Bonsoir, j'aimerais comprendre comment on peut passer de la vision de la matière du physicien (atomes, électrons, molécules, voire plus petit) à la vision du biologiste/généticien (ADN, cellules, chromosomes...). Est-ce que le vivant a une spécificité qui le différencie à coup sûr de la matière inerte ou morte ? Peut-on trouver l'arrangement des atomes qui constituent les êtres vivants ?
Merci !
Je ne suis pas biologiste --- donc à compléter avec des explications plus savantes --- mais c'est l'utilisation de certains éléments comme le carbone qui distingue le vivant du non vivant entre physiciens et biologistes.
Le Biologiste lui définit le vivant à partir de la construction "cellule" et tout ce qui se passe.
Cyrille
Merci de ta réponse ; je pense que tu as raison mais qu'il faut préciser car le diamant ou le graphène sont des éléments inertes qui sont constitués de carbone. Il y a sûrement une structure particulière pour le vivant également.
Un prof nous avait expliqué que la différence entre les deux est l'équilibre.
Pour être vivant une cellule doit perpétuellement maintenir des états de non-équilibre (ions, métabolites, nutriments, déchets). Une matière inerte pourra rester à l'équilibre.
Néanmoins la composition en atome de chaque molécule sera la même.
C'est intéressant comme explication. Mais tu sais comment les cellules parviennent à agir par elles-mêmes pour maintenir ce déséquilibre permanent et également pourquoi elles meurent au bout d'un moment (et comment elles se recréent) ?
En fait, ma question initiale n'a toujours pas de réponse claire car j'ai du mal à faire le lien entre les atomes et l'ADN par exemple ou même les cellules.
Bonsoir,Envoyé par DarK MaLaK
En première approximation, considère que cela n'a aucun rapport.
Salut mariposa, qu'est-ce que tu veux dire ? Les atomes ne forment-ils pas toute la matière ? donc aussi la matière vivante ? Comme je ne connais que les réseaux cristallins, je voulais voir comment ça marche pour le vivant, ou au moins en avoir une explication sommaire car j'imagine que c'est assez compliqué.
Hello,
Je n'ai aucune idée de ton niveau en biologie, donc pardon si je réponds à côté: oui, on peut les trouver, et on connait la structure de l'ADN, des membranes des cellules, des protéines, etc etc, qui sont tous constitués d'atomes, le carbone constituant souvent le "squelette" des molécules organiques.
Un peu de recherche (genre wikipedia) te permettra d'en savoir plus sur leurs structures.
Pour réponde d'une façon très générale, les cellules arrivent à maintenir des déséquilibres grâce, selon moi, à l'apport d'énergie - chez les animaux, issus des sucres.Mais tu sais comment les cellules parviennent à agir par elles-mêmes pour maintenir ce déséquilibre permanent et également pourquoi elles meurent au bout d'un moment (et comment elles se recréent) ?
Mon niveau en biologie est quasi-inexistant (je me souviens vaguement de la mitose et de la double hélice de l'ADN...). C'est bien pour cette raison que je pose cette question, car j'ai totalement perdu de vue la vision du biologiste sur la structure de la matière (vivante). Donc pour l'instant, ce que je comprends, c'est que les atomes s'arrangent d'une manière particulière pour former des chaînes (comme des acides aminés ??) dont je ne comprends pas ce qui leur donne leur caractère vivant. Visiblement, les cellules sont capables d'agir, d'absorber des substances pour en produire d'autres, etc.. J'ai l'impression que c'est un monde compliqué et je me demandais comment ça s'agençait au niveau atomique.
En effet, si je fais une comparaison avec un morceau de silicium par exemple, je sais que le silicium va suivre une structure bien définie et uniforme (si on excepte les défauts, impuretés, changements d'orientations...). Bref, cette structure semble macroscopiquement homogène. En revanche, les cellules sont présentes partout mais on obtient une diversité toute autre avec les nombreux organes différents qu'elles peuvent constituer.
C'est donc là mon problème. Comment tant d'organes si variés sont-ils formés au niveau cellulaire, moléculaire, microscopique, nanoscopique, et comment tiennent-ils si bien ensemble ?
Par exemple : comment est formé l'ADN ? si je me souviens bien, il est contenu dans le noyau des cellules et est formé de quatre bases azotées. Mais de quelle manière ces bases sont-elles agencées et pourquoi (si elles étaient agencées d'une autre manière, quelles seraient les conséquences) ? Pourquoi ne voit-on l'ADN que dans certaines transformations (comme la mitose, méiose ??) ? De quelle manière transmet-il le code génétique aux protéines ? Quand se produisent les mitoses (pour soigner des blessures peut-être??) ?
J'ai plus ou moins la réponse à certaines de mes questions mais pas à un niveau global. J'ai des réponses "compartimentées", en considérant les cellules, l'ADN, les protéines... de manière indépendante. Du coup, ça reste très flou pour moi.
