10 premières révolutionnaires en biologie

Il est facile d’oublier que les idées qui nous paraissent évidentes aujourd’hui, avec des siècles de recul collectif, n’ont généralement pas commencé de cette façon. Le fait que nous tenions certaines choses pour acquises explique probablement en partie pourquoi leurs histoires d'origine sont si intéressantes. Nous avons déjà couvert des exemples du droit, de la médecine et de l'astronomie. C'est maintenant au tour de la biologie.

10La réalisation que les animaux peuvent disparaître

Si vous marchiez le long de la plage et que vous trouviez un fossile, vous auriez naturellement pensé qu'il provenait d'espèces disparues depuis longtemps. L'idée que les espèces disparaissent est tellement normale pour nous qu'il est difficile d'imaginer un moment où les gens pensaient que chaque type de créature était encore en vie quelque part. Pourtant, les gens croyaient que Dieu avait tout créé - pourquoi créerait-il quelque chose d'inhabituel?

Georges Cuvier a été le premier à poser cette question. En 1796, il écrivit un article sur les éléphants dans lequel il décrivait les variations africaines et asiatiques. Il a également mentionné un troisième type d'éléphant, connu de la science uniquement par ses os. Cuvier a noté des différences majeures dans la forme de la mâchoire de ce troisième éléphant et a suggéré qu'il s'agissait d'une espèce entièrement différente. Il l'appelait le mastodonte, mais où étaient les spécimens vivants?

Selon Curvier: "Tous ces faits, cohérents entre eux, et qui ne sont contredits par aucun rapport, me semblent prouver l'existence d'un monde antérieur au nôtre, détruit par une sorte de catastrophe." cette idée révolutionnaire. Curvier a mené des recherches sur les anciens fossiles de vertébrés (dont le nom était Pterodactyl) et a découvert que les reptiles étaient autrefois l’espèce dominante.

9Les premières cellules développées à l'extérieur du corps

Si un biologiste souhaite effectuer des recherches sur le fonctionnement interne des cellules animales, c'est beaucoup plus facile si ces cellules ne font pas partie de l'animal à ce moment-là. De nos jours, les biologistes cultivent une vaste bande de cellules in vitro, ce qui présente de nombreux avantages pour notre compréhension de la vie. Wilhelm Roux, un zoologiste allemand, a été la première personne à essayer de maintenir les cellules en vie à l'extérieur d'un hôte. En 1885, il met une partie d'un embryon de poulet dans une solution saline et le maintient en vie pendant quelques jours.

La recherche s'est poursuivie pendant quelques décennies, les scientifiques gardant les tissus en vie, mais ce n'est qu'en 1907 que quiconque a réussi à faire pousser de nouvelles cellules en solution. Ross Harrison a prélevé des tissus sur des embryons de grenouille et a réussi à les amener à produire de nouvelles fibres nerveuses, qu'il a ensuite réussi à maintenir en vie pendant un mois. Désormais, les lignées cellulaires peuvent en réalité rester en vie indéfiniment - les scientifiques font encore des expériences sur les lignées d'une femme morte depuis plus de 50 ans.

8La découverte de l'homéostasie

Vous avez probablement appris l'homéostasie à l'école, mais il est facile d'oublier à quel point c'est important. L'homéostasie est l'un des quatre principes unificateurs de la biologie moderne, avec l'évolution, la génétique et la théorie des cellules. L'idée de base peut être résumée en une phrase courte: les organismes régulent leur environnement interne. Mais comme beaucoup d’autres idées qui peuvent être résumées brièvement - les objets de masse s’attirent, la Terre gravitant autour du Soleil, il n’ya pas de cuillère - c’est en réalité un aperçu assez profond de la nature de notre monde.

L’homme qui en a eu l’idée était Claude Bernard, un scientifique prolifique du milieu du XIXe siècle, qui rivalisait avec Louis Pasteur pour la gloire (en fait, les deux étaient des amis). Bernard a fait de grands progrès dans la compréhension de la physiologie, bien que son penchant pour la vivisection ait détruit son premier mariage et que sa femme ait continué à faire campagne contre son travail. Mais l'homéostasie, qu'il a appelée milieu intérieur-Est-ce que sa véritable importance n'a été reconnue que des décennies après la mort de Bernard?

Dans une conférence donnée en 1887, Bernard expliqua sa théorie: «Le corps vivant, bien qu'il ait besoin de l'environnement qui l'entoure, en est néanmoins relativement indépendant. Cette indépendance de l'organisme vis-à-vis de son environnement extérieur provient du fait que chez le vivant, les tissus sont en fait soustraits aux influences extérieures directes et sont protégés par un véritable environnement interne constitué notamment par les fluides en circulation. dans le corps."

