existe deux catégories de cellules : les cellules procaryotes et les cellules eucaryotes.

Les cellules procaryotes constituent les microorganismes appelés bactéries. Parmi celles-ci, on compte les eubactéries et les archéobactéries. À l’aide d’un microscope optique, on distingue les cellules procaryotes par la présence d’ADN libre dans le cytoplasme.

Schéma d'une cellule procaryote
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Les cellules eucaryotes, quant à elles, sont propres aux formes de vie dont l’organisation est généralement plus complexe. Les cellules animales et végétales sont des exemples de cellules eucaryotes.

Peu importe le genre ou la forme de la cellule, elles ont toutes des fonctions vitales. Par exemple, toute les cellules utilisent l'oxygène via la respiration cellulaire afin d'obtenir l'énergie nécessaire pour fonctionner. Les fonctions de croissance et de réparation de l'organisme sont d'autres exemples de fonctions vitales des cellules. Pour remplir ces fonctions, les cellules sont toujours en constante interaction avec leur milieu ce qui explique qu'il existe plusieurs intrants et extrants cellulaires.

Toutes les cellules eucaryotes sont entourées par une membrane rigide ou non, selon le type de cellule. Cette membrane contient une multitude de constituants cellulaires appelés organites qui sont observables à l’aide d’outils technologiques permettant le grossissement tel que le microscope optique. Ces organites sont listés dans les fiches suivantes : La cellule animale et La cellule végétale.

 

L'un des organites les plus importants des cellules eucaryotes est le noyau. Celui-ci contient tout le bagage génétique (ADN) de la cellule, qui détermine non seulement notre apparence, mais aussi les instructions nécessaires au bon fonctionnement de la cellule.

À l'intérieur du noyau, on retrouve le nucléole, où s'effectue la transcription. Autour du nucléole se trouve le nucléoplasme, qui est un peu l'équivalent du cytoplasme, qui contient des nutriments, des sels et d'autres substances utiles au noyau. En dehors des phases de division cellulaire, l'ADN se retrouve sous la forme de chromatine dans le noyau. Lorsque la division cellulaire a lieu, la chromatine se réorganise pour former les chromosomes. À l'image de la membrane cellulaire, le noyau est délimité par une membrane nucléaire (ou enveloppe nucléaire) parsemée de pores et de ribosomes.


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Les caractéristiques du vivant

Afin qu'un organisme soit considéré comme vivant, il doit posséder les caractéristiques suivantes.

L'organisation en cellules : Tout organisme vivant est composé de cellules. Certains, comme les bactéries, sont constitués d'une seule cellule. D'autres, comme les animaux et les végétaux, sont formés d'une multitudes de cellules. Quant à la matière non vivante, elle n'est pas composée de cellules.

Les échanges avec le milieu : Tout organisme vivant est en mesure de se nourrir et de respirer en puisant de la matière dans son milieu. La nutrition permet d'extraire l'énergie du milieu pour permettre à l'organisme vivant de subvenir à ses fonctions vitales. Une fois ces fonctions remplies, l'organisme va rejeter dans le milieu des déchets et des gaz. Une réserve d'énergie peut également être constituée par les organismes vivants. La respiration cellulaire est une réaction chimique qui permet aux cellules de prendre les sucres présents dans l'organisme pour les transformer en énergie qui sera nécessaire pour grandir, pour soigner des blessures, pour se reproduire, etc.

La reproduction : Pour assurer la survie des espèces vivantes, tout vivant a la capacité de se reproduire et d'engendrer d’autres êtres vivants qui lui sont semblables.

La croissance, le développement et la réparation : Tous les vivants naissent, se développent puis meurent. Leurs cellules se reproduisent, leurs tissus se développent et se régénèrent, et ce, jusqu’à la mort de l’organisme.

La réaction aux stimuli : Les stimuli existent sous une multitude de formes : odeur, saveur, couleur, son, chaleur, etc. Les vivants vont réagir de différentes façon à ces stimuli. Ils peuvent être attirés par le stimulus, s'en sauver, crier pour avertir les congénères, attaquer, etc.

L'adaptation : Les vivants peuvent s’acclimater à des changements qui se produisent dans leur milieu grâce à l'adaptation. Celle-ci peut être physique ou comportementale. Peu importe la forme d'adaptation, le but de celle-ci est toujours de permettre aux vivants de survivre dans leur milieu.

Dans certains manuels de référence, on liste 7 caractéristiques du vivant :

1. Tout être vivant a une organisation complexe dont la base est la cellule.
2. Tout être vivant réagit aux stimuli.
3. Tout être vivant fait des échanges avec son milieu.
4. Tout être vivant croît et se développe.
5. Tout être vivant utilise de l'énergie.
6. Tout être vivant se reproduit.
7. Tout être vivant s'adapte aux changements de son milieu.

Dans les explications précédentes, la notion d'énergie a été incluse dans les échanges avec le milieu.

Exemples de vivants

Dans la biologie, on s’entend pour distinguer cinq règnes par la taxonomie. Bien que cette façon de classer les vivants ait beaucoup évolué avec le temps, on arrive aujourd’hui à reconnaître l’existence des monères, des protistes, des champignons, des végétaux et des animaux. Ainsi, selon cette classification et parce que ces organismes possèdent toutes les caractéristiques du vivant, les exemples ci-dessous représentent tous des vivants.

Végétaux


Forêt du parc Vosges du Nord
Champignons
Champignons

Animaux


Pygargue à tête blanche

Monères


E. coli
Protistes
Paramécie
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Exemples de non-vivants

Les non-vivants retrouvés dans la nature appartiennent principalement à l’un des quatre groupes suivants : l’air, l’eau, la lumière et le sol. Or, tout ce qui entoure les vivants dans un milieu de vie constitue les non-vivants. La matière première et les matériaux sont à la base de la fabrication de beaucoup d’objets autour de nous : les voitures, le plastique, etc. Ces derniers constituent d’autres exemples de non-vivants. Tous ces non-vivants ne possèdent pas les caractéristiques propres aux vivants.

Les virus sont souvent considérés comme des non-vivants. En fait, bien qu'un virus possède son propre matériel génétique, il doit utiliser la machinerie cellulaire de son hôte pour pouvoir le répliquer. Ainsi, il ne possède pas la capacité de se reproduire seul. De plus, il n’est pas constitué d’une cellule. Le débat reste donc ouvert à savoir si les virus sont des vivants ou des non-vivants.

 

L’air
(le vent, les gaz)


Tornade
La lumière
Arc-en-ciel

L’eau
(la neige, la pluie, les lacs, les rivières, les fleuves, les nappes d’eau souterraines)


Baie

Le sol et le sous-sol
(les roches, la terre, les minéraux, les minerais, la matière première, etc.)


Rocher
Les vidéos
Les exercices

La cellule animale et la cellule végétale

Les références