La biologie, des origines à nos jours : une histoire des idées et des hommes

Auteur(s) :

Vignais, Pierre (1926-2006) Découvrir l'auteur

Résumé

L'évolution, les origines de la biologie cellulaire, celles de la biologie moléculaire et les racines du métabolisme cellulaire constituent une fresque qui permet de mieux comprendre la biologie contemporaine. Ouvrage de référence pour le biologiste, il permettra à tous les scientifiques non spécialistes de s'approprier les connaissances d'aujourd'hui.

Éditeur(s)
- EDP Sciences
Date
- 2001
Notes
- Bibliogr. p. 433-439. Glossaire. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 478 p. : ill., couv. ill. en coul. ; 25 cm
Collections
- Collection Grenoble sciences
Sujet(s)
- Biologie
- Histoire
ISBN
- 2-86883-519-8
Indice
- 574(091) Biologie générale. Histoire
Quatrième de couverture
- L'ouvrage permet de s'approprier les bases de la biologie contemporaine en découvrant ses origines et le cheminement des idées et des expériences. Ainsi sont retracées les théories de l'évolution, les démarches qui ont conduit à la biologie cellulaire, à la biologie moléculaire et au déchiffrage du métabolisme cellulaire, en insistant sur les liens qui les unissent. Le lecteur appréhende la complexité des processus inhérents à la vie et acquiert une vision, un recul sur l'état actuel de nos connaissances. Ce savoir ne peut être dissocié de la réflexion philosophique que suscitent les interrogations et les errements des scientifiques qui nous ont précédés, leur vision intuitive étayée par des expérimentations souvent étonnantes compte tenu des moyens dont ils disposaient. L'ouvrage comprend de nombreuses illustrations, un index des auteurs et un glossaire pour faciliter la lecture de celui qui ne dispose pas de bases classiques de biologie.
  L'ouvrage est destiné à tous les scientifiques possédant un second cycle universitaire. Les physiciens, chimistes, mathématiciens pourront acquérir les bases de la biologie de façon passionnante et cultivée. Les biologistes pourront compléter leurs connaissances et les resituer dans le contexte d'une discipline en exceptionnelle progression.
Tables des matières
- - La biologie des origines à nos jours
  - Pierre Vignais
  - EDP Sciences
  - Avant-propos5
  - Chapitre I - Les artisans des théories de l'évolution9
  - 1. Survol du phénomène de l'évolution9
  - 1.1. Les idées sur l'évolution depuis l'antiquité9
  - 1.2. Les âges de la terre et l'émergence des espèces vivantes. Un bref aperçu13
  - 1.3. Les êtres vivants et leur environnement21
  - 2. La systématique dans les sciences de la nature24
  - 2.1. Les pionniers de la systématique du vivant : Tournefort, Ray et Linné25
  - 2.2. Notion de parenté et principe de subordination27
  - 2.3. Le cladisme28
  - 3. Les prémisses de la théorie du transformisme28
  - 3.1. Maupertuis, Maillet et Buffon, trois naturalistes prestigieux et des questions pertinentes sur les espèces vivantes30
  - 3.2. L'origine des fossiles appréhendée par la stratigraphie33
  - 4. Jean-Baptiste de Lamarck, pionnier du transformisme34
  - 4.1. Lamarck et son temps34
  - 4.2. Les grandes lignes du lamarckisme36
  - 5. La période pré-darwinienne38
  - 5.1. Etienne Geoffroy Saint-Hilaire et Georges Cuvier : deux destins, deux carrières38
  - 5.2. L'affrontement Geoffroy Saint-Hilaire - Cuvier : transformisme contre fixisme40
  - 6. Charles Darwin et Alfred Wallace : l'émergence d'une nouvelle théorie de l'évolution44
  - 6.1. Sélection naturelle et lutte pour l'existence44
  - 6.2. Une illustration du principe de sélection : le bec des pinsons des îles Galapagos et le cou de la girafe47
  - 6.3. Le parallèle entre sélection naturelle et sélection artificielle49
