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    • La cellule : dénominateur commun du vivant

      Publié à 15 h 46 min par Antoine Bocheux, le janvier 18, 2026

      Le vivant est d’une diversité foisonnante. Quels points communs peut-on trouver entre une minuscule bactérie, un arbre et un être humain ? Les différences sautent aux yeux. La bactérie est complètement invisible, l’arbre est fixe et l’être humain bouge. Si l’on oublie nos sens et que l’on adopte un point de vue scientifique il existe pourtant un lien de parenté entre notre bactérie, notre arbre et notre être humain. Ce sont des cousins très éloignés que des centaines de millions d’années d’évolution séparent. En dépit des apparences, ils ont tous un ancêtre commun. Et ils sont tous les trois constitués de cellules. Une simple cellule sans noyau pour la bactérie. Des milliards de cellules avec des noyaux pour l’arbre et l’être humain.

      La vie n’est pas simple à définir, aucune définition ne donne complètement satisfaction. Mais en observant son histoire en plan large, la cellule est un fil rouge, un dénominateur commun entre toutes les formes de vie ayant existé et existant aujourd’hui. Elles ont évolué et se sont diversifiées au fil du temps. Pourtant, elles ont toutes des séquences d’ADN en commun, ce qui permet aux scientifiques d’arriver à la conclusion qu’elles ont un ancêtre commun.

      Au début, il n’y avait que de minuscules cellules sans noyau pour protéger leur ADN, les bactéries et les archées. On ne sait pas laquelle des deux familles est apparue en premier. C’était probablement il y a 4 milliards d’années dans l’enfance de l’histoire de la terre qui a commencé il y a 4,5 milliards d’années. Beaucoup plus tard, il y a environ 1,5 milliard d’années sont apparus les eucaryotes, des cellules plus grandes, avec un noyau pour protéger leur ADN. Plus tard, il y a environ 600 millions d’années la vie multicellulaire apparaît avec des eucaryotes qui deviendront les champignons, les animaux et les plantes. Les cellules des plantes auront des chloroplastes qui leur permettront de fabriquer du sucre avec du CO2, de l’eau et la lumière du soleil. Celles des animaux auront des parois souples, quand celles des plantes seront rigides. Les animaux auront de multiples organes quand les plantes n’en auront que trois : tiges, racines et feuilles (les fleurs sont des feuilles transformées).

      Tout cela est bien complexe à expliquer. Cela semble pourtant limpide en lisant l’excellent livre de vulgarisation scientifique de Christophe Galfard, la vie à portée de maini. Tout est une question d’échelle. Nous sommes trop gros pour voir la majorité des formes de vie et les scientifiques ont eu besoin de microscopes de plus en plus puissants pour les découvrir et commencer à percer les secrets des cellules. La vie, comme toute la matière, est comme un puzzle géant dont l’unité de base est l’atome. Ces atomes sont assemblés en molécules. Celles des êtres vivants sont organisées sous forme de cellules. Dans ces cellules, se déroulent d’incessantes réactions chimiques au cours desquelles des millions de molécules sont assemblées chaque seconde. Les recettes de ces réactions chimiques sont codées sous formes d’ADN, l’alphabet du vivant.

      Pour nous aider à imaginer l’invisible Christophe Galfard nous propose de voyager par la pensée à l’intérieur d’une des cellules de notre main. Ce voyage serait trop long à décrire. Retenons en ici une métaphore (p 293). « les cellules sont les éléments constitutifs de la vie, ce qui est une découverte plutôt solide et rassurante. Mais plus vous observezcelle-ci, plus vous avez l’impression que les cellules sont le fruit du travail d’un groupe d’elfes ivres et minuscules qui ont décidé, lors d’une nuit épique, pour la blague, de construire des villes miniatures à l’intérieur de bulles liquides remplies de gel. C’était une bonne blague parce que ces villes qu’ils avaient en tête étaient, bien sûr faites de telle manière qu’elles devaient en permanence se reconstruire à partir de rien avec des matériaux constamment apportés, filtrés, détruits, recyclés par la cellule elle même. »

