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1.1 : Thèmes et concepts de la biologie

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    La biologie est la science qui étudie la vie. Qu'est-ce que la vie exactement ? Cela peut sembler une question stupide avec une réponse évidente, mais il n'est pas facile de définir la vie. Par exemple, une branche de la biologie appelée virologie étudie les virus, qui présentent certaines des caractéristiques des êtres vivants mais n'en ont pas d'autres. Il s'avère que même si les virus peuvent attaquer des organismes vivants, provoquer des maladies et même se reproduire, ils ne répondent pas aux critères que les biologistes utilisent pour définir la vie.

    Depuis ses débuts, la biologie a été confrontée à quatre questions : Quelles sont les propriétés communes qui rendent quelque chose « vivant » ? Comment fonctionnent ces différents êtres vivants ? Face à la diversité remarquable de la vie, comment organiser les différents types d'organismes afin de mieux les comprendre ? Enfin, ce que les biologistes cherchent finalement à comprendre, comment est née cette diversité et comment se perpétue-t-elle ? Alors que de nouveaux organismes sont découverts chaque jour, les biologistes continuent de chercher des réponses à ces questions et à d'autres.

    Propriétés de la vie

    Tous les groupes d'organismes vivants partagent plusieurs caractéristiques ou fonctions clés : ordre, sensibilité ou réponse aux stimuli, reproduction, adaptation, croissance et développement, régulation, homéostasie et traitement de l'énergie. Considérées ensemble, ces huit caractéristiques servent à définir la vie.

    Commande

    Les organismes sont des structures hautement organisées composées d'une ou de plusieurs cellules. Même les organismes unicellulaires les plus simples sont remarquablement complexes. À l'intérieur de chaque cellule, les atomes forment des molécules. Ceux-ci constituent à leur tour des composants cellulaires ou des organites. Les organismes multicellulaires, qui peuvent être composés de millions de cellules individuelles, présentent un avantage par rapport aux organismes unicellulaires en ce sens que leurs cellules peuvent être spécialisées pour remplir des fonctions spécifiques, et même sacrifiées dans certaines situations pour le bien de l'organisme dans son ensemble. La façon dont ces cellules spécialisées se réunissent pour former des organes tels que le cœur, les poumons ou la peau dans des organismes tels que le crapaud illustré à la figure\(\PageIndex{1}\) sera discutée plus loin.

    Une photo montre un crapaud de couleur claire couvert de taches vert vif.
    Figure\(\PageIndex{1}\) : Un crapaud représente une structure hautement organisée composée de cellules, de tissus, d'organes et de systèmes organiques. (crédit : « Ivengo (RUS) » /Wikimedia Commons)

    Sensibilité ou réponse aux stimuli

    Les organismes répondent à divers stimuli. Par exemple, les plantes peuvent se pencher vers une source de lumière ou réagir au toucher (Figure\(\PageIndex{2}\)). Même de petites bactéries peuvent se rapprocher ou s'éloigner des produits chimiques (processus appelé chimiotaxie) ou de la lumière (phototaxie). Le mouvement vers un stimulus est considéré comme une réponse positive, tandis que le fait de s'éloigner d'un stimulus est considéré comme une réponse négative.

    Une photographie du Mimosa pudica montre une plante aux nombreuses feuilles minuscules.
    Figure\(\PageIndex{2}\) : Les feuilles de cette plante sensible (Mimosa pudica) tombent et se plient instantanément lorsqu'on les touche. Après quelques minutes, la plante retrouve son état normal. (crédit : Alex Lomas)

    CONCEPT EN ACTION

    Regardez cette vidéo pour voir comment la plante sensible réagit à un stimulus tactile.

    Reproduction

    Les organismes unicellulaires se reproduisent en dupliquant d'abord leur ADN, qui est le matériel génétique, puis en le divisant de manière égale alors que la cellule se prépare à se diviser pour former deux nouvelles cellules. De nombreux organismes multicellulaires (composés de plus d'une cellule) produisent des cellules reproductrices spécialisées qui formeront de nouveaux individus. Lors de la reproduction, l'ADN contenant des gènes est transmis à la progéniture de l'organisme. Ces gènes sont la raison pour laquelle la progéniture appartiendra à la même espèce et aura des caractéristiques similaires à celles du parent, telles que la couleur de la fourrure et le groupe sanguin.