  - 6.4. La sélection sexuelle dans l'évolution50
  - 6.5. L'accueil du darwinisme dans la communauté scientifique51
  - 6.6. Le dilemme des variations continues dans la théorie de Darwin55
  - 6.7. Le néo-darwinisme57
  - 6.8. Retombées socio-économiques du darwinisme57
  - 7. L'après darwinisme59
  - 7.1. La théorie synthétique59
  - 7.2. La théorie neutraliste60
  - 7.3. La macroévolution61
  - 8. Les essais de reconstitution de la "soupe" moléculaire prébiotique62
  - 8.1. Preuve géologique des propriétés réductrices de la soupe prébiotique63
  - 8.2. Les premières tentatives de reproduction de la chimie prébiotique63
  - 8.3. L'hypothèse du monde du soufre et du fer. L'importance d'une chimie des surfaces66
  - 8.4. L'hypothèse du monde de l'acide ribonucléique (ARN)67
  - 9. Hypothèses sur l'apparition du monde cellulaire et son évolution73
  - 9.1. L'émergence des procaryotes74
  - 9.2. L'émergence des eucaryotes78
  - 9.3. Mutations et horloges d'ADN80
  - 9.4. Evolution et malléabilité du génome82
  - 10. Conclusion. De la démonstration de l'évolution au déchiffrage de son mécanisme85
  - Chapitre II - Les origines de la biologie cellulaire89
  - 1. Les objets de la biologie cellulaire90
  - 1.1. Systèmes de classification des cellules vivantes90
  - 1.2. L'état des connaissances en biologie cellulaire vers la moitié du XXe siècle avant la percée de la biologie moléculaire91
  - Le noyau97
  - Mitochondries et chloroplastes99
  - Lysosomes et peroxysomes101
  - Réticulum endoplasmique, ribosomes et appareil de Golgi102
  - Cytosol et cytosquelette103
  - 1.3. Diversité et unité du monde vivant105
  - 2. Les premières observations de cellules vivantes106
  - 2.1. L'avènement du microscope optique107
  - 2.2. Van Leeuwenhoek et son temps108
  - 3. Le XVIIIe siècle, période de transition110
  - 4. L'émergence de la théorie cellulaire au XIXe siecle115
  - 4.1. Les précurseurs de la théorie cellulaire115
  - 4.2. Une première formulation de la théorie cellulaire117
  - 4.3. La réfutation de la théorie du cytoblastème et l'énoncé final de la théorie cellulaire119
  - 4.4. L'accueil fait à la théorie cellulaire121
  - 5. Les progrès dans l'analyse structurale de la cellule à la fin du XIXe siècle124
  - 5.1. Des améliorations techniques décisives124
  - 5.2. La caractérisation du noyau et de son comportement au cours de la division cellulaire126
  - 5.3. Le phénomène de la méiose ou division réductionnelle des cellules germinales133
  - 5.4. Les premières preuves à l'appui de la théorie chromosomique de l'hérédité135
  - 5.5. A la recherche de l'ultrastructure du cytoplasme136
  - 5.6. Une retombée d'envergure de la théorie cellulaire : la théorie neuronale140
  - 5.7. La situation de la cytologie dans les dernières décennies du XIXe siècle et l'arrivée de nouvelles disciplines biologiques140
  - 6. De la théorie cellulaire à l'embryologie expérimentale142
  - 6.1. Epigenèse contre préformationnisme142
  - 6.2. Les déviations doctrinales de l'embryologie comparée144
  - 6.3. La naissance de l'embryologie expérimentale ou embryologie causale145
  - 7. L'essor de la microbiologie bactérienne au tournant du XXe siècle147
  - 7.1. Micro-organismes et génération spontanée147
  - 7.2. Micro-organismes et chimie des fermentations151
  - 7.3. Micro-organismes et pathologies infectieuses151
  - 7.3.1. La spécificité bactérienne des maladies infectieuses151
  - 7.3.2. La défense de l'hôte contre l'invasion bactérienne155
  - 7.3.3. Metchnikoff et la découverte des cellules phagocytaires157
  - 7.3.4. Les premiers pas dans la thérapeutique antimicrobienne159
  - 7.3.5. Les micro-organismes en tant qu'usines métaboliques responsables des équilibres naturels161