      Étrange, invisible. Pourtant notre corps est bien constitué de cellules, leur nombre est estimé à 30 milliards. Une activité incessante se déroule en permanence à l’intérieur de chacune d’entre elles. Autant d’éléments dont nous sommes constitués dont nous n’aurions pas conscience sans les découvertes de la science ! C’est déjà beaucoup, mais cela n’explique pas tout. D’où vient notre conscience d’être en vie, toutes les formes de vie ont-elles une conscience ? Autant de questions auxquelles la science n’est pas en mesure de répondre.

      iChristophe Galfard, la vie à portée, Albin Michel, 2025, 570 p

      Posté dans Nature | 0 Commentaire | Tagué Biologie, Histoire de la vie
    • Zoom et dézoom : voyage à l’échelle d’une bactérie

      Publié à 20 h 13 min par Antoine Bocheux, le août 7, 2025

      Il existe de nombreux divertissements pour oublier les soucis du quotidien. Le cinéma en est un : souverain. Parfois, avec les films policiers, nous regardons des histoires qui font peur. Pour se dire que nos vies ne sont pas si terribles que ça ? D’autres fois, avec les comédies romantiques, nous rentrons dans un monde idéalisé où tout finit bien. Pour rêver d’une vie meilleure que la nôtre ? Il existe aussi des expériences de pensées plus originalesoù l’on se fait soi même son cinéma dans sa tête. De bonnes occasions d’imaginer ce que nos sens ne peuvent pas voir. Pourquoi pas essayer de changer d’échelle en se mettant dans le peau d’une bactérie ?

      Les bactéries sont partout. Dans nos corps comme dans celui de tous les animaux, dans les plantes, dans les sols, dans les océans et même dans l’air. Elles sont la forme de vie la plus ancienne sur terre. Elles existent depuis au moins 3,5 milliards d’années alors que la vie pluricellulaire n’aurait que 600 millions d’années. Elles sont partout, mais ne pouvons pas les voir directement. Elles sont petites, beaucoup trop petites. Elles ne font qu’environ 1 millième de millimètre. Beaucoup trop lilliputien pour espérer les observer avec une loupe. Pour les voir il reste le microscope électronique. Pas vraiment le genre d’équipement auquel tout un chacun a accès ! Les scientifiques qui ont pu les observer par ce biais nous apprennent que leurs formes sont variées : sphériques, ovales, bâtonnets, filaments … Tout cela reste encore bien abstrait. 1 millième de millimètre c’est tellement petit ! Nous sommes trop gros pour faire de la biologie.

      Alors lançons nous dans notre expérience de pensée. Agrandissons suffisamment nos bactéries pour pouvoir les observer sans loupe et les saisir. Imaginons que leur taille est multipliée par mille. Elles font maintenant un millimètre de haut. Un millimètre c’est encore minuscule mais avec une pince nous pouvons maintenant espérer les manipuler. En étant patient nous pourrions essayer de les empiler pour construire une tour. Imaginons que cette tour fait mille fois la taille d’un être humain de 180 centimètres. Notre tour est un gratte ciel qui culmine à 180 mètres de hauts. Il faudrait beaucoup de petits briques d’un millimètres pour la construire ! Des milliards et des milliards de briques. On comprend mieux pourquoi un corps humain est assez grand pour abriter des dizaines de milliards de bactérie. Le Muséum d’Histoire Naturelle estime que le corps d’un être humain de 20 à 30 de ans mesurant 1,70 mètres abriterait 38 milliards de bactériesi. C’est vraiment beaucoup. Pour donner un ordre de grandeur, la terre est peuplée de « seulement » 8,14 milliards d’habitants en 2025.

