CM6 HS

VII. Le XIXe siècle: diversification et
internationalisation
!   Nouvelles disciplines: anatomie comparée, cytologie, physiologie,
médecine expérimentale, microbiologie,…qui interfèrent entre elles et
s’enrichissent.
!   Internationalisation des idées diffusées par des revues scientifiques
1. La triade prestigieuse
!   L’inventaire des formes vivantes va considérablement augmenté.
!   Progrès dans la connaissance anatomique et fonctionnelle du vivant
!   10 février 1793, la Convention créée le Muséum national d’Histoire
naturelle (se substitue au Jardin du Roi et au Cabinet d’histoire
naturelle)
1.1. Lamarck: précurseur de la biologie évolutionniste
Jean-Baptiste de Monet (Chevalier de Lamarck,
1744-1829)
Transformisme des espèces et hérédité des caractères
acquis
ü  Les êtres vivants ne sont pas immuables, ils peuvent
évoluer sous l’influence de l’environnement. Les
changement acquis sont transmis à la descendance.
ü  Les êtres vivants montrent une
progression continue, des formes les plus
simples aux plus compliquées
1.2. Geoffroy Saint Hilaire
Etienne Geoffroy Saint-Hilaire (1772-1844)
o  Remarquables travaux d’anatomie et de systématique
o  Participe en 1798 à l’expédition d’Egypte
o  Convaincu qu’il existe un plan d’organisation général
du monde animal: tous les animaux sont formés des
mêmes éléments, d'un nombre égal, avec les mêmes
interconnexions même s'ils diffèrent en taille et en
forme, la plupart demeurant dans un ordre constant
o  Partage les idées de Lamarck. Propose en 1830 le terme
de transformisme
ü  S’intéresse aux malformations: tératologie
1.3. Cuvier: adepte du catastrophisme
Georges Cuvier (1769-1832)
ü  Développe l’anatomie comparée
ü  Etudia les fossiles.
ü  Remarqua que plus les couches de roche étaient
profondes, plus les différences avec des organismes
contemporains étaient grandes.
ü  Pensa que l’histoire des organismes était faite d’une série d’extinctions
massives suivies d’apparitions d’espèces nouvelles qui viennent remplacer les
disparues. C’est la théorie du catastrophisme.
ü  Croyait comme ses contemporains en la fixité des espèces. Était un fervent
partisan du créationnisme.
2. L’évolution: les débuts d’un grand débat
!   Evolution (sens de l’époque): différentes étapes qui marquent la
complication progressive de l’embryon.
!   Prend sa signification actuelle à la fin des années 1860.
2.1. Le transformisme
!   Idée de continuité des animaux.
!   Philosophie zoologique de Lamarck (1809): 1ère théorie positive de
l’évolution du vivant.
!   Le temps joue un rôle considérable
!   Hérédité des caractères acquis.
!
Goeffroy St Hilaire: tous les êtres vivants ont été formés sur un plan
semblable dans son principe.
Ø  La nature en donne ensuite 1000 variations
Ø  Action directe du milieu
Ø  Encore plus déterminant sur l’embryon
2.2. Darwin (1809-1882)
“The Mount”
Shrewsbury
Shropshire
Voyage de 5 ans (1831-1836) sur le Beagle. But:
cartographier les côtes d’Amérique du sud.
Au cours de ce voyage, Darwin recueille de
nombreuses données lui permettant d’étayer
sa théorie.
Les iles Galapagos:
variabilité des espèces
L’apport original de Darwin n’est pas la théorie de l’évolution, mais
l’hypothèse de la sélection naturelle comme moteur de l’évolution. La
variation modifie les structures existantes, les contraintes du milieu font
le tri.
ü  Il existe une limitation des ressources du milieu par rapport au
nombre d’individus (inspiré de thomas Malthus, 1766-1834)
ü  La survie n’est pas due au hasard
ü  la sélection naturelle est à l’origine d’un changement lent et continu
des population
Ä L’évolution du monde vivant
Ä Ancêtre commun à différentes espèces
Ä Spéciation
Darwin et Wallace (1823-1913)
Ø  Darwin développe ses idées au début des années 1840
mais ne les publient pas
Ø  Il reçoit une lettre de Alfred Russell Wallace en 1858
qui est arrivé aux mêmes conclusions que lui.
Ø  1858 presentation à Londres du travail de Darwin et
Wallace
Ø  1859 publication of Origin of Species
24 novembre 1859: De l’origine des espèces
Au moyen de la sélection naturelle ou la lutte pour l’existence dans la nature
Les implications de la théorie de Darwin
Ø  Une réfutation du créationisme
Ø  Une réfutation de l’anthropocentrisme
Ø  Une classification fondée sur la généalogie
2.3. Les adversaires
!   L’église
!   Le pouvoir politique
!   L’opinion publique
!   Les institutions scientifiques
ü  L’anti-catastrophisme ou l’affirmation d’un principe de continuité
Scala naturae
ü  Le transformisme ou l’affirmation d’un principe de changement
- le temps et les circonstances sont à l’origine des transformations
progressives observées dans les séries de fossiles.