    Adaptation

    Tous les organismes vivants présentent une « adaptation » à leur environnement. Les biologistes considèrent cet ajustement comme une adaptation et il s'agit d'une conséquence de l'évolution par sélection naturelle, qui opère dans toutes les lignées d'organismes reproducteurs. Les exemples d'adaptations sont variés et uniques, allant des archées résistantes à la chaleur qui vivent dans des sources chaudes bouillonnantes à la longueur de la langue d'un papillon nocturne qui se nourrit de nectar et qui correspond à la taille de la fleur dont il se nourrit. Toutes les adaptations améliorent le potentiel reproducteur de l'individu qui les présente, y compris sa capacité à survivre et à se reproduire. Les adaptations ne sont pas constantes. À mesure que l'environnement change, la sélection naturelle permet aux caractéristiques des individus d'une population de suivre ces changements.

    Croissance et développement

    Les organismes croissent et se développent selon des instructions spécifiques codées par leurs gènes. Ces gènes fournissent des instructions qui orienteront la croissance et le développement cellulaires, garantissant ainsi que les jeunes d'une espèce grandissent et présentent bon nombre des mêmes caractéristiques que leurs parents.\(\PageIndex{3}\)

    Une photographie montre quatre chatons : l'un a un pelage tabby orange et blanc, un autre est entièrement noir, les troisième et quatrième ont un pelage tabby noir, blanc et orange mais avec des motifs différents.
    Figure\(\PageIndex{3}\) : Bien qu'il n'y en ait pas deux qui se ressemblent, ces chatons ont hérité des gènes de leurs deux parents et partagent bon nombre des mêmes caractéristiques. (crédit : Pieter et Renée Lanser)

    Réglementation

    Même les plus petits organismes sont complexes et nécessitent de multiples mécanismes de régulation pour coordonner les fonctions internes, telles que le transport des nutriments, la réponse aux stimuli et la gestion des stress environnementaux. Par exemple, les systèmes organiques tels que le système digestif ou circulatoire remplissent des fonctions spécifiques telles que le transport de l'oxygène dans tout le corps, l'élimination des déchets, l'apport de nutriments à chaque cellule et le refroidissement du corps.

    Homéostasie

    Pour fonctionner correctement, les cellules ont besoin de conditions appropriées, telles qu'une température, un pH et des concentrations de divers produits chimiques appropriés. Ces conditions peuvent toutefois changer d'un moment à l'autre. Les organismes sont capables de maintenir des conditions internes dans une plage étroite presque constamment, malgré les changements environnementaux, grâce à un processus appelé homéostasie ou « état d'équilibre », c'est-à-dire la capacité d'un organisme à maintenir des conditions internes constantes. Par exemple, de nombreux organismes régulent leur température corporelle selon un processus connu sous le nom de thermorégulation. Les organismes qui vivent dans des climats froids, tels que l'ours polaire (Figure\(\PageIndex{4}\)), ont des structures corporelles qui les aident à résister aux basses températures et à conserver la chaleur corporelle. Dans les climats chauds, les organismes utilisent des méthodes (comme la transpiration chez les humains ou le halètement chez les chiens) qui les aident à évacuer l'excès de chaleur corporelle.

    Cette photo montre un ours polaire blanc à fourrure.
    Figure\(\PageIndex{4}\) : Les ours polaires et les autres mammifères vivant dans les régions couvertes de glace maintiennent leur température corporelle en générant de la chaleur et en réduisant la perte de chaleur grâce à une fourrure épaisse et à une épaisse couche de graisse sous leur peau. (crédit : « longhorndave » /Flickr)

    Traitement de l'énergie

    Tous les organismes (comme le condor de Californie illustré à la figure\(\PageIndex{5}\)) utilisent une source d'énergie pour leurs activités métaboliques. Certains organismes captent l'énergie du soleil et la convertissent en énergie chimique dans les aliments ; d'autres utilisent l'énergie chimique des molécules qu'ils absorbent.

