1.1: Qu'est-ce que la Biologie?
Aperçu
La biologie est la science naturelle qui se concentre sur l’étude de la vie et des organismes vivants, y compris leur structure, leur fonction, leur développement, leurs interactions, leur évolution, leur distribution et leur taxonomie. La portée du domaine est étendue et est divisée en plusieurs disciplines spécialisées, telles que l’anatomie, la physiologie, l’éthologie, la génétique, et bien d’autres.
Tous les êtres vivants partagent quelques traits clés : l’organisation cellulaire, le matériel génétique héréditaire et la capacité d’adaptation/évolution, le métabolisme pour réguler les besoins énergétiques, la capacité d’interagir avec l’environnement, de maintenir l’homéostasie, de se reproduire et la capacité de croître et de changer.
La complexité de la vie
Malgré sa complexité, la vie est organisée et structurée. La théorie cellulaire en biologie indique que tous les organismes vivants sont composés d’une ou de plusieurs cellules. La cellule est l’unité de base de la vie, et toutes les cellules proviennent de cellules précédemment existantes. Même les organismes unicellulaires, comme les bactéries, ont des structures qui leur permettent d’effectuer des fonctions essentielles, telles que l’interaction avec l’environnement et effectuer des réactions chimiques qui maintiennent la vie, ou le métabolisme. Dans les organismes multicellulaires, les cellules travaillent ensemble pour former des tissus, des organes, des systèmes d’organes, et enfin, des organismes entiers. Cette organisation hiérarchique peut s’étendre davantage aux populations, aux communautés, aux écosystèmes et à la biosphère.
Génétique et adaptation
Le matériel génétique d’un organisme, les « plans » biologiques codés dans son ADN, est transmis à sa progéniture. Au cours de plusieurs générations, le matériel génétique est façonné par l’environnement biotique (vivant) et abiotique (non vivant). Ce processus est appelé adaptation. Les descendants de parents bien adaptés ont une forte probabilité de survivre dans des conditions semblables à celles dans lesquelles leurs parents vivaient.
Le processus dans lequel les traits hérités augmentent la survie et la reproduction est appelé sélection naturelle. La sélection naturelle est le mécanisme central de l’évolution. Par exemple, certains rats kangourous vivent dans des zones chaudes et sèches avec peu de précipitations. Pour éviter la chaleur boursouflante et conserver l’eau, ils creusent dans le sol où il est plus frais et abaissent leur taux métabolique pour ralentir l’évaporation. De cette façon, la génétique du rat kangourou, encodant ce comportement et transmis à travers les générations, permet à l’animal de survivre dans des conditions environnementales aussi extrêmes.
Interactions environnementales
Les organismes doivent également être en mesure d’interagir avec succès avec leur environnement. Cela inclut la possibilité de naviguer dans le monde qui les entoure à la recherche de ressources ou de partenaires potentiels, mais comprend également la régulation de leurs environnements internes. L’homéostasie est la capacité d’un organisme à maintenir des conditions internes stables. Par exemple, les humains maintiennent une température corporelle constante. S’ils ont froid, ils frissonnent; s’ils sont trop chauds, ils commencent à transpirer. Les êtres vivants maintiennent également le métabolisme , les processus chimiques qui régulent les besoins énergétiques. Par exemple, les plantes transforment la lumière du soleil en sucre et stockent l’énergie chimique dans l’adénosine triphosphate.
Construire vers le haut à partir de principes de base
Bien que « Qu’est-ce que la biologie ? » et « Qu’est-ce que la vie » peuvent sembler des questions de base, elles sont importantes à comprendre et sont des conditions préalables pour poser des questions plus compliquées. Par exemple, sans comprendre les principes de base de la vie, comme la façon dont les cellules se divisent et se reproduisent, il serait difficile d’étudier ce qui cause le cancer. Ces connaissances permettent également aux scientifiques de développer les outils et les méthodes nécessaires pour étudier les processus biologiques.