- Au fur et à mesure que l’animal utilise différemment les parties de son
corps afin de s’adapter à des conditions modifiées, il se modifie lui-même ainsi
que sa descendance.
2.4. Les preuves
Ø  les données biogéographiques
Ø  les données de l’anatomie comparée
Ø  les données paléontologiques
ü  William Smith (1769-1839)
- Couches de roches sédimentaires= niveaux temporels.
- Suggère que la terre devait être très ancienne.
- Lien entre les strates (ressemblance entre les formes de vie des
couches successives).
ü  Charles Lyell (1797-1875)
- Les « Principles of Geology » sont publiés en plusieurs volumes et
sous-titrés « Une tentative d’expliquer les changements de la surface de la
terre par des causes opérant actuellement »
- Convainc de l’immensité du temps géologique
Darwin nous a permis de comprendre que l'ordre
de la Nature est le reflet de l'histoire évolutive des
organismes sur Terre
« Rien n’a de sens en biologie se ce n’est à la lumière de
l’évolution » Theodosius Dobzhanski, 1975
Ce que Darwin ne savait pas…
Ø  Quelles sont les lois qui régissent l’hérédité ?
(Mendel, 1865: notion d’unités héritables; Hugo de Vries, 1901: Mutations; 1909:
Notion de gènes; 1953: Découverte de l’ADN; 1961: Code génétique).
Ø  Comment définir la notion d’espèces ?
(Ernst Mayr: critère de l’interfécondité; Spéciation)
Ø  A quel rythme varient les espèces?
(Stephen Gould et Nils Eldredge, 1972: théorie des équilibres ponctués; Richard
Goldschmidt, 1940s: « monstre prometteur »)
Ø  A quels niveaux s’exerce la sélection naturelle ?
(Motoo Kimura, 1960: Théorie neutraliste)
3. La théorie cellulaire
!   Contribution des botanistes:
Ø  Charles François de Mirbel (1776-1854)
Ø  Pierre Turpin (1775-1840)
Ø  François Vincent Raspail (1794-1878)
Ø  René Dutrochet (1776-1847)
!   Découverte de la diapédèse (1824)
!   Osmose (1827
!   En 1845: Karl Theodor von Siebold (1804-1885): protozoaires
!   Xavier Bichat (1771-1802): « Anatomie générale appliquée à la
physiologie et à la médecine, 1801):
!  
!  
dénombre 21 types de tissus.
Père de l’histologie
3.1. La cytologie
!   Mathias Jacob Schleiden (1804-1881) et Théodor Schwann (1810-1882):
!   « la cellule est l’unité structurale et fonctionnelle des plantes et des
animaux » et « tous les organismes sont faits de petites unités : les
cellules »
!
Le contenu:
!   Felix Dujardin (1801-1860), le nomme sarcoplasme en 1835 (chez les
infusoirs).
!   En 1840, Jan Evangelista Purkinje (1787-1869) le nomme
protoplasme
!   R. A. von Kölliker (1817-1905): cytoplasme (en 1878, kutos=cellule)
!
Le noyau:
!   Robert Brown le décrit en 1831 comme une formation plus
réfringente.
Ø  Walter Flemming (1843-1905) nommera les particules:
chromatine
Ø  En 1861: Max Schultze (1825-1874): cellule= masse de
protoplasme renfermant une noyau.
3.2. La division cellulaire
!
Les tissus: siège de la division cellulaire
!   Observé dans le monde végétal par Edward Strasburger (1844-1912)
!   Dans le monde animal par Flemming.
!   Des 1875: Edouard van Beneden (1846-1910): présence de structures
filamenteuses
!   En 1882, Flemming nomme mitose (du grec mitos= filament) ce
mode de division
!   Van Beneden prouve en 1885
que ces structures persistent dans le
noyau entre 2 mitoses
!   En 1888, Wilhelm von WaldeyerHartz (1836-1921): chromosomes
!   Rudolf Virchow (1821-1902): toute
cellule nait d’une autre cellule
4. La reproduction et le développement embryonnaire
4.1. La fécondation
!   En 1827, Karl Ernst von Baer (1792-1876), révèle la nature cellulaire de
l’œuf et son développement.
!   En 1840, Karl Bogislans Reichert (1811-1883): segmentation= succession
de divisions
!
Spermatozoides: les animalcules de Van Leeuwenhoek, décrits en 1851.