    Cette photo montre un condor californien en vol avec une étiquette sur son aile.
    Figure\(\PageIndex{5}\) : Un condor californien a besoin de beaucoup d'énergie pour voler. L'énergie chimique dérivée des aliments est utilisée pour propulser le vol. Les condors de Californie sont une espèce en voie de disparition ; les scientifiques se sont efforcés d'apposer une étiquette d'aile sur chaque oiseau afin de les aider à identifier et à localiser chaque oiseau. (source : Région sud-ouest du Pacifique, États-Unis, Fish and Wildlife)

    Niveaux d'organisation des êtres vivants

    Les êtres vivants sont très organisés et structurés, suivant une hiérarchie allant du plus petit au plus grand. L'atome est l'unité la plus petite et la plus fondamentale de la matière. Il s'agit d'un noyau entouré d'électrons. Les atomes forment des molécules. Une molécule est une structure chimique composée d'au moins deux atomes maintenus ensemble par une liaison chimique. De nombreuses molécules biologiquement importantes sont des macromolécules, de grosses molécules qui se forment généralement en combinant des unités plus petites appelées monomères. Un exemple de macromolécule est l'acide désoxyribonucléique (ADN) (Figure\(\PageIndex{6}\)), qui contient les instructions pour le fonctionnement de l'organisme qui le contient.

    Le modèle moléculaire représente une molécule d'ADN, montrant sa structure en double hélice.
    Figure\(\PageIndex{6}\) : Une molécule, comme cette grosse molécule d'ADN, est composée d'atomes. (crédit : « Brian0918"/Wikimedia Commons)

    CONCEPT EN ACTION

    Code QR représentant une URL

    Pour voir une animation de cette molécule d'ADN, cliquez ici.

    Certaines cellules contiennent des agrégats de macromolécules entourés de membranes ; on les appelle organites. Les organites sont de petites structures qui existent à l'intérieur des cellules et qui remplissent des fonctions spécialisées. Tous les êtres vivants sont constitués de cellules ; la cellule elle-même est la plus petite unité fondamentale de structure et de fonction des organismes vivants. (Cette exigence explique pourquoi les virus ne sont pas considérés comme vivants : ils ne sont pas constitués de cellules. Pour créer de nouveaux virus, ils doivent envahir et pirater une cellule vivante ; ce n'est qu'alors qu'ils peuvent obtenir le matériel dont ils ont besoin pour se reproduire.) Certains organismes sont constitués d'une seule cellule tandis que d'autres sont multicellulaires. Les cellules sont classées comme procaryotes ou eucaryotes. Les procaryotes sont des organismes unicellulaires dépourvus d'organites entourés d'une membrane et dont les noyaux ne sont pas entourés de membranes nucléaires ; en revanche, les cellules des eucaryotes possèdent des organites et des noyaux liés à la membrane.

    Dans la plupart des organismes multicellulaires, les cellules se combinent pour former des tissus, qui sont des groupes de cellules similaires remplissant la même fonction. Les organes sont des ensembles de tissus regroupés selon une fonction commune. Les organes sont présents non seulement chez les animaux mais également chez les plantes. Un système organique est un niveau d'organisation supérieur composé d'organes fonctionnellement apparentés. Par exemple, les animaux vertébrés possèdent de nombreux systèmes organiques, tels que le système circulatoire qui transporte le sang dans tout le corps et vers et depuis les poumons ; il comprend des organes tels que le cœur et les vaisseaux sanguins. Les organismes sont des entités vivantes individuelles. Par exemple, chaque arbre d'une forêt est un organisme. Les procaryotes unicellulaires et les eucaryotes unicellulaires sont également considérés comme des organismes et sont généralement appelés microorganismes.

