4-Les organismes : comment une cellule vit-elle au milieu d'un corps ?

Préparation de la séance

"Les premiers animaux sont apparus du jour au lendemain"

"Comment la première cellule sur terre s’est-elle transformée en animal ?" (Eliette, 8 ans) 

Transcription

Réponse de Vincent FLEURY :  Biophysicien, Directeur de recherches au CNRS, spécialiste de la morphogenèse.

« C'est une des questions les plus difficiles de la biologie ! L'apparition des animaux est un phénomène et l'apparition des cellules s'est produit il y a entre 1 milliard et 600 millions d'années. Il y a très, très peu de vestiges. On ne connait pas la formation des premières cellules, on ne sait pas exactement comment elles sont apparues, c'est la partie difficile du problème. 

La partie facile du problème est l'apparition des animaux. Les animaux sont "un gros paquet de cellules". Typiquement, on peut reconnaître un animal au stade embryonnaire à partir de 2 000 cellules à peu près, on peut faire un petit poisson rudimentaire avec 2 000 cellules ou un petit poulet rudimentaire avec environ 30 000 cellules.

Au début, les cellules étaient toutes seules, individuelles, se promenaient dans l'eau et survivaient comme cela. Un jour, une cellule a inventé un truc très bizarre ! C'est une molécule d'adhésion : la cellule a développé une espèce de "velcro" avec lequel elle pouvait adhérer à un rocher ou n'importe quoi, mais cela pouvait être aussi à une autre cellule. Que s'est-il passé ? Le problème, c'est que les cellules se divisent. Donc, la cellule qui a inventé l'accrochage à une autre cellule a déjà fait 2 cellules vingt minutes après, puis quatre cellules, le lendemain, elle était faite de 10 000 cellules... Les animaux ont donc pu apparaître du jour au lendemain.

Pourquoi du jour au lendemain ? Quand vous avez un paquet de 50 000 cellules, vous n'avez au début que deux cas : soit les cellules sont statiques, elles ne bougent pas et on a une boule. Soit les cellules bougent et cela s'appelle un animal ! 50.000 cellules qui bougent, ça s'allonge, se plie, se tord et ça donne un tube, une poche, un pli… : c'est la forme des animaux primitifs. »

Extrait du sujet "Vivre la naissance d'un enfant !" dans l'émission "Les P'tits Bateaux" sur France Inter (mardi 16 juin 2020)

Pistes d'exploitation

  1. Représenter la "transformation de la première cellule en animal" telle que décrite par V. Fleury sous la forme d'un dessin.
  2. Sachant que dans notre corps, une cellule (d'environ 10 µm de diamètre) a besoin de se trouver à moins de 0,1 mm d'un capillaire sanguin pour se fournir en dioxygène, qu'est-ce qui a permis l'accroissement de ces "boules" de cellules constituant les premiers animaux ?
  3. Chercher sur internet des illustrations d'animaux au stade embryonnaire et des vidéos de cellules en mouvement.