Leur intervention dans la fécondation n’est pas immédiatement admis
Ø  Jean-Louis Prévost (1790-1850) et Jean-Baptiste Dumas (1800-1884) en
émettent l’idée en 1824
Ø  En 1854: Rudolf Albert von Kölliker (1817-1905) en donne confirmation
Ø 
!   La reproduction végétale
!   Karl Wilhelm von Nägeli (1817-1891): anthérozoides
!   Giovanni Battista Amici (1786-1863) et Adolphe Brongniart
(1801-1876): rôle du pollen chez les végétaux supérieurs.
!   Que se produit-il lors de la rencontre des gamètes?
!   En 1875, Oskar Hertwig (1849-1922)
!   Gustave Adolphe Thuret (1817-1875)
!   Georges Newport (1803-1854)
!   Van Beneden: réduction chromatique
!   En 1887, avec Theodor Boveri (1862-1915): méiose
!   En 1887, August Weismann ():
!   2 lignées de cellules à partir de l’œuf:
!   Lignée germinale: gamètes
!   Lignée somatique
4.2. L’embryologie expérimentale
!   Laurent Marie Chabry (1855-1894):
Développement en
mosaïque
!   Wilhelm Roux (1850-1924): œuf de grenouille
!   Hans Driech (1867-1941): œuf d’oursin
!   Von Baer, en 1828: développement de l’œuf en 3 feuillets
!   Robert Remak (1815-1919): les nomment endoderme, mésoderme et
ectoderme.
!   Ernst Haeckel (1834-1919): formule en 1866 sa « loi biogénétique
fondamentale : l’ontogenèse »
4.3. La parthénogenèse expérimentale
!   En 1899, Jacques Loeb (1859-1925) obtient les 1ères parthénogenèses
expérimentales
!   Yves Delage (1854-1920): éponges
!   Eugène Bataillon (1864-1953): batraciens
!   En 1897, Paul Marchal (1862-1942): phénomène de polyembryonie
5. Louis Pasteur et les succès de la microbiologie
5.1. La question de la génération spontanée
!   Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876) et Henri François Gaultier de
Claubry (1792-1878): présence dans l’air, l’eau et les infusions d’animaux
microscopiques.
!   En 1860, prix créé par l’Académie des Sciences pour « jeter un jour
nouveau sur la question des générations dites spontanées »
5.2. Les fermentations
!   En 1878, Charles Emmanuel Sedillot: microbes
!   Rôle des bactéries et des levures dans le mécanisme des fermentations:
Lactique (1857)
Ø  Alcoolique (1858-1860)
Ø  Butyrique (1861)
Ø  Acétique (861-1864)
Ø 
!   Généralisation de la pasteurisation
5.3. Les bactéries pathogènes et la vaccination
!   Bactéries responsables de graves maladies souvent par les toxines qu’elles
élaborent.
!   Avec Emile Roux (1853-1933), il se consacre à leur étude.
!   En 1889, avec Alexandre Yersin (1863-1943): toxine diphtérique
!   L’injection de cette toxine atténuée provoque dans l’organisme
l’apparition d’anatoxine = sérothérapie (1892) co-découverte avec
Behring.
!   En 1882, Robert Koch découvre le bacille de la tuberculose et fonde en
1885, l’Institut d’hygiène.
!   Joseph Lister (1827-1912): antiseptiques et prophylaxie
!   Fin du siècle: découverte des virus:
!  
!  
Fièvre aphteuse (1898): Friedrich Löffer (1852-1915) et Paul Frosch
(1860-1928)
Mosaïque du tabac (1892): Dimitri Ivanovski (1864-1920)
!
Vaccination
!
Les défenses de l’organisme:
!  
!  
En 1883, Ilia Metchnikov (1845-1916): les leucocytes sont les défenseurs du
corps.
Jules Bordet (1870-1961): conception anticorps-antigène.
6. Résultats décisifs en physiologie
!   Claude Bernard (1813-1878): « science indépendante ayant ses méthodes
et son but » (Introduction à l’étude de la médecine expérimentale, 1865)
!   Assistant de François Magendie (1783-1855) à la chaire de médecine du
Collège de France.
!   Suppléant de Magendie en 1847.
6.1. La digestion
!   En 1832, William Beaumont (1785-1853):
Ø  étudie le rôle de l’acide chlorhydrique dans la digestion et les
modalités de sécrétion du suc gastrique.
Ø  Précise la nature des ferments responsables du processus de la
digestion (diastases)
!   Claude Bernard:
Ø  Nature et rôle du suc gastrique (1845)
Ø  De la salive (1847)
Ø  Digestion des graisses (1849-1856)
6.2. Le milieu intérieur et les régulationsc
!   Claude Bernard s’intéresse au foie:
!   1848: expérience du foie lavé: démontre la fonction de stocker puis de
restituer par voie sanguine le glucose
!   1857: découvre le glycogène
!   Formule la notion très générale de milieu intérieur: ensemble des
conditions physico-chimiques qui régissent le fonctionnement normal de
l’organisme.