    ART CONNECTION

    Un organigramme montre la hiérarchie des organismes vivants. Du plus petit au plus grand, cette hiérarchie comprend : 1 Un atome, avec des protons, des neutrons et des électrons. 2 Des molécules telles que le phospholipide illustré, composées d'atomes. 3 organites, tels que l'appareil de Golgi et les noyaux, qui existent à l'intérieur des cellules. 4 cellules, comme les globules rouges. 5 Tissus, tels que les tissus cutanés humains. 6 Des organes tels que l'estomac et l'intestin constituent le système digestif humain, un exemple de système organique. 7 Organismes, populations et communautés. Dans un parc, chaque personne est un organisme. Ensemble, toutes les personnes forment une population. Toutes les espèces végétales et animales du parc forment une communauté. 8 Écosystèmes : L'écosystème de Central Park à New York comprend les organismes vivants et l'environnement dans lequel ils vivent. 9 La biosphère : englobe tous les écosystèmes de la Terre.
    Figure\(\PageIndex{7}\) : De l'atome à l'ensemble de la Terre, la biologie examine tous les aspects de la vie. (crédit « molécule » : modification des travaux de Jane Whitney ; crédit « organites » : modification du travail de Louisa Howard ; crédit « cellules » : modification des travaux de Bruce Wetzel, Harry Schaefer, National Cancer Institute ; crédit « tissu » : modification de l'œuvre par « Kilbad » /Wikimedia Commons ; crédit « organes » : modification d'une œuvre de Mariana Ruiz Villareal, Joaquim Alves Gaspar ; crédit « organismes » : modification de l'œuvre de Peter Dutton ; crédit « écosystème » : modification de l'œuvre par « GIGI4791"/Flickr ; crédit « biosphère » : modification de l'œuvre par la NASA)

    Laquelle des affirmations suivantes est fausse ?

    1. Les tissus existent dans des organes qui existent dans des systèmes organiques.
    2. Les communautés existent au sein de populations qui existent dans des écosystèmes.
    3. Les organites existent dans les cellules qui existent dans les tissus.
    4. Les communautés existent au sein d'écosystèmes qui existent dans la biosphère.
    Réponse

    B

    Tous les individus d'une espèce vivant dans une zone spécifique sont collectivement appelés population. Par exemple, une forêt peut inclure de nombreux pins blancs. Tous ces pins représentent la population de pins blancs de cette forêt. Différentes populations peuvent vivre dans la même zone spécifique. Par exemple, la forêt de pins comprend des populations de plantes à fleurs ainsi que des insectes et des populations microbiennes. Une communauté est l'ensemble des populations qui habitent une zone donnée. Par exemple, tous les arbres, fleurs, insectes et autres populations d'une forêt forment la communauté de la forêt. La forêt elle-même est un écosystème. Un écosystème comprend tous les êtres vivants d'une zone donnée ainsi que les éléments abiotiques ou non vivants de cet environnement, tels que l'azote contenu dans le sol ou les eaux de pluie. Au plus haut niveau d'organisation (Figure\(\PageIndex{7}\)), la biosphère est l'ensemble de tous les écosystèmes et représente les zones de vie sur Terre. Il comprend le sol, l'eau et certaines parties de l'atmosphère.

    La diversité de la vie

    La biologie a une portée très vaste en raison de la grande diversité de la vie sur Terre. La source de cette diversité est l'évolution, le processus de changement graduel au cours duquel de nouvelles espèces apparaissent à partir d'espèces plus anciennes. Les biologistes évolutionnistes étudient l'évolution des êtres vivants dans tous les domaines, du monde microscopique aux écosystèmes.

    Au XVIIIe siècle, un scientifique du nom de Carl Linnaeus a proposé pour la première fois d'organiser les espèces d'organismes connues dans une taxonomie hiérarchique. Dans ce système, les espèces qui se ressemblent le plus sont regroupées au sein d'un groupe appelé genre. De plus, des genres similaires (le pluriel du genre) sont regroupés au sein d'une même famille. Ce regroupement se poursuit jusqu'à ce que tous les organismes soient rassemblés en groupes au plus haut niveau. Le système taxonomique actuel comporte désormais huit niveaux hiérarchiques, du plus bas au plus élevé, à savoir : espèce, genre, famille, ordre, classe, phylum, royaume, domaine. Ainsi, les espèces sont regroupées au sein de genres, les genres sont regroupés au sein de familles, les familles sont regroupées par ordre, etc. (Figure\(\PageIndex{8}\)).

    Un graphique montre les huit niveaux de hiérarchie taxonomique pour le chien Canis lupus.
    Figure\(\PageIndex{8}\) : Ce diagramme montre les niveaux de hiérarchie taxonomique d'un chien, de la catégorie-domaine la plus large à l'espèce la plus spécifique.

