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L’étrange histoire de la théorie cellulaire

Parlons sciences
Lisibilité
6.68

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Il a fallu plusieurs scientifiques s’inspirant de leurs découvertes respectives pour formuler la théorie cellulaire, une des pierres d’assise de la biologie.
L'histoire folle de la théorie cellulaire (vidéo en anglais avec sous-titres français). de Ted Ed (6 min. 12 s.)

Lorsque tu entends le mot « scientifique », à quoi penses-tu? À une personne en sarrau blanc dans un laboratoire? Il est vrai que beaucoup de scientifiques effectuent un travail important dans de telles conditions. Mais les théories scientifiques ne proviennent pas d’une seule personne travaillant dans un labo. Elles sont souvent le fruit du labeur de différents scientifiques qui se sont inspirés de leurs découvertes respectives.

Le cas à l’étude: la théorie cellulaire. Cette théorie est un des fondements de la biologie. La théorie cellulaire se divise en trois parties :

  1. Tous les organismes (les êtres vivants) sont constitués d’une ou de plusieurs cellules.
  2. La cellule est l’unité fondamentale de la structure et de l’organisation chez les organismes.
  3. Toutes les cellules proviennent de cellules préexistantes.

L’élaboration de cette théorie a nécessité plusieurs étapes et repose sur le travail de plusieurs scientifiques.

Première partie : le microscope

L’histoire de la théorie cellulaire a commencé au 16e siècle aux Pays-Bas, où un fabricant de lunettes du nom de Zacharais Janssen aurait, dit-on, mis au point le premier microscope composé. Un microscope composé est muni de deux lentilles. Une lentille se trouve près de l’objet observé: il s’agit de l’objectif. L’autre se trouve près de l’observateur: il s’agit de l’oculaire. Les microscopes sont vite devenus très populaires dans la communauté scientifique.

Le savais-tu? 

Beaucoup de gens croient que Zacharais Janssen a inventé le premier microscope et le premier télescope. Mais cela n’a jamais vraiment été prouvé. De nombreux autres scientifiques travaillaient sur des inventions similaires à la même époque.

Reproduction d’un appareil optique qui aurait été inventé par Zacharais Janssen
<p>Reproduction d&rsquo;un appareil optique qui aurait &eacute;t&eacute; invent&eacute; par Zacharais Janssen (Source&nbsp;: Gouvernement des &Eacute;tats-Unis [domaine public] via <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/9/99/Jaansen_Microscope.jpg">Wikimedia Commons</a>).</p>

Deuxième partie : la découverte des bactéries

Un autre scientifique néerlandais, Antoine van Leeuwenhoek, a décidé de fabriquer son propre microscope. Il s’est alors mis à observer toutes sortes de matières avec son invention. Il a même examiné des fragments du tartre de ses propres dents. C’est ainsi qu’il a découvert les bactéries!

Le savais-tu? 

Van Leeuwenhoek croyait que les bactéries ressemblaient à de petits animaux. Il les a donc appelées des animalcules.

Deux illustrations par van Leeuwenhoek
<p>Deux illustrations par van Leeuwenhoek de ce qu&rsquo;il appelait des animalcules (Source&nbsp;: Archives Internet d&rsquo;images de livres [sans restrictions] sur <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Antony_van_Leeuwenhoek_and_his_%22Little_animals%22;_being_some_account_of_the_father_o…">Wikimedia Commons</a>).</p>

Troisième partie : la découverte des cellules

Van Leeuwenhoek écrivait des lettres à un ami scientifique en Angleterre du nom de Robert Hooke. Hooke étudiait lui aussi des objets à l’aide d’un microscope. Il a examiné un morceau de liège et a remarqué qu’il était divisé en petites cavités. Ces minuscules chambres lui ont rappelé les cellules des moines dans les monastères. Hooke a alors donné le nom de cellules à sa découverte.

Illustrations du liège réalisées par Robert Hooke
<p>Illustrations du li&egrave;ge r&eacute;alis&eacute;es par Robert Hooke (Source&nbsp;: <a href="http://wellcomeimages.org/">Wellcome Images</a> via <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Robert_Hooke,_Micrographia,_needle-point._Wellcome_L0013028.jpg">Wikimedia Commons</a>).</p>

Quatrième et cinquième parties : d’autres découvertes sur les cellules

Deux scientifiques allemands ont donné suite à ces premières découvertes. Matthias Schleiden était un botaniste. Il utilisait des microscopes pour étudier les plantes. Un jour, il a fini par constater que toutes les plantes qu’il observait étaient constituées de cellules.

Pendant ce temps, Theodor Schwann étudiait des lamelles de cellules animales. Il a conclu que tous les animaux sont eux aussi faits de cellules!