      Poursuivons notre expérience de pensée en imaginant maintenant que nous sommes une bactérie de 180 centimètres de haut au pied d’un être humain. Pour respecter les ordres de grandeurs, agrandissons notre être humain géant dans les mêmes proportions que la bactérie pour passer de passer de 1 millième de millimètre à 180 centimètres ? Quelle hauteur ferait cet être humain ? Il serait bien plus haut qu’une grande girafe de 6 mètre de haut c’est sûr. Beaucoup plus haut qu’un gratte ciel de 800 mètre de haut. Il culminerait largement au dessus des 8849 mètre d’altitude de mont Everest. La bonne réponse est 324 kilomètres. Notre géant imaginaire aurait donc les pieds sur terre et la tête dans l’espace. En ordre de grandeur sa taille correspond à peut près à la distance en ligne droite entre Paris et Londres (344 kilomètres) ou la distance entre la terre et la station spatiale internationale. Mais ce n’est finalement pas si grand que ça pour abriter 38 milliards de bactéries !

      Il nous faudrait du temps pour explorer ce géant, le chemin de ses pieds à sa tête serait long. Il serait particulièrement embouteillé au niveau du tube digestif qui abrite 90 % des bactéries hébergées dans un corps humain. Comme souvent c’est là où se trouve la nourriture que la vie se concentre.

      Chaque bactérie contient des millions de molécules. Nous pourrions poursuivre notre expérience de pensée en nous mettant à l’échelle d’une molécule. Mais les distances risquent de devenir vraiment vertigineuses !

      ihttps://www.mnhn.fr/fr/le-corps-humain-terrain-de-toute-une-biodiversite

      Posté dans Non classé | 0 Commentaire | Tagué Biologie, Histoire de la vie
    • Entropie, énergie et informations : quand la physique et la biologie rejoignent le quotidien

      Publié à 16 h 33 min par Antoine Bocheux, le juillet 20, 2025

      Les idées se croisent parfois d’une manière surprenante. En ouvrant un livre pour s’évader du quotidien. Juste pour le plaisir de découvrir d’autres mondes que nous ne pouvons pas voir mais dont la science nous fait découvrir l’existence. Elle nous aide à en imaginer les contours. Physique, astrophysique, biologie, géologie … les champs de de la sciences sont vastes et variés. L’historien David Christian a eu la bonne idée de réunir toutes ces disciplines pour nos proposer une histoire de la Terre du big bang à nos jours dans son livre « Origines ; une grande histoire du monde du big bang à nos jours »i. Après avoir lu ses deux premières parties sur le cosmos et la biosphère quelques constantes apparaissent.

      Dans la description qu’il fait du cosmos comme dans celle de la biosphère l’opposition entre l’entropie et l’énergie tient une place importante. L’entropie est la tendance de notre univers en expansion à aller vers le désordre. L’énergie, au contraire permet de fusionner la matière vers des atomes puis des molécules toujours plus complexes. Mais quand l’énergie libre qui permet à cette complexité de se former s’épuise, l’entropie reprend le dessus. C’est l’énergie de la gravitation qui permet à des atomes d’hydrogène et d’hélium qui circulent dans l’univers de se regrouper ce qui les réchauffe. Jusqu’à atteindre 10 000 degrés, température à laquelle se forme une réaction de fusion nucléaire qui transforme l’hydrogène en hélium. Une étoile est née. Quand l’hydrogène s’épuise, d’autre atomes plus lourds (avec plus de protons dans leurs noyaux ) se forment, jusqu’à ce que la température de l’étoile devienne tellement élevée qu’elle explose. Et que ses atomes se dispersent dans l’espace. C’est le retour de l’entropie.