    Le niveau le plus élevé, le domaine, est un ajout relativement nouveau au système depuis les années 1990. Les scientifiques reconnaissent désormais trois domaines de la vie, l'eucarya, les archées et les bactéries. Le domaine Eukarya contient des organismes dont les cellules possèdent des noyaux. Il comprend les royaumes des champignons, des plantes, des animaux et plusieurs royaumes des protistes. Les Archées sont des organismes unicellulaires sans noyau et comprennent de nombreux extrêmophiles qui vivent dans des environnements rudes tels que les sources chaudes. Les bactéries constituent un autre groupe très différent d'organismes unicellulaires sans noyau (Figure\(\PageIndex{9}\)). Les archées et les bactéries sont des procaryotes, un nom informel désignant des cellules dépourvues de noyau. La reconnaissance, dans les années 1990, que certaines « bactéries », aujourd'hui connues sous le nom d'Archaea, étaient aussi différentes génétiquement et biochimiquement des autres cellules bactériennes que des eucaryotes, a motivé la recommandation de diviser la vie en trois domaines. Cette évolution spectaculaire de notre connaissance de l'arbre de vie montre que les classifications ne sont pas permanentes et qu'elles changeront lorsque de nouvelles informations seront disponibles.

    Outre le système taxonomique hiérarchique, Linné a été le premier à nommer les organismes en utilisant deux noms uniques, aujourd'hui appelés système de dénomination binomial. Avant Linné, l'utilisation de noms communs pour désigner des organismes était source de confusion en raison des différences régionales entre ces noms communs. Les noms binomiaux se composent du nom du genre (en majuscules) et du nom de l'espèce (tous en minuscules). Les deux noms apparaissent en italique lorsqu'ils sont imprimés. Chaque espèce reçoit un binôme unique qui est reconnu dans le monde entier, de sorte qu'un scientifique, où qu'il se trouve, puisse savoir à quel organisme il s'agit. Par exemple, le geai bleu d'Amérique du Nord est connu uniquement sous le nom de Cyanocitta cristata. Notre propre espèce est l'Homo sapiens.

    Les photos montrent : A : des cellules bactériennes. B : un conduit d'évacuation naturelle de la chaleur. C : un tournesol. D : un lion.
    Figure\(\PageIndex{9}\) : Ces images représentent différents domaines. La micrographie électronique à balayage montre (a) que les cellules bactériennes appartiennent au domaine des bactéries, tandis que (b) les extrêmophiles, considérés ensemble sous forme de tapis colorés dans cette source thermale, appartiennent au domaine Archaea. Le (c) tournesol et (d) le lion font tous deux partie du domaine Eukarya. (crédit a : modification d'un travail par Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH ; crédit b : modification d'un travail par Steve Jurvetson ; crédit c : modification d'un travail par Michael Arrighi ; crédit d : modification d'un travail par Frank Vassen)

    L'ÉVOLUTION EN ACTION : Carl Woese et l'arbre phylogénétique

    Les relations évolutives des différentes formes de vie sur Terre peuvent être résumées dans un arbre phylogénétique. Un arbre phylogénétique est un diagramme montrant les relations évolutives entre les espèces biologiques en fonction des similitudes et des différences dans les traits génétiques ou physiques, ou les deux. Un arbre phylogénétique est composé de points de branches, ou nœuds, et de branches. Les nœuds internes représentent les ancêtres et sont des points d'évolution lorsque, sur la base de preuves scientifiques, on pense qu'un ancêtre a divergé pour former deux nouvelles espèces. La longueur de chaque branche peut être considérée comme une estimation du temps relatif.

    Dans le passé, les biologistes regroupaient les organismes vivants en cinq royaumes : animaux, plantes, champignons, protistes et bactéries. Les travaux novateurs du microbiologiste américain Carl Woese au début des années 1970 ont toutefois montré que la vie sur Terre a évolué selon trois lignées, aujourd'hui appelées domaines : les bactéries, les archées et les eucaryas. Woese a proposé le domaine comme nouveau niveau taxonomique et Archaea comme nouveau domaine, afin de refléter le nouvel arbre phylogénétique (Figure\(\PageIndex{10}\)). De nombreux organismes appartenant au domaine Archaea vivent dans des conditions extrêmes et sont appelés extrêmophiles. Pour construire son arbre, Woese a utilisé des relations génétiques plutôt que des similitudes basées sur la morphologie (forme). Différents gènes ont été utilisés dans des études phylogénétiques. L'arbre de Woese a été construit à partir du séquençage comparatif des gènes qui sont distribués universellement, trouvés sous une forme légèrement modifiée dans chaque organisme, conservés (ce qui signifie que ces gènes ne sont restés que légèrement modifiés tout au long de l'évolution) et d'une longueur appropriée.

