Biologie
Les sciences ayant pour objet l’étude des organismes vivants relevaient autrefois du vaste domaine des « sciences naturelles ». Le terme «biologie » a été introduit simultanément en France et en Allemagne par Lamarck et Treviranus, séparant la description des êtres vivants de l’étude des mécanismes de la vie.
A l’origine, il paraissait relativement simple de délimiter les frontières du règne animal, domaine de la zoologie, par rapport au règne végétal, étudié par la botanique, et au règne minéral couvert par la géologie. On a longtemps considéré que le phénomène de croissance était une caractéristique fondamentale de la vie. Or, le développement de la chimie a fait apparaître qu’il n’en était rien. En effet, un cristal immergé dans une solution d’une substance identique à la sienne s’accroît selon des lois précises. Des études approfondies ont prouvé que cette augmentation de volume, rappelant celle des animaux et des plantes, ne survient pas de la même manière.
Le cristal s’accroît grâce à l’apposition de molécules identiques à celles dont il est composé. L’être vivant, en revanche, se développe en assimilant des matières totalement différentes de lui-même et se débarrasse des déchets qui n’entrent pas dans la composition de sa substance propre. Tout corps susceptible d’obtenir par synthèse une matière identique à la sienne est donc un être vivant. De même, on avait séparé les végétaux des animaux en se fondant sur l’insensibilité et l’immobilité des premiers. Il est maintenant reconnu que les deux règnes possèdent en commun la classe des flagellés, mais se distinguent par la structure de leurs cellules. Outre la répartition ou classification des êtres vivants, la biologie étudie leur organisation, leur constitution chimique, leur fonctionnement, leur capacité de reproduction et les problèmes fondamentaux de la vie organique dans l’étude détaillée du fonctionnement cellulaire. Elle va de la zoologie et de l’anatomie à la cytologie.
Si la biologie en tant que science n’est vieille que de trois siècles, l’observation et l’étude des animaux, des végétaux et de l’homme remontent à l’origine des temps. On peut distinguer quatre grandes périodes dans son histoire.
Pendant la période primitive, l’homme a accumulé sans les systématiser des connaissances biologiques par besoin d’assurer sa nourriture et sa sécurité, autant que par curiosité.
Au cours de la période classique, l’homme s’intéresse aux phénomènes naturels en tant que tels et cherche à organiser ses connaissances. Cette phase, essentiellement grecque, est marquée par les découvertes d’Anaximandre (600 av. J.-C.), qui, le premier, avance la théorie de l’évolutionnisme, d’Hippocrate, « père de la médecine »(460-377 av. J.-C.), que compléteront celles de Galien (IIe apr. J.-C.). Aristote (384-322 av J.-C.), puis Théophraste (372-287 av. J.-C.) établissent une classification des animaux et des plantes dont les critères demeurent valables. Durant tout le Moyen Age, époque qui marque un recul de la science en Europe, la médecine, cultivée dans le monde arabe et en Orient (Avicenne, 98o-1037), ne franchit aucune étape décisive.
La renaissance de la biologie coïncide avec l’extraordinaire développement de toutes les branches du savoir aux XIVe, XVe et XVIe siècles. Des artistes tels que Léonard de Vinci et Michel-Ange rallument la curiosité concernant le corps humain, les organismes vivants. Mais la biologie se limite à la morphologie, à la comparaison des divers êtres. Vésale et Fallope font progresser l’anatomie humaine. Von Gesner, Ardovandri publient des observations de zoologie, A. Cesalpino (1519-1603) classifie les végétaux. Puis, avec Galilée, la méthode expérimentale s’introduit en biologie. On tente d’expliquer les phénomènes physiologiques par des lois mécaniques ou chimiques. Les bases de l’embryologie scientifique sont posées par Fabrizio et W. Harvey, qui découvre également la double circulation du sang, tandis que F. Redifon rétablit les bases de la parasitologie.