      Sur terre, notre planète formée d’atomes issus de poussière d’étoiles ayant explosées, la source d’énergie directe est fournie par le soleil qui lui permet d’atteindre une température propice à la formation de molécules complexes. En simplifiant à grands traits, ces atomes ont finit par donner la vie sous forme de petites cellules procaryote (environ un millième de millimètre). Une sorte de bain liquide constitué de molécules qui restent groupées grâce à un ensemble de réactions chimiques, leur métabolisme. Elles peuvent se reproduire de façon quasi identique grâce à leur ADN. Pour alimenter leur métabolisme, elle ont besoin d’énergie, le plus souvent fournie directement par les photons du soleil grâce à la photosynthèse. Elles ont également besoin d’informations pour s’adapter à leur environnement. Par exemples, elles peuvent détecter la présence de nutriments, de toxines ou d’autres micro-organismes et ajuster leur comportement en conséquence (comme se déplacer vers une source de nourriture ou éviter des substances nocives). Avoir accès à une source d’énergie et à des informations est donc indispensable aux organismes vivants, même les plus simples, pour rester en vie.

      Revenons à notre échelle et à nos activités quotidiennes. Nous aussi avons besoin d’énergie pour vivre. Nous la recevons sous forme de nourriture, en mangeant d’autres animaux ou des végétaux ayant tiré leur énergie du soleil. De l’énergie il nous en faut pour activer nos muscles, pour ranger notre bureau qui est vite envahi par le désordre si nous n’intervenons pas. La tendance naturelle vers l’entropie sans dépense d’énergie se vérifie ici d’une manière imparable ! Même au repos, il faut manger pour vivre, pour alimenter notre cerveau quand nous lisons ou nous rêvons ou tout simplement pour respirer. L’information nous est également nécessaire, pour vérifier qu’il n’y a pas de voiture avant de traverser de la route ou pour ne pas manger des aliments moisis.

      Mais s’informer c’est aussi une dépense d’énergie. Faible quand il s’agit de regarder si une voiture arrive avant de traverser la route, forte quand il s’agit de choisir une voiture à acheter. Encore plus élevée quand il s’agit de gérer une entreprise : suivre la réglementation, la concurrence, les attentes des clients … les besoins d’informations sont énormes. Ces informations sont pourtant nécessaires pour prendre des décisions les plus éclairées possible. Le web est rempli d’informations utiles, disponibles gratuitement encore faut-il le temps de les identifier et encore du temps pour les analyser. Ce temps nécessite de l’énergie, puisqu’il sollicite nos cerveaux. Qui ont leurs limites alors que le volume d’informations disponibles sur le web ne cesse d’augmenter. L’intelligence artificielle et ses datas center gourmands en énergie peut, dans une certaine mesure, aider dans ces tâches de recherche et de traitement de l’information. Mais elle contribue également à produire plus d’informations de « mauvaises » qualités dont le traitement fait perdre de l’énergie. « Fausses » quand elles sont émises avec l’intention d’induire en erreur. Ou tout simplement sans intérêt quand elles ne font que reformuler presque à l’identique des informations déjà émises, créant une surcharge informationnelle qui sature nos cerveaux. Une intervention humaine reste indispensable pour sélectionner les informations à évaluer en évitant le trop peu ou le trop plein d’information, mais aussi de se disperser en se basant sur des informations hors sujet ou sans valeur ajoutée pour l’analyse.

      Si nous savons que traverser la route sans regarder s’il n’y pas de voiture est dangereux, n’oublions pas aussi que l’excès d’information est également dangereux. S’il fallait deux heures pour analyser les détails de la route avant de traverser il serait difficile d’arriver à l’heure à son rendrez-vous. Et compter les fenêtres sur les maisons de chaque côté de la route ne permettrait pas de savoir si la voie est libre pour traverser. L’information c’est un peu comme la nourriture, notre source d’énergie, il n’en faut ni trop ni trop peu et elle doit correspondre à nos besoins pour prendre les bonnes décisions ! L’énergie de nos cerveaux n’est pas illimitée contrairement à la quantité d’informations disponibles sur le web.

      iDavid Christian,  Origines ; une grande histoire du monde du big bang à nos jours , arpa, 2025, 400 pages

      Posté dans Information | 0 Commentaire | Tagué Astrophysique, Biologie, Histoire de la vie, Informations, Intelligence Artificielle
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