    Cet arbre phylogénétique montre que les trois domaines de la vie, les bactéries, les archées et les eucaryas, sont tous issus d'un ancêtre commun.
    Figure\(\PageIndex{10}\) : Cet arbre phylogénétique a été construit par le microbiologiste Carl Woese en utilisant des relations génétiques. L'arbre montre la séparation des organismes vivants en trois domaines : les bactéries, les archées et les eucaryas. Les bactéries et les archées sont des organismes dépourvus de noyau ou d'autres organites entourés d'une membrane et sont donc des procaryotes. (crédit : modification de l'œuvre d'Eric Gaba)

    Branches de l'étude biologique

    Le champ d'application de la biologie est vaste et comprend donc de nombreuses branches et sous-disciplines. Les biologistes peuvent poursuivre l'une de ces sous-disciplines et travailler dans un domaine plus ciblé. Par exemple, la biologie moléculaire étudie les processus biologiques au niveau moléculaire, y compris les interactions entre des molécules telles que l'ADN, l'ARN et les protéines, ainsi que leur régulation. La microbiologie est l'étude de la structure et de la fonction des microorganismes. Il s'agit d'une branche assez large en elle-même et, selon le sujet d'étude, il existe également des physiologistes microbiens, des écologistes et des généticiens, entre autres.

    Un autre domaine d'études biologiques, la neurobiologie, étudie la biologie du système nerveux et, bien qu'elle soit considérée comme une branche de la biologie, elle est également reconnue comme un domaine d'étude interdisciplinaire connu sous le nom de neurosciences. En raison de sa nature interdisciplinaire, cette sous-discipline étudie différentes fonctions du système nerveux à l'aide d'approches moléculaires, cellulaires, développementales, médicales et informatiques.

    La photo montre des scientifiques qui creusent des fossiles dans la terre.
    Figure\(\PageIndex{11}\) : Des chercheurs travaillent à la fouille de fossiles de dinosaures sur un site de Castellón, en Espagne. (crédit : Mario Modesto)

    La paléontologie, une autre branche de la biologie, utilise les fossiles pour étudier l'histoire de la vie (Figure\(\PageIndex{11}\)). La zoologie et la botanique sont l'étude des animaux et des plantes, respectivement. Les biologistes peuvent également se spécialiser en tant que biotechnologues, écologistes ou physiologistes, pour ne citer que quelques domaines. Les biotechnologues appliquent les connaissances de la biologie pour créer des produits utiles. Les écologistes étudient les interactions des organismes dans leur environnement. Les physiologistes étudient le fonctionnement des cellules, des tissus et des organes. Ce n'est qu'un petit échantillon des nombreux domaines que les biologistes peuvent explorer. Qu'il s'agisse de notre propre corps ou du monde dans lequel nous vivons, les découvertes en biologie peuvent nous affecter de manière très directe et importante. Nous dépendons de ces découvertes pour notre santé, nos sources de nourriture et les avantages de notre écosystème. De ce fait, la connaissance de la biologie peut nous aider à prendre des décisions dans notre vie quotidienne.

    Le développement de la technologie au XXe siècle qui se poursuit aujourd'hui, en particulier la technologie permettant de décrire et de manipuler le matériel génétique, l'ADN, a transformé la biologie. Cette transformation permettra aux biologistes de continuer à comprendre l'histoire de la vie de manière plus détaillée, le fonctionnement du corps humain, nos origines humaines et la façon dont les humains peuvent survivre en tant qu'espèce sur cette planète malgré le stress causé par notre nombre croissant. Les biologistes continuent de décrypter d'énormes mystères sur la vie, ce qui suggère que nous ne faisons que commencer à comprendre la vie sur la planète, son histoire et notre relation avec elle. Pour cette raison et pour d'autres, les connaissances en biologie acquises grâce à ce manuel et à d'autres supports imprimés et électroniques devraient être un avantage, quel que soit le domaine dans lequel vous entrez.