"Selon la NASA, est vivant tout système délimité sur le plan spatial par une membrane semi-perméable de sa propre fabrication et capable de s'auto-entretenir, ainsi que de se reproduire en fabriquant ses propres constituants à partir d'énergie et/ou à partir d'éléments extérieurs." (wikipedia)Donc pour l'instant, ce que je comprends, c'est que les atomes s'arrangent d'une manière particulière pour former des chaînes (comme des acides aminés ??) dont je ne comprends pas ce qui leur donne leur caractère vivant.
(la définition est sans doutes discutable, mais je la trouve pas mal)
Ce qui leur donne leur caractère "vivant" n'est pas leur structure moléculaire, mais leur appartenance à un système répondant aux conditions citées ci-dessus. En fait on ne peut pas dire d'une protéine qu'elle est "vivante", on dit qu'elle est organique car elle est utilisée et a été créée par des êtres vivants. (en tout cas c'est mon interprétation).
De ce point de vue, l'ADN, les protéines et les membranes peuvent êtres vus comme des "outils" permettant aux êtres vivants de se reproduire et de s'auto-entretenir, mais peut-être que dans d'autres conditions d'évolution les outils développés auraient été différents.
Pour tes autres questions, je pense que tu pourras trouver beaucoup de tes réponses en recherchant un peu des infos dans des bouquins ou sur le net...
Ok merci pour la définition. Si tu as un livre à me proposer, n'hésite pas.
Pour répondre à tes nombreuses questions, tu peux peut-être commencer par wikipédia, en gardant à l'esprit que "ça vaut ce que ça vaut" ? ^^
http://fr.wikipedia.org/wiki/ADN
http://fr.wikipedia.org/wiki/Chromosome
http://fr.wikipedia.org/wiki/Mitose
http://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_cellulaire
Ca aussi peut-être :
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Mitose/index.htm
http://www.snv.jussieu.fr/vie/docume...eadn/index.htm
En bouquins (si tu as accès à une BU, les deux premiers sont pas donnés)
* Biologie, Cambell, editions De Boeck. Un bouquin très généraliste, qui reprend donc toutes les bases et qui est accessible pour quelqu'un qui ne connaît pas la biologie.
* Biologie moléculaire de la cellule, porté uniquement sur la biologie moléculaire
* Les acides nucléiques. M. Boccara et M.Verdière-Sahuqué (1998). Diderot éditeur
Dans un premier temps je constate que tu as un gros problème d'échelle, tu compares des choses incomparables. Tu parle d'un arrangement d'atome dans l'espace (silicium) que tu compare à la structure d'une cellule (constituée de milliards de molécules elles même constituées d'atomes).
Que ce soit dans une cellule ou ailleurs des atomes s'arrangeront toujours ensemble selon une structure définie (en fonction des conditions). Ces atomes peuvent former des molécules qui elles même vont s'associer entre-elles et pourront former des structures plus complexes comme des membranes plasmiques ou autre.
Merci à tous, je devrais pouvoir me débrouiller avec tout ça.
Très intéressante question. Et à mon sens elle n'est toujours pas résolu, ni dans ce topic, ni en général par qui que ce soit. On tente d'en donner des éléments de réponses au fil du temps, mais ces éléments sont en perpétuels évolution au fur et à mesure de l'évolution de ces sciences.
Et effectivement, si on remonte aux siècles passés, la différence entre la physique et la biologie (ou science naturelle) a toujours été relativement claire. Si l'on prend la première ligne de Wikipédia définissant la Physique :
"La physique est une science exacte de la nature. Elle correspond à l'étude du monde extérieur et des lois de son évolution. La modélisation des systèmes laisse de côté les caractères spéciaux aux êtres vivants."
Donc traditionnellement, on exclue la Biologie de la Physique, car les êtres vivants agissent de manière beaucoup trop étrange pour qu'on puisse y appliquer des règles strictes et absolues. Ainsi la physique de Descartes par exemple cherche à expliquer la nature, le tout, par des formules mathématiques. Et ça marche. Mais plus la physique évolue et plus et plus l'approche "formule brute" devient difficile. Il faut de nouvelles approches, des approches statistiques, des approches chaotiques. On ne cherche plus à prédire exactement, mais à connaitre des tendances.
La biologie quant à elle à fait l'inverse. Elle est partie d'un concept assez concret, un animal, une plante, quelque chose qui bouge, agit, répond, se reproduit, comporte des similitudes avec nous même, les humains. Au début on le décrit simplement, couleur, comportement, aspect, forme. On essaye d'en tirer une logique, une classification de ces êtres à part, dits "vivants".
Puis on descend d'un niveau, on s'aperçoit que souvent les animaux possèdent des poches dont la fonction est similaire d'un animal à un autre, les organes. Avec les progrès techniques, notamment venant de la physique, on peut descendre encore d'un niveau, on s'aperçoit que ces êtres possèdent des unités répétés similaires entre chaque être vivant, des cellules. Et on remarque que le plus petit élement qui présente les caractéristiques du vivant définis arbitrairement (la capacité à s'auto-entretenir et à se reproduire), est une cellule, la bactérie entre autre.
Ainsi la Biologie a trouvé son unité, la cellule.