Un scientifique en avance sur son temps est souvent méconnu, mais les autres travaux de Bernard suffisent à consolider sa réputation. Néanmoins, il a fallu 50 ans à la science pour rattraper son retard, au point de pouvoir tester, confirmer et apprécier son idée la plus importante. Son entrée en 1911 dans Encyclopédie Britannica ne mentionne pas du tout l'homéostasie. Soixante ans plus tard, la même publication l’appelle «sa contribution la plus importante».

7La première isolation d'une enzyme

Vous avez sans doute appris à propos des enzymes à l'école, mais au cas où vous seriez un peu rouillé, ce sont de grosses protéines qui facilitent les réactions chimiques. Entre autres choses, ils aident à rendre la poudre à laver vraiment efficace. Ils permettent également des dizaines de milliers de réactions chimiques dans les organismes vivants (dont beaucoup pourraient conduire aux taches qui rendent le détergent si nécessaire). Les enzymes sont aussi importantes pour la vie que l'ADN - notre matériel génétique ne peut pas se copier sans elles.

La première enzyme découverte était l'amylase, également appelée diastase, que vous avez actuellement dans la bouche. Il se décompose en sucre et est découvert par le chimiste industriel français Anselme Payen en 1833. Il concentre l'enzyme mais le mélange est impur. Pendant longtemps, de nombreux biologistes ont estimé que l'extraction d'une enzyme pure pourrait être impossible.

Il a fallu près de 100 ans au chimiste américain James Batcheller Sumner pour leur prouver le contraire. Au début des années 1920, Sumner se concentra sur l'isolement d'une enzyme. Son objectif était si audacieux qu'il lui a en fait perdu une bourse d'étude avec l'un des plus grands experts du domaine, qui trouvait le plan ridicule.Sumner continua malgré tout et en 1926, il isola l'uréase, une enzyme qui décompose l'urée en composants chimiques. Certains de ses pairs ont douté de ses résultats pendant des années, mais ont finalement été forcés de céder. Les travaux de Sumner lui valurent le prix Nobel en 1946.

6La suggestion selon laquelle toute vie a un ancêtre commun

Qui a été la première personne à suggérer que toute la vie a évolué à partir d'une seule créature? Un groupe d’entre vous répondrait probablement «Charles Darwin». Il est vrai que Darwin a exprimé cette idée, une des lignes les plus citées de tous les temps. À propos de l'origine des espèces “Il y a de la grandeur dans cette vision de la vie, avec ses multiples pouvoirs, ayant été inspirée à l'origine sous quelques formes ou en une seule.” Cependant, bien que nous n'ayons pas à minimiser les réalisations de Darwin, l'idée d'un ancêtre commun en fait d'abord exprimé des décennies plus tôt

En 1740, Pierre Louis Moreau de Maupertuis, qui porte le nom le plus français de l'histoire, suggère que le «destin aveugle» a pu produire une grande variété d'individus, parmi lesquels seuls les plus capables ont survécu. En 1790, Emmanuel Kant soulignait que cela pourrait impliquer un parent originel de la vie. Cinq ans plus tard, Erasmus Darwin écrivait: «Serait-il trop audacieux d'imaginer que tous les animaux à sang chaud sont nés d'un filament vivant?» Son petit-fils Charles a décidé que cela ne serait pas trop audacieux.

5Invention de la coloration

Si vous avez déjà vu des photos de cellules prises au microscope (ou les avez regardées vous-même au microscope), il y a de fortes chances qu'elles aient été colorées en premier. La coloration nous permet de voir des parties des cellules qui ne sont pas normalement visibles et de voir les éléments visibles plus clairement. Il existe un grand nombre de méthodes de coloration différentes et c'est l'une des techniques les plus fondamentales en microbiologie.

Jan Swammerdam, un naturaliste néerlandais, a été la première personne à tacher un échantillon pour examen au microscope. Swammerdam est surtout connu pour avoir découvert les globules rouges, mais il a passé toute sa carrière à tout examiner sous un microscope. Dans les années 1680, il écrit à propos de l'utilisation de «liqueurs colorées» sur des vers disséqués, «afin de mieux distinguer leurs parties internes, qui sont toutes de la même couleur».

Malheureusement pour Swammerdam, ce texte n'a pas été publié avant 50 ans, date à laquelle il était déjà mort. Entre-temps, son compatriote et compatriote naturaliste Antonie van Leeuwenhoek avait proposé l'idée. En 1719, Leeuwenhoek utilisait du safran pour colorer les fibres musculaires à des fins d'examen et était généralement considéré comme le père de la technique. Étant donné que les deux hommes ont eu cette idée et qu'ils se sont tous deux fait une réputation de pionniers de la microscopie, il n'y a probablement rien à redire dans un sens ou dans l'autre.

4Le développement de la théorie cellulaire

«Chaque créature vivante est faite de cellules», est une phrase qui suscitera probablement moins de désaccord que «la Terre n'est pas plate». La théorie cellulaire est généralement considérée comme allant de soi, mais l'idée ne s'est pas manifestée avant le XIXe siècle. , 150 ans après que Robert Hooke a examiné les cellules pour la première fois à l’aide d’un microscope. En 1824, Henri Durochet écrivait à propos de la cellule: «Il est clair qu'elle constitue l'unité de base de l'état organisé; en fait, tout est finalement dérivé de la cellule »- bien qu’il l’ait écrit en français.