La période moderne débute avec l’invention du microscope qui permet à Marcello Malpighi (1628-1694) de réaliser des découvertes fondamentales. Il crée l’anatomie microscopique, reconnaît l’existence des cellules pyramidales du cerveau, des glomérules du rein et des corps folliculaires de la rate et fait de précieuses observations sur l’anatomie des végétaux. Le Hollandais Van Leeuwenhoek (1632-1723) étudie le spermatozoïde, l’Anglais Robert Hooke (i635-r7o3), la structure des cellules. Le médecin et naturaliste suédois Linné (1707-1778), créateur de la notion d’ « espèce », établit une classification des animaux et des végétaux. L’Italien Lazzaro Spallanzani (1729-1799) prouve qu’il n’existe pas de génération spontanée et pratique chez des batraciens les premières inséminations artificielles. Buffon (1707-1788), dans son Histoire naturelle, note de multiples observations sur les minéraux et les animaux. Réaumur (1683-1757) étudie les insectes et les oiseaux. Lavoisier (1743-1794) oriente certaines de ses recherches vers les phénomènes de combustion dans l’organisme. Au XIXe siècle, les immenses progrès réalisés en physique et en chimie permettent à la biologie de multiplier ses conquêtes et d’unifier son domaine en énonçant des lois de plus en plus générales. Lamarck (17441829) formule la première théorie de l’évolution des êtres vivants. Avec son ouvrage De l’origine des espèces par voie de sélection naturelle, l’Anglais Darwin (1809-1882) donne à cette thèse son essor définitif. A la même époque, l’Allemand Friedrich Wôhler (1800-1882) franchit une étape capitale dans le domaine de la biochimie en réalisant la synthèse de l’urée. Les Allemands Mathias Jacob Schleiden (18o4-1881) et Theodor Schwann (1810-1882) formulent leur théorie cellulaire : la cellule est l’élément fondamental de tout organisme vivant. Le Français Pasteur (1822-1895) fait réaliser à la biologie un bond en avant lorsqu’il prouve le rôle pathogène des microbes. Claude Bernard (1813-1878) exerce une influence d’importance égale dans le domaine de la physiologie en considérant la vie comme un ensemble de phénomènes physico-chimiques communs au règne animal et au règne végétal. Cette période est celle des grandes découvertes cytologiques: la structure du protoplasme, la nucléine, la reproduction par mitose (caryocinèse) et la méiose. Elle voit se développer la bactériologie, l’immunologie, la biochimie. A la même époque, un moine autrichien, Mendel (1822-1884), fonde la génétique. En croisant diverses races de pois, il dégage les lois de l’hérédité chez les végétaux et les animaux. Enfin, le Hollandais De Vries (1848-1935) fonde la théorie des mutations.
Grâce à de nouvelles méthodes de travail, la biologie est maintenant étudiée sous des aspects très divers allant de la microbiologie à l’écologie. Le rôle prépondérant de la biochimie a été reconnu, et les recherches portent principalement sur les virus et les ultrastructures de la substance organique. Une nouvelle discipline de la biologie créée par l’Allemand Haeckel (1834-1919), l’écologie, se fonde sur l’importance des rapports existant entre les êtres vivants et leur milieu. En approfondissant des idées antérieures, de nombreuses découvertes sont réalisées, dans le domaine de la génétique en particulier. Un Américain, Landsteiner (1868-1943), découvre que les hommes appartiennent à des groupes sanguins différents. Un autre, T. H. Morgan, établit que les caractères héréditaires sont portés par les gènes. Un savant russe, I.P. Pavlov (1843-1936), s’illustre par des travaux sur le système nerveux. H. Muller prouve que les rayons X peuvent déterminer artificiellement des mutations (transformations fondamentales des gènes). Beadle et Tatum précisent le mode d’action des gènes avec la théorie : « un gène – une enzyme » (1941). Crick et Watson étudient la structure de l’A.D.N.(1953). Lwoff, Monod et Jacob montrent le processus d’utilisation de l’information génétique portée par l’A.D.N.
La biologie ou l’étude des sciences de la vie. Elle englobe l’étude des animaux ou zoologie, celle des végétaux ou botanique et celle des microbes (microbiologie-virologie-bactériologie), qui se situent à la limite du règne animal et du règne végétal (les virus visibles au microscope électronique n’ayant pas d’organisation cellulaire). Chacune des sciences comprend : a) la morphologie, étude de l’apparence, de la structure des êtres vivants ; b) la physiologie qui étudie le fonctionnement de leurs mécanismes vitaux ; c) la pathologie, science des maladies. On a coutume de grouper les sciences biologiques et morphologiques, l’anatomie comparée, la cytologie (étude de la cellule), l’histologie (étude des tissus), l’embryologie et la génétique. Au nombre des sciences physiologiques, on compte l’écologie, l’éthologie (étude des mSurs des animaux), la biochimie, la biophysique, l’immunologie.
La pathologie comprend la parasitologie, la bactériologie et la tératologie (étude des monstres). La biologie humaine couvre toutes les sciences médicales spécialisées dans l’étude d’un secteur déterminé du corps humain : neurologie (système nerveux), stomatologie (bouche), ophtalmologie (Sil), ou d’une de ses affections : rhumatologie, etc. Elle englobe également l’anatomie, la sociologie, l’anthropologie, l’anthropométrie et l’eugénique (étude des conditions favorisant le développement de l’espèce humaine). Les sciences biologiques comprennent de nombreuses disciplines appliquées telles que l’agronomie, la sylviculture, l’algologie, la pisciculture, etc…