Cellules d’oignon et cellules de grenouille
<p>&Agrave; gauche : cellules d&rsquo;oignon, un type de cellule v&eacute;g&eacute;tale. &Agrave; droite&nbsp;: cellules de grenouille, un type de cellule animale (Sources : kaibara87 [CC BY 2.0] sur <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Onion_Cells.jpg">Wikimedia Commons</a> et <a href="https://www.istockphoto.com/ca/portfolio/weisschr?mediatype=photography">weisschr</a> via <a href="https://www.istockphoto.com/ca/photo/microscope-photo-of-a-section-through-cells-of-a-frog-liver-gm1026972436-275365650">iStockphoto</a>).</p>

Sixième partie : les cellules préexistantes

Plus tard, Schleiden et Schwann ont uni leurs forces et commencé à élaborer la théorie cellulaire. Mais ils étaient en désaccord sur la troisième partie, soit que toutes les cellules proviennent de cellules préexistantes. Il a fallu un troisième scientifique, Rudolf Virchow, pour démontrer que les cellules viennent effectivement d’autres cellules. Mais la recherche qu’il a utilisée pour prouver cela était en fait celle d’un scientifique juif d’origine polono-allemande dénommé Robert Remak!

Que nous apprendrons l’histoire de la théorie cellulaire?

Alors, que nous apprendrons cette histoire? Deux choses. Premièrement, les théories scientifiques impliquent souvent un travail de construction à partir des découvertes d’autres personnes. Deuxièmement, on ne sait jamais d’où peut provenir une théorie scientifique. Sa source pourrait se trouver dans la matière visqueuse sur tes dents!

Points de départ

Connecter et Relier

  • T’es-tu déjà demandé quelle est la plus petite chose vivante? Explique ta réponse.
  • Quelle est la plus petite chose que tu as vue seulement avec tes yeux?
  • Nomme certaines choses que tu as observées à l’aide d’un microscope ou d’une loupe.

Connecter et Relier

  • T’es-tu déjà demandé quelle est la plus petite chose vivante? Explique ta réponse.
  • Quelle est la plus petite chose que tu as vue seulement avec tes yeux?
  • Nomme certaines choses que tu as observées à l’aide d’un microscope ou d’une loupe.

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Le voyage dans le monde microscopique est similaire à nos explorations actuelles de l’immensité de l’espace. Décrit en quoi nos explorations de ces deux mondes sont similaires et différentes.

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Le voyage dans le monde microscopique est similaire à nos explorations actuelles de l’immensité de l’espace. Décrit en quoi nos explorations de ces deux mondes sont similaires et différentes.

Explorer les Concepts

  • Quelles sont les trois parties de la théorie cellulaire? Quelle partie semble être la plus difficile à soutenir par des preuves?
  • Quelle technologie a été essentielle à la formulation de la théorie cellulaire? Explique ta réponse.
  • Quelle est la différence entre un « fait » et une « théorie »? D’après toi, pourquoi la « théorie cellulaire » s’appelle-t-elle encore une théorie?

Explorer les Concepts

  • Quelles sont les trois parties de la théorie cellulaire? Quelle partie semble être la plus difficile à soutenir par des preuves?
  • Quelle technologie a été essentielle à la formulation de la théorie cellulaire? Explique ta réponse.
  • Quelle est la différence entre un « fait » et une « théorie »? D’après toi, pourquoi la « théorie cellulaire » s’appelle-t-elle encore une théorie?

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Quel est le but d’une théorie? Explique en quoi la théorie cellulaire remplit ce but. 
  • Beaucoup de scientifiques font des découvertes par hasard. Explique comment le hasard a joué un rôle dans le développement de la théorie cellulaire.
  • Il arrive souvent que les découvertes scientifiques se heurtent à de l’incrédulité et à de l’opposition parmi les scientifiques. Crois-tu que ce soit encore le cas de nos jours? Explique ton point de vue.
  • En quoi l’exemple de l’invention du microscope illustre-t-il la façon dont la technologie améliore notre compréhension des concepts scientifiques? Explique ton point de vue.

Nature de la Science / Nature de la Technologie

  • Quel est le but d’une théorie? Explique en quoi la théorie cellulaire remplit ce but. 
  • Beaucoup de scientifiques font des découvertes par hasard. Explique comment le hasard a joué un rôle dans le développement de la théorie cellulaire.
  • Il arrive souvent que les découvertes scientifiques se heurtent à de l’incrédulité et à de l’opposition parmi les scientifiques. Crois-tu que ce soit encore le cas de nos jours? Explique ton point de vue.
  • En quoi l’exemple de l’invention du microscope illustre-t-il la façon dont la technologie améliore notre compréhension des concepts scientifiques? Explique ton point de vue.