  - 7.4. La nécessaire classification des bactéries162
  - 7.5. La découverte du monde des virus163
  - 8. Les percées techniques contemporaines164
  - 8.1. L'accès à l'ultrastructure cellulaire par la microscopie électronique166
  - 8.2. L'ouverture de la boîte noire de la cellule : accès aux organites endocellulaires170
  - 8.2.1. A la recherche d'organites porteurs d'activité respiratoire : les mitochondries170
  - 8.2.2. La révélation par fractionnement subcellulaire d'organites insoupçonnés : les lysosomes et les peroxysomes174
  - 8.2.3. Les retombées de l'exploration endocellulaire en pathologie176
  - 8.3. L'utilisation de cellules eucaryotes cultivées, ou isolées à partir de tisssus animaux, pour des études metaboliques178
  - 8.4. Le ciblage de protéines spécifiques par des anticorps monoclonaux179
  - 9. Emergence d'un nouveau secteur de la biologie cellulaire : la membranologie180
  - 9.1. Les membranes cellulaires en tant que bicouches lipidiques181
  - 9.2. L'architecture membranaire : un historique des théories182
  - 9.3. La répartition asymétrique des phospholipides dans les deux feuillets de la bicouche lipidique des membranes187
  - 10. Le nouveau statut de la biologie cellulaire. Vers une rationalisation moléculaire de la dynamique cellulaire188
  - 10.1. Le code de routage de protéines néosynthétisées vers des organites endocellulaires188
  - 10.2. Les chaînes de signalisation191
  - 10.3. L'homéostasie cellulaire, une idée ancienne remise à la mode moléculaire193
  - 11. Conclusion. De la cellule, unité structurale des organismes vivants, au fonctionnement de la machinerie cellulaire195
  - Chapitre III - Les origines de la biologie moléculaire197
  - 1. Les germes de la biologie moléculaire au XIXe siècle et au début du XXe siècle199
  - 1.1. Les étapes vers le concept du gène support de l'hérédité199
  - 1.1.1. Gregor Mendel, le découvreur des lois de la transmission des caractères héréditaires199
  - 1.1.2. La redécouverte des lois de Mendel205
  - 1.1.3. Variations continues ou discontinues dans l'hérédité206
  - 1.1.4. Vers la preuve d'un support matériel de l'hérédité206
  - 1.1.5. Thomas Morgan et la théorie chromosomique de l'hérédité209
  - 1.2. Les premiers jalons de la protéinologie216
  - 1.2.1. Apparition du terme protéine au XIXe siècle216
  - 1.2.2. Les acides aminés reconnus comme constituants des protéines217
  - 1.2.3. La théorie de la macromolécule protéique protoplasmique220
  - 1.2.4. Premières preuves de la diversité des protéines221
  - 1.2.5. Emil Fischer et Franz Hofmeister, les promoteurs de la théorie de la liaison peptidique222
  - 1.2.6. Naissance et mort de la théorie des cyclols224
  - 1.2.7. La théorie des colloïdes, un concept à la vie dure224
  - 1.2.8. Le dogme de la périodicité et l'illusion de la numérologie226
  - 1.3. De la nucléine aux acides nucléiques227
  - 1.3.1. Miescher, le découvreur oublié de la nucléine. Kossel, un chimiste pionnier des acides nucléiques227
  - 1.3.2. Levene et l'hypothèse du tétranucléotide231
  - 2. Des avancées techniques déterminantes dans la période 1920 - 1960234
  - 2.1. Les retombées de la technique chromatographique en protéinologie239
  - 2.1.1. Frederick Sanger et la séquence de l'insuline239
  - 2.1.2. Vernon Ingram et le repérage d'acides aminés stratégiques242
  - 2.2. Les retombées de la technique de diffraction des rayons X243
  - 2.2.1. Vers la résolution des structures secondaire et tertiaire des protéines243
  - 2.2.2. L'ADN : révélation de sa structure en double hélice et démonstration de sa réplication semi-conservatrice249
  - 2.2.3. Retour à la structure primaire de l'ADN253
  - 3. Les enzymes comme systèmes modèles pour l'étude de la relation entre structure et fonction dans les protéines254
