Unité du monde vivant

Malgré leur extraordinaire diversité, les êtres vivants possèdent des propriétés fondamentales communes. A l'échelle des organismes, on constate une étonnante unicité de structure et de fonctionnement qui se manifeste à travers les plans d'organisation mais surtout à travers le concept de cellule, unité structurale et fonctionnelle de tous les êtres vivants. Tous les organismes disposent également, au sein des cellules qui les constituent, un génome constitué d'acides nucléiques. La prise de conscience de cette unité constatée à l'échelle des organismes, des cellules et de la molécule d'ADN permet de dégager les notions de patrimoine génétique et d'origine commune des espèces. Rappelons que l'espèce est l'unité biologique de base de la classification du monde vivant et que c'est à son niveau que s'élaborent les modèles qui constituent la théorie de l'évolution.

Les différents niveaux d’organisation d’un être vivant

A l’échelle des organismes pluricellulaires, on distingue deux grands plans d’organisation :
- dans le règne animal : un plan d’organisation selon trois axes de polarités, l’axe antéro-postérieur, l’axe dorso-ventral et l’axe droite gauche (plan de symétrie) ;

- dans le règne végétal : un plan d’organisation basé sur un axe central d’où partent des ramifications dichotomiques (théorie du télome).

Tout être vivant pluricellulaire est par ailleurs constitué d’organes, eux-mêmes constitués de tissus, sociétés de cellules spécialisées. La cellule est l’unité structurale et fonctionnelle du vivant. En dépit de leur variété, les cellules sont toutes construites selon un même plan d’organisation. Les éléments communs aux cellules eucaryotes sont : le noyau, le cytoplasme, la membrane cytoplasmique. Dans le cytoplasme se trouvent des organites communs ou spécifiques dont la structure est dépendante de leur fonction.

A l’échelle des molécules, on trouve une grande unité de composition chimique des cellules :
- de l’eau (en moyenne 70%);
- des ions minéraux;
- des molécules organiques : glucides, lipides, protides et des acides nucléiques (ADN principalement).

Les acides nucléiques constituent le génome de la cellule. Le génome a un mode semi conservatif de réplication dont les modalités présentent de nombreuses ressemblances quelque soit la cellule observée. Il est transcrit puis traduit en protéines constituées de 20 acides aminés universels. Le système de transcription-traduction est très similaire d'un organisme à un autre. De nombreuses fonctions liées au génome ont gardé une homologie frappante dans tout le règne animal voire vivant comme la réplication, la réparation d'ADN lésé, les voies de synthèse des acides aminés et des bases nucléiques, la division cellulaire autant méiose que mitose chez les cellules eucaryotes.

Les principaux atomes constitutifs de ces molécules sont le carbone (C), l’hydrogène (H), l’oxygène (O), l’azote (N), le phosphore (P) et le souffre (S).

L'espèce, unité biologique de la classification du monde vivant

Le concept typologique de l'espèce

On doit à Linné une première définition de l'espèce. Il réunissait dans une même espèce tous les individus qui se ressemblaient suffisamment pour être désignés sous le même nom. A l'époque régnait une conception créationniste et fixiste du monde vivant. Du fait de leur ressemblance, les membres d'une espèce devaient constituer la descendance d'un couple, voire d'un individu (pour les organismes à reproduction uniparentale), apparu lors de la création du monde. L'espèce était ainsi caractérisée par un type : c'est le concept typologique de l'espèce. Selon ce concept, l'identification d'organismes comme membres d'une même espèce reste fondée sur la possession de caractères communs.

Le concept biologique de l'espèce

L'idée énoncée par Darwin selon laquelle la sélection naturelle est à l'origine de transformations des espèces au cours du temps est incompatible avec le concept typologique car il n'y a pas de sélection possible sans variabilité et la sélection n'est efficace que si cette variabilité est héréditaire (concept darwinien de modifications avec descendance). La variabilité à l'intérieur d'une espèce est donc la règle et non l'exception et c'est même un attribut essentiel de l'espèce. par conséquent une définition moderne de l'espèce ne peut être fondée sur la seule ressemblance.
les espèces sont des unités de classification mais aussi des unités évolutives vouées à diverger de façon irréversible (ou à s'éteindre). la conditon nécessaire et suffisante pour qu'il en soit ainsi est qu'elles soient génétiquement indépendantes, c'est à dire que des échanges génétiques entre elles soient impossibles. Ce raisonnement conduit à une définition dynamique de l'espèce proposée par Theodosius Dobzhansky en 1951 : " Des espèces se forment lorsque ce qui était jusqu'alors un ensemble de populations apte à l'intercroisement se scinde en au moins deux ensembles génétiquement isolés. les espèces sont donc des groupes de populations entre lesquels les échanges génétiques sont rendus impossibles par des mécanismes d'isolement reproductif ". Ce concept biologique définit non seulement l'espèce mais aussi un processus évolutif essentiel, l'éclatement d'une espèce en deux espèces distinctes ou spéciation.
Ernst Mayr reprendra à son compte cette définition biologique de l'espèce et y rajoutera un autre critère écologique : une espèce occupe une niche écologique particulière.

Nous disposons actuellement d'un corpus de données suffisant pour affirmer que le concept biologique de l'espèce recouvre bien une réalité : les êtres vivants, dans leur grande majorité, se répartissent dans des espèces séparées les unes des autres par des barrières d'isolement reproductif. Certaines de ces barrières sont parfaitement étanches ; d'autres ne le sont pas tout à fait, mais suffisent à maintenir une discontinuité définitive entre patrimoines génétiques. La délimitation concrète des espèces est souvent malaisée. L'existence d'hybrides entre deux formes constitue une première difficulté. L'absence de caractère distinctif aisément décelable en est une autre, malheureusement très fréquente. Ainsi, les deux espèces Drosophila pseudoobscura et Drosophila persimilis ne sont distinguables que par l'observation des chromosomes ou encore par des caractères biochimiques : on parle alors d'espèces jumelles, dénomination due au zoologiste et généticien français Louis Cuénot.
Il est parfois impossible de savoir de façon certaine si deux formes appartiennent ou non à la même espèce. C'est le cas lorsqu'elles vivent sur des territoires géo-
graphiquement isolés. Parmi les platanes, on a décrit Platanus orientalis, dont la répartition géographique s'étend de la Grèce aux contreforts de l'Himalaya, et Platanus occidentalis, qui pousse aux États-Unis. Ces deux formes diffèrent nettement par de nombreux caractères, notamment la forme des feuilles. On les a
toutes deux introduites en Europe occidentale. Cultivées côte à côte, elles produisent spontanément des hybrides parfaitement fertiles. Faut-il pour autant considérer qu'elles appartiennent à la même espèce? La réponse n'est pas évidente, car il n'est pas certain qu'elles soient aptes, sans intervention humaine, à cohabiter d'assez près pour se croiser.

Hybridation de deux types de platane, Platanus occidentalis et Platanus orientalis

Les situations de ce genre sont assez nombreuses pour conduire certains biologistes à rejeter la définition biologique de l'espèce, comme étant inapplicable sur le terrain. On peut rétorquer, avec E. Mayr, que le fait de ne pas savoir détecter les espèces ne suffit pas à prouver qu'elles n'existent pas. L'existence de situations délicates pour le biologiste était prévisible : la séparation de deux espèces à partir d'une espèce ancestrale n'est sans doute pas toujours un phénomène brutal, mais résulterait dans certains cas de l'accumulation progressive de petites différences. Il doit exister une succession de stades durant lesquels les deux futures espèces sont encore incomplètement différenciées.