Karim Zahouani, professeur de sciences de la vie et de la Terre
Le propos qui suit ne concerne que les sciences de la vie, à l’exclusion des sciences de la Terre.
L’« hétérogénéité » est une caractéristique incontournable des sciences de la vie. Cette notion peut être déclinée de différentes façons :
– l’hétérogénéité du monde vivant dans sa diversité de formes et d’espèces : la biodiversité ;
– l’hétérogénéité des différents niveaux d’observation ;
– l’hétérogénéité des différentes sciences de la biologie.
Toutes ces approches, éloignées en apparence, découlent les unes des autres.
De tout temps, l’homme a cherché à comprendre, à expliquer son environnement, en prélevant, en classant et en nommant les formes vivantes et non vivantes rencontrées.
En amont de toute recherche scientifique, l’observation et la description introduisent la démarche expérimentale.
Une discipline nouvelle a été inventée, la taxinomie ou systématique qui précise les lois et les règles de la classification des formes vivantes tant animales que végétales. Des biologistes, mais plus particulièrement des botanistes, s’en sont préoccupés car le monde végétal est très vaste et s’il est ardu de reconnaître des animaux en définissant des critères de classification et de mémoriser leur nom, les plantes, et en particulier les plantes médicinales, demandent beaucoup de rigueur et de précision dans la détermination.
Ainsi, le choix des critères de classification pour rendre compte de l’hétérogénéité est toujours prépondérant.
La biodiversité peut être aussi appréciée par le classement des individus en fonction du milieu occupé, de leur position dans la chaîne trophique ou de leur stratégie de reproduction. En voici deux exemples :
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Un animal |
Un végétal |
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L’escargot Helix aspersa « petit gris »
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Le chêne Quercus ilex
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Embranchement |
mollusques |
dicotylédones |
Classe |
gastéropodes |
monochlamydées |
Ordre |
pulmonés |
cupulifères |
Famille |
hélicidés |
fagacées |
Genre |
Helix |
Quercus |
Espèce |
aspersa |
ilex |
À la base de la classification, l’espèce regroupe les êtres vivants qui se ressemblent, qui sont interféconds et dont la descendance est fertile.
Dans ces deux exemples, les critères pris en compte sont très différents et ne rendent compte que d’éléments observables à l’œil nu, c’est-à-dire à un niveau d’étude macroscopique.
Helix aspersa |
Quercus ilex |
– Animal à corps mou.
– Système digestif au-dessus du pied.
– Présence d’un poumon.
– Présence d’une coquille.
– Coquille enroulée en spirale.
– Couleur de la coquille. |
– Plante ayant deux cotylédons opposés.
– Plante ayant une seule enveloppe florale verte ou colorée.
– Plante ayant un involucre écailleux ou foliacé en forme de petite coupe qui enveloppe certains fruits.
– Fleurs mâles en chatons ; fruit unique ovoïde ou oblong non comprimé.
– Écorce rugueuse ne produisant pas de liège. |
Il est à souligner qu’actuellement, les critères de classification ne considèrent plus seulement cette biodiversité des caractères mais prennent également en compte l’histoire évolutive des êtres vivants pour expliquer la structure : on parle alors de phylogénie ou classification phylogénétique du vivant (ce qui n’exclut pas les repères de classification que nous venons de citer).
Cependant, l’extraordinaire diversité des techniques d’observation permet d’appréhender le monde vivant à plusieurs autres niveaux. La microscopie optique (objet grossi 600 fois) et la microscopie électronique (objet grossi au moins 6 000 fois) précisent que l’hétérogénéité, si elle est a priori infinie au niveau macroscopique, l’est beaucoup moins au niveau microscopique.
Tous les êtres vivants animaux et végétaux sont constitués d’une seule et même unité de base : la cellule. L’hétérogénéité n’apparaît que dans la forme, la taille, l’aspect, la dimension de la cellule : une cellule de la cavité buccale humaine par rapport à une paramécie, animal unicellulaire ou à une cellule du parenchyme foliaire d’une plante à fleur.
 Cellules végétales |
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 Paramécies |
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 Cellules buccales |
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Mais si l’on pénètre encore plus avant dans la cellule, on ne découvre plus vraiment d’hétérogénéité, il n’y a qu’homogénéité : homogénéité des organites cellulaires qui concourent au fonctionnement de la machinerie cellulaire, homogénéité des métabolites cellulaires et, dans le noyau, une même et unique macromolécule, la molécule d’ADN, acide désoxyribonucléique, renfermant tous les caractères individuels et spécifiques des êtres vivants. Cette information est le code génétique formé par une séquence de quatre bases azotées, adénine, thymine, cytosine et guanine, qui seront lues trois par trois.
L’hétérogénéité, aux niveaux macroscopique et microscopique, s’explique par les combinaisons possibles d’une lecture d’une séquence de trois molécules dans un alphabet de quatre molécules.
Ainsi l’hétérogénéité des êtres vivants n’existe plus au niveau moléculaire.
Cela permet de comprendre la multiplicité actuelle des différentes sciences de la biologie, laquelle n’est plus une seule science d’un seul niveau mais un ensemble allant, par exemple, de la biochimie (étude des molécules de la vie et de leur fonctionnement) à l’histologie (étude de l’organisation des cellules), à la physiologie (étude du fonctionnement des organismes) ou à la génétique (science de l’hérédité)…
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