  - 3.1. La catalyse enzymatique. Notion de spécificité et de complémentarité254
  - 3.2. Vers la démonstration de la nature protéique des enzymes258
  - 3.3. Démonstration du contrôle de la structure tridimensionnelle d'une protéine par sa séquence en acides aminés260
  - 3.4. L'oligomérisation des protéines : un niveau supérieur de complexité structurale et fonctionnelle262
  - 4. Les preuves du rôle informatif de l'ADN dans la synthèse protéique : émergence de la biologie moléculaire264
  - 4.1. Naissance du concept : un gène - un enzyme265
  - 4.2. L'ADN support chimique de l'hérédité268
  - 4.2.1. L'identification du principe transformant du pneumocoque à l'ADN268
  - 4.2.2. L'incursion d'un physicien théoricien, Erwin Schrödinger, dans le domaine de la biologie270
  - 4.2.3. L'identification du principe infectieux du bactériophage à l'ADN271
  - 4.2.4. La conjugaison sexuelle des bactéries et la transduction, deux autres façons de transmettre l'information génétique de cellule à cellule273
  - 4.2.5. La transposition, un nouveau concept peu orthodoxe275
  - 4.2.6. Découverte de l'enzyme de réplication de l'ADN275
  - 5. La rupture du dogme de la réversibilité de la protéolyse276
  - 5.1. Naissance et chute de la théorie de la zymohydrolyse réversible278
  - 5.2. Mise en évidence de l'activation des acides aminés, une réaction préalable à la synthèse de la liaison peptidique279
  - 6. Le chemin vers la découverte du mécanisme de la synthèse protéique280
  - 6.1. La découverte des ARNs solubles ou ARNs de transfert280
  - 6.2. L'hypothèse du triplet nucléotidique et de l'ARN messager280
  - 6.3. La traduction de l'acide polyuridylique en polyphénylalanine, un premier jalon dans le décryptage du code génétique282
  - 6.4. Le décryptage total du code de l'ADN283
  - 6.5. Le flux de l'information génétique : ADN Vecteur ARN messager Vecteur protéine, dogme central de la biologie moléculaire285
  - 7. Les preuves d'une régulation génétique de la synthèse protéique28
  - 7.1. Le prophage, un exemple de régulation négative d'expression génique287
  - 7.2. La synthèse inductible des protéines et le concept de répresseur289
  - 7.3. Le modèle de l'opéron291
  - 7.4. Différenciation cellulaire et facteurs de transcription chez les organismes eucaryotes293
  - 8. De l'enzymologie de l'ADN à l'ingéniérie génétique au tournant du XXIe siècle295
  - 8.1. Les transcriptases inverses295
  - 8.2. Les enzymes de restriction296
  - 9. Conclusion : aujourd'hui et demain297
  - Chapitre IV - Les racines du métabolisme cellulaire301
  - 1. Des philosophes grecs aux alchimistes du Moyen Age304
  - 1.1. La tradition grecque306
  - 1.2. La naissance de l'expérimentation avec les alchimistes308
  - 2. La période post-alchimique309
  - 2.1. Premières expériences sur les gaz310
  - 2.2. Stahl. La théorie du phlogistique et la théorie des affinités312
  - 2.3. L'essor de la chimie des gaz313
  - 2.4. Premières explorations des gaz en physiologie végétale316
  - 2.5. Lavoisier et la réfutation de la théorie du phlogistique318
  - 3. L'émergence de la chimie physiologique au XIXe siècle323
  - 3.1. Les germes de la chimie physiologique à la fin du XVIIIe siècle323
  - 3.2. La chimie organique, base de la chimie physiologique324
  - 3.3. Le problème de l'assimilation azotée328
  - 3.4. L'analyse chimique et l'expérimentation physiologique dans l'étude du métabolisme animal329
  - 3.5. Le dogme de la séparation entre métabolisme animal et métabolisme végétal331
  - 3.6. Claude Bernard et la découverte de la glycogénèse animale332
  - 3.7. Le concept de bioénergétique et sa quantification334