Littératie Médiatique

  • Si les médias sociaux avaient existé à l’époque de la première formulation de la théorie cellulaire, crois-tu que cela aurait favorisé l’avancement de cette théorie ou que cela lui aurait nui? Explique ton point de vue. 
  • Un grand nombre de publicités télévisées présentent de nouvelles technologies. Crois-tu que l’invention du microscope a suscité autant d’enthousiasme chez les gens à l’époque que les nouveaux iPhone et iPad de nos jours? Explique ton point de vue.

Littératie Médiatique

  • Si les médias sociaux avaient existé à l’époque de la première formulation de la théorie cellulaire, crois-tu que cela aurait favorisé l’avancement de cette théorie ou que cela lui aurait nui? Explique ton point de vue. 
  • Un grand nombre de publicités télévisées présentent de nouvelles technologies. Crois-tu que l’invention du microscope a suscité autant d’enthousiasme chez les gens à l’époque que les nouveaux iPhone et iPad de nos jours? Explique ton point de vue.

Suggestions d'enseignement

  • Cette vidéo peut être utilisée pour soutenir l’enseignement et l’apprentissage dans les domaines Biologie, Technologies et Histoire des sciences liée à la théorie cellulaire. Les concepts présentés incluent la théorie cellulaire, les microscopes composés et les cellules.
  • Pendant le visionnement de la vidéo, les enseignants peuvent demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage Évaluation de vidéo pour résumer les éléments clés de la vidéo. Téléchargez les fiches reproductibles prêtes à utiliser Évaluation de vidéo pour cet article dans les formats [Document Google] et [PDF].
  • Pour aider les élèves à consolider leur apprentissage et à développer leurs aptitudes à poser des questions, les enseignants peuvent leur demander d’utiliser la stratégie d’apprentissage Tournoi à la ronde-Mes Questions. Téléchargez les fiches reproductibles prêtes à utiliser Tournoi à la ronde-Mes Questions pour cet article dans les formats [Document Google] et [PDF].
  • Les élèves peuvent utiliser Internet pour créer une ligne du temps afin d’illustrer le développement de la théorie cellulaire en effectuant une recherche sur les moments des contributions importantes ainsi que sur leurs auteurs.
  • Pour conclure et évaluer la compréhension des élèves sur ce sujet, les enseignants peuvent leur fournir la stratégie d’apprentissage Billet de sortie. Téléchargez les fiches reproductibles prêtes à utiliser Billet de sortie pour cet article dans les formats [Document Google] et [PDF].

Suggestions d'enseignement

  • Cette vidéo peut être utilisée pour soutenir l’enseignement et l’apprentissage dans les domaines Biologie, Technologies et Histoire des sciences liée à la théorie cellulaire. Les concepts présentés incluent la théorie cellulaire, les microscopes composés et les cellules.
  • Pendant le visionnement de la vidéo, les enseignants peuvent demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage Évaluation de vidéo pour résumer les éléments clés de la vidéo. Téléchargez les fiches reproductibles prêtes à utiliser Évaluation de vidéo pour cet article dans les formats [Document Google] et [PDF].
  • Pour aider les élèves à consolider leur apprentissage et à développer leurs aptitudes à poser des questions, les enseignants peuvent leur demander d’utiliser la stratégie d’apprentissage Tournoi à la ronde-Mes Questions. Téléchargez les fiches reproductibles prêtes à utiliser Tournoi à la ronde-Mes Questions pour cet article dans les formats [Document Google] et [PDF].
  • Les élèves peuvent utiliser Internet pour créer une ligne du temps afin d’illustrer le développement de la théorie cellulaire en effectuant une recherche sur les moments des contributions importantes ainsi que sur leurs auteurs.
  • Pour conclure et évaluer la compréhension des élèves sur ce sujet, les enseignants peuvent leur fournir la stratégie d’apprentissage Billet de sortie. Téléchargez les fiches reproductibles prêtes à utiliser Billet de sortie pour cet article dans les formats [Document Google] et [PDF].

En savoir plus

Créationnisme : peut-on nier la théorie de l'évolution? (2018) France Culture -- Cette vidéo (3 mins 53 secs) explique la méthode scientifique telle qu’appliquée à la théorie de l’évolution. 

La théorie cellulaire (2009) Biologie amusante -- Une brève histoire et plusieurs courtes expériences à réaliser.

Références

Harris, W. (2008, janvier 14). How the scientific method works. How Stuff Works.

Robinson, R. (n.d.). History of biology: Cell theory and cell structure. Biology Reference.

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