Mais plus ça va et plus la physique permet le progrès technique et permet aux biologistes de voir ce qui se cache au niveau en dessous de cette cellule. On découvre les protéines, l'ADN, et autres molécules utilisées par ces cellules. On s'aperçoit que ces molécules ne sont pas différentes des autres molécules définis par la physique et la chimie.
Elles ont juste une composition particulière, répétée, centrée autour de l'atome de Carbone. La chimie organique est née. Maintenant on sait que ces molécules "organiques" trouvent leur application au delà du vivant, mais ainsi est-elle née.
Le lien entre la Biologie et la Physique est apparemment fait. En effet, il est fait au niveau matériel, oui les deux sciences utilises les mêmes bases, molécules, atomes, protons, électrons,... Mais il ne l'est pas au niveau conceptuel. Alors que la physique utilise ces unités pour établir des règles, prédire des comportements de la nature, la Biologie ne fait que constater que ses objets à elle (des protéines, de l'ADN, un noyau, une cellule) sont des molécules, sont faits d'atomes, électrons etc... Ces faits lui permettent d'expliquer certains comportements cellulaires et a fortiori certains comportements d'organismes, telles que la polarité des membranes cellulaires, les transports de molécules, la mobilité des bactéries par leur flagelle, etc... Mais elle ne parvient pas à prédire un comportement stricte, à établir des règles de bases, qui lui permettrait en les appliquant de comprendre le vivant, ou même un processus biologique valable chez tout être vivant quelque soit l'espèce.
Parmi les seules règles valables de la biologie actuelle se trouve le principe d'hérédité et le principe de l'évolution. Mais ils restent des principes généraux, on trouvera toujours une exception qui confirme la règle. Et plus la biologie avance, et on plus on trouve des cas "exceptionnels", comme par exemple récemment des bactéries utilisant de l'arsenic à la place du phosphate dans leur métabolisme. Tout de suite les médias se sont acclamés "Une nouvelle forme de vie!". N'importe quoi, il y a des tas d'exemples de bactéries extrêmophiles dont le métabolisme diffère énormément du métabolisme le plus courant sur Terre.
Bref, comme il a été dit précédemment, si l'on se situe à l'échelle de la molécule, rien ne différencie la physique de la biologie. C'est dans le but, dans l'approche, dans la chose que cherche à expliquer le scientifique que les sciences différent. Le physicien cherche à expliquer un mécanisme. Il cherche une règle. Le biologiste cherche à expliquer un concept propre au vivant, le "comportement", comportement qu'il a observé, un comportement animal (la reproduction,...), un comportement d'un organe (la pulsation cardiaque, la respiration,...), un comportement cellulaire (la méiose, la migration cellulaire,...), un comportement moléculaire (la réplication de l'ADN, ...), mais tout ça dans un contexte particulier, pour une espèce, pour un organisme particulier, pour une lignée cellulaire particulière. Et il va sûrement trouver un fait, telle molécule agit sur telle autre dans tel contexte, qu'il va publier dans un journal. Mais ce fait ne sera sûrement pas valable chez un autre organisme ou dans d'autres conditions expérimentales. Donc aucune règle ne sera déduite. Beaucoup trop de paramètres entrent en jeu en Biologie pour se le permettre. Les capacités techniques actuelles (les ordinateurs) ne nous permettent pas de tels calculs.
Mes les deux sciences tendent à se rapproche. Le physicien s'est heurté à ce genre de problème, avec la météo par exemple, la sensibilité aux conditions initiales nous empêche de prédire la météo à plus de quelques jours. Il lui faut une nouvelle approche.
La biologie veut expliquer le comportement d'une cellule à partir de formules mathématiques, veut des règles valables pour tout être vivant, ou connaitre l'état précis d'une cellule pour lequel toutes ses formules marcheront, prédire le comportement d'une cellule.
D'où les collaborations entre physiciens et biologistes, les nouvelles dénominations de Biophysiciens, Biomathématiciens,...
Ces dénominations permettent à la Biologie de profiter de la Physique et des Mathématiques. La Biologie profite aux mathématiciens et aux Physiciens, en élaborant de nouveaux algorithmes par exemple (algorithmes des fourmis,...) ou de nouvelles méthodes de régression comme les réseaux de neurones, pour résoudre des problèmes complexes. On aura bientôt (quelques 100aines d'années ?) des ordinateurs utilisant le vivant, utilisant des cellules vivants pour paralléliser les calculs. Et elle permet aux mathématiciens de trouver une application à toutes les formules abstraites qu'ils trouvent.
Bientôt ces sciences Physique et Biologie n'auront pour différence que leur nom et cette différence ne se verra que lors des études. On ne peut pas tout étudier, donc on aura peut-être une approche lors de ses études plus orientée physique ou plus orientée biologie, mais au final on finira par étudier la même chose, le monde. Car personnellement je pense que la limite que l'on place entre Vivant et Matière apparemment Inerte est de plus en plus fine. On peut parler de Virus, Prion, de la Symbiose, deux êtres se nécessitant l'un l'autre sont ils vivants? Dans la mesure où seuls ils ne pourraient pas survivre, ni se reproduire.