  - 4. Les nouveaux champs conceptuels de la physiologie animale au tournant du XXe siècle : hormonologie et vitaminologie335
  - 4.1. La naissance du concept d'hormones335
  - 4.2. La découverte des vitamines340
  - 5. Les nouvelles techniques d'exploration de la chimie cellulaire dans la première moitié du XXe siècle343
  - 6. L'émergence de l'enzymologie cellulaire avec l'exploration de la glycolyse345
  - 6.1. La querelle de la levure345
  - 6.2. La découverte de la fermentation acellulaire du glucose346
  - 6.3. La chimie des sucres à la fin du XIXe siècle348
  - 6.4. Premières investigations sur les propriétés de la zymase. Découverte d'intermédiaires phosphorylés dans la glycolyse350
  - 6.5. De la levure au tissu musculaire353
  - 6.6. La découverte d'une deuxième voie de dégradation du glucose passant par les pentoses. Son implication dans la photosynthèse360
  - 6.7. Démonstration que la synthèse de glucose à partir de pyruvate n'est pas l'inverse de la glycolyse et que la synthèse du glycogène à partir du glucose n'est pas l'inverse de la glycogénolyse363
  - 7. Coup d'œil sur l'exploration du catabolisme des lipides et protéines au début du XXe siècle365
  - 7.1. Acides gras, corps cétoniques et stérols366
  - 7.1.1. La découverte de la Bêta-oxydation des acides gras366
  - 7.1.2. L'énigme des corps cétoniques370
  - 7.1.3. Le rôle de la carnitine dans l'oxydation des acides gras370
  - 7.1.4. Ressemblances chimiques et dissemblances enzymatiques entre synthèse et dégradation des acides gras370
  - 7.1.5. Les premières incursions dans le domaine des stérols371
  - 7.2. Les premiers pas dans l'exploration du catabolisme des acides aminés372
  - 7.2.1. Acides aminés indispensables et acides aminés glycogéniques et cétogéniques373
  - 7.2.2. La controverse du destin métabolique des protéines alimentaires (exogènes) et des protéines tissulaires (endogènes)374
  - 7.2.3. A la recherche du destin du groupe aminé des acides aminés : désamination oxydative et transamination376
  - 7.2.4. La découverte du cycle de l'urée377
  - 7.3. Une percée technique des années 1950 dans l'analyse du métabolisme : le radiomarquage isotopique379
  - 8. Les recherches sur la respiration cellulaire dans les années 1910 - 1940384
  - 8.1. Les premières théories sur la respiration cellulaire384
  - 8.2. Le dilemme de la respiration cellulaire : déshydrogénation ou oxydation384
  - 8.3. La redécouverte des cytochromes, un maillon manquant de la chaîne respiratoire387
  - 8.4. A la recherche des autres composants de la chaîne respiratoire392
  - 8.5. La découverte du cycle des acides tricarboxyliques ou cycle de Krebs. Son rôle comme source d'électrons dans la respiration cellulaire394
  - 8.6. Le cœur de l'énergétique cellulaire : le couplage entre respiration cellulaire et synthèse d'ATP403
  - 9. Un regard nouveau sur le métabolisme cellulaire au tournant du XXIe siècle404
  - 9.1. Compartimentation métabolique et métabolisme vectoriel407
  - 9.2. Régulation enzymatique et signalisation amplificatrice411
  - 10. Conclusion. Apport de la physique, de la génétique et de la biologie moléculaire pour une vision renouvelée du métabolisme cellulaire414
  - Chapitre V - Epilogue417
  - 1. Les découvertes en biologie : accumulation de connaissances et rupture de dogmes419
  - 2. A la recherche de principes unificateurs423
  - 3. La politique scientifique des universités et des états face à l'émergence de la biologie et à la formation des chercheurs aux XIXe et XXe siècles425
  - 4. La biologie face à la société. L'impact des nouvelles connaissances dans les domaines médical, socio-économique et politique429
  - Bibliographie433
  - Index auteurs441
  - Glossaire455
  - Table des matières473
Origine de la notice:
- BN