Outre les cellules constituant l'unité de base de la vie, la théorie cellulaire contient également l'idée que de nouvelles cellules se forment lorsqu'une autre cellule se scinde en deux. Dutrochet a raté cette partie (il pensait que de nouvelles cellules s'étaient formées à l'intérieur de leur mère). Barthelemy Dumortier, un autre Français, a pris conscience que les cellules avaient été réduites en deux pour se reproduire, mais une douzaine d'autres personnes ont apporté leur contribution. Parfois, une théorie peut être épinglée à un individu - Newton, Galileo, Darwin et Einstein -, mais la théorie des cellules ne le peut pas. Cela est dû au fait que beaucoup de gens ont fait de petits pas en avant, de la même manière que la science moderne.

3ADN de séquençage

Jusqu'à sa mort récente, le scientifique britannique Frederick Sanger avait la particularité d'être la seule personne vivante à avoir remporté deux prix Nobel. C'est le travail derrière son deuxième prix qui lui a valu une place sur cette liste (qui est à peine moins d'un honneur). Son prix Nobel de 1980 a été partagé avec Walter Gilbert, un biochimiste américain. En 1977, ils avaient tous deux publié une méthode pour déterminer la séquence des blocs de construction dans un brin d’ADN.

L'importance de cette avancée se reflète dans la rapidité avec laquelle le comité Nobel a récompensé les scientifiques. En fin de compte, la méthode de Sanger s’est avérée moins chère et plus simple et est devenue la norme pendant un quart de siècle. Les colonnes de couloirs irrégulièrement espacés par la méthode de Sanger sont immédiatement reconnaissables en tant que tests ADN. En inventant cette technique, Sanger a ouvert la voie à des révolutions de la justice pénale, de la biologie évolutive, de la médecine, etc.

2La découverte des virus

Dans les années 1860, Louis Pasteur devint célèbre pour sa théorie des germes sur les maladies. Les germes de Pasteur n'étaient cependant que la moitié de l'histoire. Les premiers partisans de la théorie des germes pensaient que les maladies infectieuses étaient toutes causées par des bactéries. Mais le rhume, la grippe, le VIH et d'innombrables autres maladies sont provoqués par quelque chose d'autre que des virus.

Martinus Beijerinck est l'homme qui a réalisé que les bactéries n'étaient pas toute l'histoire. En 1898, il prit la sève de plants de tabac infectés par une maladie appelée maladie de la mosaïque. Il passa la sève à travers un filet si fin qu'il pouvait filtrer toutes les bactéries. Quand Beijerinck a appliqué le liquide filtré sur des plantes saines, elles sont encore tombées malades. Il a répété l'expérience et n'a trouvé aucune perte de contagion. Il a conclu que le problème était autre chose, peut-être un liquide. Il l'a appelé contagium vivum fluidum, ou germe vivant soluble.

Beijerinck a également pris un ancien mot anglais, virus, et l'a donné à son agent mystérieux. La découverte que les virus n'étaient pas un liquide est tombée entre les mains d'un Américain nommé Wendell Stanley. Cela a pris un certain temps, Stanley n'est même pas né avant 1904, six ans après la découverte de Beijerinck. Pour ses travaux sur les virus, Stanley a été l’un des récipiendaires du prix Nobel de chimie de 1946, dont vous vous souviendrez peut-être été partagé avec James Sumner pour ses travaux sur les enzymes.

1Le rejet du préformisme

Une des idées les plus inhabituelles de l’histoire était le préformisme, une théorie phare de la création de bébés. Comme son nom l'indique, la théorie était que toutes les créatures étaient préformées, c'est-à-dire que leur forme était déjà complète avant de commencer à se développer. En termes simples, les gens croyaient qu'un corps humain miniature existait à l'intérieur du sperme ou de l'ovule, attendant de trouver un endroit où il pourrait se développer. Cette personne minuscule s'appelait un homoncule.

Jan Swammerdam, l'inventeur des techniques de coloration des temps précédents, était l'un des principaux défenseurs du préformisme. L'idée était populaire depuis plus de 100 ans aux débuts de la science, du milieu du 17ème siècle jusqu'à la fin du 18ème.

L'épigénèse est l'alternative au préformationnisme, l'idée selon laquelle la vie émerge à travers une série de processus. Caspar Friedrich Wolff fut le premier à proposer cette théorie, dans l’optique générale du préformisme. En 1759, il écrivit un article décrivant le développement embryonnaire comme commençant par une couche de cellules. Son travail était controversé à l'époque, mais l'amélioration de la technologie du microscope rendit inévitable l'acceptation de ses idées. Au 19ème siècle, le préformisme était presque mort.