Les Êtres Vivants: Organisation, Nutrition et Fonctions

1. Les Êtres Vivants et la Théorie Cellulaire

Les êtres vivants sont formés d'unités appelées cellules. Les cellules sont les unités de base de la vie, fonctionnant comme des entités autonomes qui communiquent entre elles. Un organisme peut être composé d'une seule cellule (organismes unicellulaires comme les bactéries ou les protozoaires) ou de plusieurs cellules (organismes pluricellulaires comme les animaux et les plantes).

Chaque cellule effectue les fonctions essentielles de la vie : relation avec l'environnement, nutrition et reproduction. Cependant, dans un organisme multicellulaire, les cellules peuvent se spécialiser et remplir des fonctions différentes. Un groupe de cellules spécialisées qui remplissent une même fonction est appelé un tissu.

Les conclusions des chercheurs sur les cellules peuvent être résumées dans ce que l'on appelle la théorie cellulaire :

• La cellule est l'unité anatomique et fonctionnelle des êtres vivants.
• Toutes les cellules proviennent de la division d'une autre cellule préexistante.
• La cellule est l'élément qui se répète dans un corps, elle est donc l'unité morphologique ou anatomique.
• La cellule est l'unité de fonction, car elle a une certaine autonomie.
• La cellule est l'unité génétique, car chaque cellule contient une copie de l'acide désoxyribonucléique (ADN) qui est unique et caractéristique de chaque organisme.

Types de Cellules : Procaryotes et Eucaryotes

Il existe deux types de cellules : les procaryotes et les eucaryotes. Elles ont toutes en commun :

• La membrane plasmique : une enveloppe qui entoure les cellules et permet les échanges avec l'environnement. Certaines cellules ont une paroi cellulaire qui entoure la membrane plasmique et fournit un soutien et une protection.
• Le cytoplasme : un fluide où se trouvent une série de structures, dont les organites cellulaires, tels que :
  • Les mitochondries : produisent de l'énergie.
  • Les chloroplastes : produisent des molécules organiques par le processus de la photosynthèse (présents uniquement dans les cellules végétales).
  • L'appareil de Golgi : impliqué dans la sécrétion cellulaire.
  • Le réticulum endoplasmique : synthétise des substances.
  • Le centrosome : chargé d'organiser la division cellulaire.
  • Les ribosomes : produisent des protéines (les seuls organites présents dans les cellules procaryotes).
  • Les lysosomes : digèrent les substances nutritives.
  • Les vacuoles : stockent différentes substances.
  • Les cils et les flagelles : permettent à la cellule de se déplacer ou de déplacer l'environnement.

Les cellules eucaryotes ont également un cytosquelette, composé d'une série de filaments et de tubules qui soutiennent et donnent forme à l'intérieur de la cellule.

Le matériel génétique est constitué d'une ou plusieurs molécules d'ADN contenant l'information génétique qui caractérise l'organisme. Les cellules procaryotes sont petites et simples, avec le matériel génétique dispersé dans le cytoplasme. Les cellules eucaryotes sont plus grandes et plus complexes, avec le matériel génétique contenu dans une structure appelée le noyau, séparé du cytoplasme par une membrane appelée membrane nucléaire.

Les cellules eucaryotes peuvent être :

• Cellules animales : caractéristiques des protozoaires et des animaux.
• Cellules végétales : présentes chez les algues et les plantes.

2. La Fonction de Nutrition

La nutrition est le processus par lequel les êtres vivants incorporent des nutriments pour obtenir de l'énergie et de la matière afin de croître, de se maintenir en vie et de se reproduire. Ce processus se fait à travers une série de réactions chimiques. Cet ensemble de réactions chimiques est appelé le métabolisme.

Le métabolisme est divisé en deux phases :

• Le catabolisme : qui obtient de l'énergie pour effectuer le travail cellulaire.
• L'anabolisme : la synthèse ou la formation de molécules qui constituent la structure ou remplissent les fonctions de la vie.

Les nutriments sont incorporés dans le corps par différents mécanismes, tels que :

• Directement à travers la membrane ou la paroi cellulaire chez les algues, les bactéries et les protozoaires.
• Par les racines ou les feuilles chez les plantes.
• Par un tube digestif chez certains animaux.

Les organismes se débarrassent des déchets par la défécation ou l'excrétion.

Types de Nutrition : Autotrophes et Hétérotrophes

Les organismes peuvent être autotrophes ou hétérotrophes :

• Autotrophes : utilisent des nutriments inorganiques, des molécules ne contenant pas d'énergie. Les organismes autotrophes doivent intégrer l'énergie du soleil, comme les plantes et les algues.
• Hétérotrophes : utilisent des nutriments organiques, des molécules riches en énergie. Ils doivent digérer les aliments pour extraire l'énergie des liaisons chimiques des molécules organiques. Exemples : animaux, protozoaires, champignons.

3. La Nutrition des Plantes

Par les racines, les plantes absorbent l'eau et les sels minéraux nécessaires à leur nutrition. Le dioxyde de carbone est absorbé par les feuilles. L'eau et les sels minéraux sont transportés vers les parties vertes de la plante par les vaisseaux du xylème, constituant la sève brute. Certaines plantes n'ont pas de vaisseaux conducteurs et absorbent les nutriments directement à travers toute leur structure. Le dioxyde de carbone est absorbé par les stomates. Les molécules organiques produites par la photosynthèse sont transportées par les vaisseaux du phloème, constituant la sève élaborée.

La Photosynthèse

La photosynthèse a lieu dans les chloroplastes, des organites caractéristiques des cellules végétales. À l'intérieur des chloroplastes se trouve la chlorophylle, qui donne la couleur verte aux plantes et capture la lumière solaire. La photosynthèse est le processus par lequel les organismes autotrophes synthétisent des molécules organiques riches en énergie (glucose) à partir de substances inorganiques, en utilisant l'énergie lumineuse du soleil. Durant ce processus, de l'oxygène est libéré.

L'importance de la photosynthèse

Il y a environ 2,8 milliards d'années, les cyanobactéries ont commencé à produire de l'oxygène par photosynthèse, ce qui a progressivement modifié l'atmosphère terrestre.

La Nutrition des Animaux

Les animaux sont hétérotrophes et consomment des aliments pour obtenir des nutriments. Ils possèdent différents systèmes pour digérer les aliments, extraire les nutriments et les transporter vers les cellules :

• Système digestif : digère les aliments pour extraire les nutriments et les transporter vers le système circulatoire.
• Système circulatoire : transporte les nutriments et l'oxygène vers les cellules et les déchets vers les organes excréteurs.
• Système respiratoire : absorbe l'oxygène nécessaire aux cellules et expulse le dioxyde de carbone.
• Système excréteur : élimine les déchets et concentre l'urine.

L'ingestion des aliments

Les animaux ont développé différents dispositifs pour l'ingestion des aliments :

• Mollusques gastéropodes : possèdent une radula dans la bouche, une sorte de langue avec des dents.
• Insectes : après la bouche, ils ont un œsophage, des glandes salivaires et un jabot où la nourriture est stockée.
• Arachnides : possèdent des chélicères, des appendices pour saisir les proies et injecter du venin. Certains arachnides, comme les araignées, ont des glandes venimeuses.