    DES CARRIÈRES EN ACTION : Médecin légiste

    La médecine légale est l'application de la science pour répondre à des questions liées au droit. Les biologistes ainsi que les chimistes et les biochimistes peuvent être des médecins légistes. Les médecins légistes fournissent des preuves scientifiques à utiliser devant les tribunaux, et leur travail consiste à examiner les traces associées à des crimes. L'intérêt pour les sciences judiciaires s'est accru ces dernières années, probablement en raison de la popularité des émissions de télévision mettant en vedette des médecins légistes sur leur lieu de travail. En outre, le développement de techniques moléculaires et la création de bases de données d'ADN ont permis de mettre à jour les types de travaux que les légistes peuvent effectuer. Leurs activités professionnelles sont principalement liées à des crimes contre des personnes tels que le meurtre, le viol et les agressions. Leur travail consiste à analyser des échantillons tels que des cheveux, du sang et d'autres fluides corporels et à traiter l'ADN (Figure\(\PageIndex{12}\)) présent dans de nombreux environnements et matériaux différents. Les légistes analysent également d'autres preuves biologiques laissées sur les lieux du crime, telles que des parties d'insectes ou des grains de pollen. Les étudiants qui souhaitent poursuivre une carrière en criminalistique seront très probablement tenus de suivre des cours de chimie et de biologie ainsi que des cours intensifs de mathématiques.

    La photo montre un scientifique travaillant dans un laboratoire.
    Figure\(\PageIndex{12}\) : Ce médecin légiste travaille dans une salle d'extraction d'ADN du laboratoire d'enquêtes criminelles de l'armée américaine. (source : Département des affaires publiques du CID de l'armée américaine)

    Résumé

    La biologie est la science de la vie. Tous les organismes vivants partagent plusieurs propriétés clés telles que l'ordre, la sensibilité ou la réponse aux stimuli, la reproduction, l'adaptation, la croissance et le développement, la régulation, l'homéostasie et le traitement de l'énergie. Les êtres vivants sont hautement organisés selon une hiérarchie qui comprend des atomes, des molécules, des organites, des cellules, des tissus, des organes et des systèmes organiques. Les organismes, à leur tour, sont regroupés en populations, communautés, écosystèmes et biosphère. L'évolution est à l'origine de la formidable diversité biologique de la Terre aujourd'hui. Un diagramme appelé arbre phylogénétique peut être utilisé pour montrer les relations évolutives entre les organismes. La biologie est très vaste et comprend de nombreuses branches et sous-disciplines. Les exemples incluent la biologie moléculaire, la microbiologie, la neurobiologie, la zoologie et la botanique, entre autres.

    Lexique

    atome
    unité de base de matière qui ne peut être décomposée par des réactions chimiques normales
    biologie
    l'étude des organismes vivants et de leurs interactions entre eux et avec leur environnement
    biosphère
    une collection de tous les écosystèmes de la Terre
    cellule
    la plus petite unité fondamentale de structure et de fonction des êtres vivants
    communauté
    un ensemble de populations habitant une zone particulière
    écosystème
    tous les êtres vivants d'une zone donnée ainsi que les parties abiotiques et non vivantes de cet environnement
    eucaryote
    un organisme dont les cellules possèdent des noyaux et des organites liés à la membrane
    évolution
    le processus de changement progressif d'une population qui peut également mener à la création de nouvelles espèces issues d'espèces plus anciennes
    homéostasie
    la capacité d'un organisme à maintenir des conditions internes constantes
    macromolécule
    une grosse molécule généralement formée par la jonction de molécules plus petites
    molécule
    une structure chimique composée d'au moins deux atomes maintenus ensemble par une liaison chimique
    organe
    une structure formée de tissus agissant ensemble pour remplir une fonction commune
    système d'organes
    le niveau supérieur de l'organisation qui se compose d'organes fonctionnellement liés
    organelle
    un compartiment ou un sac lié à une membrane à l'intérieur d'une cellule
    organisme
    une entité vivante individuelle
    arbre phylogénétique
    un diagramme montrant les relations évolutives entre les espèces biologiques sur la base des similitudes et des différences dans les traits génétiques ou physiques, ou les deux
    population
    tous les individus d'une espèce vivant dans une zone spécifique
    procaryote
    organisme unicellulaire dépourvu de noyau ou de tout autre organite lié à la membrane
    tissu
    un groupe de cellules similaires remplissant la même fonction

    Contributeurs et attributions