Des amibes aux babouins, tous les êtres vivants ont quelques points communs. Cinq thèmes centraux de la biologie distinguent le vivant de l'inanimé. Prenez les virus: ils semblent être vivants, mais de nombreux biologistes ne les considèrent pas comme tels car il leur manque une ou plusieurs de ces caractéristiques unificatrices. Voici les facteurs qui aident à distinguer les vivants des moins vivants.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les cinq thèmes centraux de la biologie sont structure et fonction des cellules, interactions entre organismes, homéostasie, reproduction et génétique, et évolution.
Structure et fonction des cellules
Toutes les formes de vie se composent d'au moins une cellule. Au 17ème siècle, les scientifiques Robert Hooke et Anton von Leeuwenhoek ont observé des cellules et noté leurs caractéristiques au microscope. Ces observations et les suivantes ont conduit à la formation de la théorie cellulaire, affirmant que les cellules constituent toute la vie, effectuent tous les processus biologiques et ne peuvent provenir que d'autres cellules. Toutes les cellules contiennent du matériel génétique et d'autres structures flottant dans une matrice gélatineuse, acquièrent de l'énergie de leur environnement et sont enveloppées d'une protection contre l'environnement extérieur.
Interactions entre les organismes
Les organismes n'existent pas dans le vide. Chaque être vivant s'est adapté de manière unique à un habitat particulier et a développé des relations spécifiques avec d'autres organismes dans la même zone.
Dans les écosystèmes, les plantes utilisent l'énergie lumineuse du soleil pour fabriquer leur propre nourriture, qui devient une source d'énergie pour d'autres organismes qui consomment les plantes. D'autres créatures mangent ces organismes phytophages et reçoivent l'énergie. Lorsque les plantes et les animaux meurent, leur flux d'énergie ne s'arrête pas; au lieu de cela, l'énergie est transférée au sol et dans l'environnement, grâce aux charognards et aux décomposeurs qui décomposent les organismes morts.
Il existe diverses connexions entre les formes de vie. Les prédateurs mangent des proies, les parasites trouvent des nutriments et un abri aux dépens des autres, et certains organismes forment des relations mutuellement bénéfiques les uns avec les autres. En conséquence, les changements affectant une espèce influencent la survie des autres au sein de l'écosystème.
L'homéostasie maintient les êtres vivants en vie
Chez les créatures multicellulaires, tous les systèmes organiques travaillent ensemble pour équilibrer des substances telles que:
- fluides
- ions
- acidité
- des gaz
- déchets
Chaque espèce ne peut tolérer que des conditions environnementales spécifiques dans sa plage de tolérance. En dehors de cette gamme se trouve la zone d'intolérance où tous les membres d'une espèce meurent. Lorsque l'environnement externe change, les individus doivent maintenir un environnement interne constant grâce à une adaptation constante. Sinon, ils périssent.
Reproduction et génétique
Tous les organismes se reproduisent et transmettent des caractéristiques à leur progéniture. Dans la reproduction asexuée, les descendants sont des répliques exactes de leurs parents. Des formes de vie plus complexes penchent vers la reproduction sexuée, qui implique deux individus produisant ensemble une progéniture. Dans ce cas, la progéniture présente les caractéristiques de chaque parent.
Au milieu des années 1800, un moine autrichien nommé Gregor Mendel a mené une série d'expériences célèbres explorant la relation entre la reproduction sexuée et l'hérédité. Mendel s'est rendu compte que des unités appelées gènes déterminaient l'hérédité et pouvaient être transmises des parents à la progéniture.
Évolution et sélection naturelle
Au début des années 1800, le biologiste français Jean Baptiste de Lamarck a émis l'hypothèse que l'utilisation de certaines caractéristiques renforcerait leur existence, et leur non-utilisation les ferait éventuellement disparaître dans les générations. Cela expliquerait comment les serpents ont évolué à partir des lézards lorsque leurs pattes n'étaient pas utilisées, et comment le cou des girafes s'allongeait avec l'étirement, selon Lamarck.
Charles Darwin a construit sa propre théorie de l'évolution appelée sélection naturelle. Après son passage en tant que naturaliste sur le navire HMS Beagle, Darwin a formulé une théorie selon laquelle tous les individus possèdent différences qui leur permettent de survivre dans un environnement particulier, de se reproduire et de transmettre leurs gènes à leurs descendants. Les individus qui s'adaptent mal à leur environnement auraient moins d'opportunités de s'accoupler et de transmettre leurs gènes. Finalement, les gènes des individus les plus forts deviendraient plus importants dans les populations suivantes. La théorie de Darwin est devenue la théorie de l'évolution la plus acceptée.