!   Régulations par biais de mécanismes nerveux ou de sécrétions
internes
!   Etablit la nature du diabète sucré (1849) mais pas le rôle du
pancréas
!   Joseph von Mering (1849-1908) et Oskar Minkowski (1858-1931)
démontrent son rôle en 1890.
!   Minkowski: 1892, mécanisme endocrine
6.3. Endocrinologie
!   Atrophie et ablation de certaines glandes: troubles graves
!  
Arnold Berthold (1803-1861) en 1849 et Moritz Schiff (1823-1896) en 1884:
injections d’extraits ou greffes corrigent les effets
!   Charles Edouard Brown-Séquard (1817-1894)
!   En 1891: pose les fondements de l’endocrinologie. « l’organisme secrète
pour son propre compte des produits ou des ferments spéciaux qui, versés dans
le sang, viennent influencer toutes les autres cellules, rendues ainsi solidaires
les unes des autres par un mécanisme autre que celui du système nerveux ».
!   Le mot « Hormone » sera créé en 1905 par Ernst Henry Starling
(1866-1927)
!  
Première hormone (adrénaline) isolée en 1901 par Jokichi Takamine
(1854-1922)
6.4. Le système nerveux
!   En 1891, Wilhelm von Waldeyer Hartz baptise la cellule nerveuse: neurone.
!   Ramon y Cajal (1852-1934): inventaire grâce à une technique
d’imprégnation chromo-argentique mise au point par Camillo Golgi
(1843-1926) dès 1880.
!   Charles Scott Sherrington (1857-1952) crée en 1897 le concept de synapse
(synapsis = point de jonction)
!   Magendie, Bell, Brown-Séquard, Setchenov: moëlle épinière et son
activité réflexe
!   Pierre Flourens (1794-1867): centre respiratoire du bulbe rachidien et
démontre (en même temps que Purkinje,1787-1869) le rôle du cervelet
dans les mécanismes de l’équilibre.
!   Des 1825, Jean Bouillaud (1796-1881): 1 lésion provoque une aphasie
!  
!  
Paul Broca (1824-1880) localise l’air responsable en 1861.
En 1874, Carl Wernicke (1848-1904): 1 aire dans le cortex pariétal dont la
lésion est suivie d’une aphasie sensorielle.
!   Emil du Bois-Reymond (1818-1896) et Hermann von Helmholtz
(1821-1894): influx nerveux
!  
En 1850: mesure de sa vitesse
!   Johann Ludwig Wilhem Thudichum (1829-1901): isolement substance
cerveaux
6.5. La respiration
!   Nature du combustible ?
!   Justus von Liebig (1803-1873): précise la nature des nutriments
dégradés (glucides, lipides et protides).
!   Eduard Pflüger (1829-1910), définit en 1877 le quotient respiratoire.
!   Siège de la combustion?
!   Paul Bert () en 1869 confirme qu’elle a lieu au sein des tissus
!   George Harley (1829-1896) montre que l’O2 se fixe au sang
!   En 1864, Felix Hoppe Seyler (1825-1895) découvre l’hémoglobine
!   Commande et régulation du rythme?
!  
Claude Bernard démontre l’intervention du nerf parasympathique
!  
Carl Ludwig et Elie de Cyon (1842-1912), en 1866: action du nerf dépresseur
(sympathique)
!   Comment respirent les végétaux?
!   En 1837, René Dutrochet (1776-1847): les végétaux respirent selon 2
modes:
!   Normal à la lumière
!   Subsidiaire à l’obscurité
!   En 1851, Lazare Garreau (1812-1892) prouve que les végétaux
respirent de la même façon le jour et la nuit.
!   En 1817, Pierre Joseph Pelletier (1788-1842) et Joseph Bienaimé
Caventou (1795-1877): chlorophylle
6.6. Deux « rubriques » laissées pour compte
!   La génétique
!   Science des « hybrideurs »
!   1826, Auguste Sageret (1763-1851): dominance (et son contraire) et
dysjonction des caractères parentaux
!   Charles Naudin (1815-1899) confirme sur les solanacées en 1865
!   Jean Antoine Colladon (1755-1830): un caractère peut rester stable.
!   Une synthèse sera faite par Gregor Mendel en 1865
!   L’anthropologie
!   La calotte crânienne de l’homme de Néanderthal découverte en 1856
!   Eugène Dubois (1858-1940): découvre à Java un fossile humain: le
pithécanthrope.