LA CELLULE (Sciences et Techniques)

« espace restreint.

La première forme de sélection naturelle se serait exercée sur ces agrégats de moléculesorganiques enfermés dans des compartiments.

Les agrégats les plus stables, renfermant des moléculesprotéiques ayant une plus grande efficacité enzymatique, auraient été favorisés par rapport aux agrégats moinsstables et peu efficaces.Les premiers êtres vivants apparus sur la Terre, les Bactéries, représentèrent l'aboutissement d'une longuephase d'évolution primordiale au cours de laquelle, à partir de protorganismes renfermés dans une membrane,se seraient développées et affinées quelques-unes des fonctions premières de la vie, comme la reproduction etles processus métaboliques.Les Bactéries sont aujourd'hui encore les organismes les plus simples, présents dans la plupart des milieuxnaturels.

Elles possèdent une forme sphérique ou en bâtonnet, et leur longueur est de quelques microns (lemicron, ou micromètre, noté au moyen de la lettre grecque m, est une unité de mesure correspondant à un millième de millimètre).

Une épaisse paroi cellulaire renforce la membrane plasmique des Bactéries, à l'intérieurde laquelle se trouve un compartiment cytoplasmique sans organisation interne apparente, contenant l'ADN,l'ARN, des protéines et d'autres molécules.

Quand il y a abondance de substances nutritives, une seule celluleprocaryote se divise toutes les 20 minutes, donnant naissance de la sorte à 5 milliards de cellules (à peu prèsautant que la population humaine sur la Terre) en moins de 11 heures.

Cette vitesse de reproduction permet auxBactéries de s'adapter rapidement aux changements du milieu.

En laboratoire, une population de Bactéries peutévoluer en quelques semaines par mutations spontanées et sélection naturelle, et devenir ainsi capable d'utiliserde nouveaux types de sucres (glucides) comme source de carbone.Il existe des espèces de Bactéries en mesure d'utiliser, pour se nourrir, pratiquement n'importe quelle moléculeorganique, y compris les acides aminés, les graisses (lipides), les polypeptides et les polysaccharides.

UneBactérie placée dans une solution saline en présence d'une seule source de carbone, telle que le glucose, doitpasser par une série complexe de réactions enzymatiques pour pouvoir obtenir l'énergie nécessaire auxprocessus vitaux et à la synthèse des molécules organiques dont elle a besoin.Au début de la vie sur la Terre, sans doute n'y avait-il pas besoin de tant de réactions métaboliques.

LesBactéries pouvaient utiliser les molécules organiques produites antérieurement à l'apparition de la vie sur laTerre, et encore présentes dans l'océan primordial (soupe primitive).

Sous la pression de la sélection naturelle,et parallèlement à l'épuisement de cette réserve naturelle de substances nutritives, les Bactéries commencèrentà incorporer le gaz carbonique (CO 2) de l'atmosphère directement dans les composés métaboliques réduits (voir réactions d'oxydoréduction).

En outre, au fur et à mesure que l'ammoniac (NH 3) disponible dans certaines parties du milieu venait à manquer, elles développèrent des voies métaboliques leur permettant de fixer l'azoteatmosphérique (voir cycle de l'azote).Le développement de la photosynthèse représente une étape fondamentale dans l'évolution de la vie sur laTerre.

C'est en effet grâce à elle que les Bactéries se transformèrent en organismes autotrophes, c'est-à-direcapables de produire les composés organiques dont ils ont besoin.

Le processus photosynthétique, toutefois,nécessite que des molécules d'eau (H 2O) se scindent pour former des ions hydrogène (H +).

Ce processus a eu pour conséquence la libération de molécules d'oxygène libre (O 2) (voir origine de l'oxygène).

L'oxygène atmosphérique est un composé extrêmement réactif et hautement toxique pour certaines Bactéries.

Avecl'augmentation de l'oxygène dans l'atmosphère, de nombreuses formes de Bactéries s'éteignirent, tandis qued'autres, telles que les Algues bleues, firent leur apparition et connurent alors un fort développement.

Les cellules les plus complexes Le passage des Procaryotes aux Eucaryotes se fit probablement grâce à trois types différents de Bactéries, quis'associèrent, commençant à vivre en symbiose (théorie endosymbiotique).Les principaux types de Bactéries qui vivaient sur la Terre avant l'apparition de la cellule eucaryote étaient lesBactéries aérobies, les Bactéries anaérobies et les Cyanophycées.

Les Bactéries aérobies étaient capablesd'oxyder l'oxygène (O 2) ; les Bactéries anaérobies pouvaient réaliser la fermentation des substances organiques avec un rendement énergétique beaucoup plus faible ; les Cyanobactéries pouvaient quant à elles utiliser lalumière du Soleil pour fabriquer de façon autonome des substances organiques complexes et riches en énergieà partir de gaz carbonique (CO 2) et d'eau (H 2O) (voir métabolisme cellulaire). L'hypothèse la plus communément admise suppose que la première cellule eucaryote s'est formée après que depetites Bactéries à respiration aérobie, apparues depuis peu sur la Terre, pénétrèrent dans une Bactérieanaérobie plus grande et instaurèrent un rapport de symbiose.

Ces deux micro-organismes auraient tiré desavantages de cette association : les Bactéries aérobies se seraient trouvées dans un milieu protégé et riche ensubstances nutritives ; les Bactéries anaérobies auraient acquis la capacité d'utiliser l'oxygène, devenantmétaboliquement plus actives.. »