Cellule végétale et fongique : l’évolution d’un arbre de vie

UFR STGI                                                                                                                                 BOURON LEGRAND Aimie – LV1 SVE, décembre 2021

CC : UE3 – Biologie cellulaire

Cellule végétale et fongique : l’évolution d’un arbre de vie

Introduction 

En 1855, le médecin allemand Rudolf VIRCHOW finalise la théorie cellulaire selon laquelle la cellule, plus petite unité du vivant, est la constituante universelle des organismes qu’elle compose. Selon cette théorie, un être vivant possèdent au moins une cellule, provenant d’une cellule préexistante, par le principe de reproduction cellulaire. Cette théorisation est notamment appuyée par des observations faites au microscopique optique. C’est ainsi, qu’en 1894, Ernest HAECKEL propose une nouvelle classification du vivant. Un nouvel arbre de vie voit alors le jour et est composé en trois règnes : les animaux, les protistes et les plantes. Cependant, les avancées technologiques et scientifiques ont permis une meilleure connaissance de cette plus petite unité du vivant, allant jusqu’à modifier cette classification. Puisqu’en 1969, l’écologiste américain Robert WHITTAKER sépare le règne des champignons, dit aussi fongique, du règne végétal.

Ce qui nous amène à nous questionner sur en quoi, la mise en évidence des différences à l’échelle cellulaire, par les avancées technologiques et scientifiques, ont permis le reclassement des champignons dans un règne différent des végétaux ? Dans un premier temps, nous verrons les similitudes entre les cellules végétales et fongiques observées par E. HAECKEL. Puis dans un deuxième temps, nous développerons une première différence mise en avant par le microscope électronique. Il s’agit de la paroi cellulaire aux composés divergents. Enfin, cette divergence moléculaire, permet de mettre en avant la différence d’action entreprise par ces organismes, afin de subvenir à leur besoins.

1. L’organisme fongique similaire à l’organisme végétal ?

Premièrement, les observations faites en autre par E. HAECKEL, au XIXème siècle ont permis d’identifier certaines similitudes entre les champignons et les végétaux.

1. A l’échelle macroscopique

A l’œil nu, nous pouvons constater que les végétaux possèdent pour la plus part, des tiges, des feuilles et des racines, alors que les champignons sont dépourvus de ces éléments. Ils sont plutôt constitués d’un appareil végétatif appelé thalle, sans tissus fonctionnels. Celui-ci est en association avec des mycéliums, qui ont pour fonction la nutrition, la croissance, mais aussi la défense de l’organisme. Ainsi à cette échelle, nous pouvons noter quelques différences. Cependant, les fonctions divergentes entre les racines des végétaux et les mycéliums des champignons ne peuvent être constatées et ont été vu comme des similitudes notamment physiologiques, accentuées par le fait que ces deux organismes sont immobiles et se reproduisent à la fois de manière sexuée et asexuée.  

1. A l’échelle cellulaire

A partir d’une observation avec un microscope optique, nous pouvons constater que les végétaux et les champignons sont des organismes eucaryotes, puisqu’ils possèdent tous les deux un noyau, composé d’une membrane nucléaire, de chromatine, et d’un nucléole (Figures 1 et 2). A cette échelle, nous pouvons surtout observer une paroi et une membrane plasmique contenant le cytosol de ces cellules. Cela est visible chez les deux organismes. De plus, l’observation des différents organites communs sont à noter comme l’appareil de Golgi, permettant notamment la synthèse des protéines et des lipides, en lien avec le réticulum endoplasmique, ou encore des mitochondries qui permettent la production d’ATP : d’énergie. Toutefois, en plus de cette paroi si particulière aux cellules végétales, les cellules fongiques ont aussi en commun la présence d’une vacuole turgescente et de peroxysomes. Ce qui a permis sans doute à Ernest HAECKEL de classer les champignons et les végétaux dans le même règne, puisque le microscope optique peut rendre visible des éléments entre 1mm et environ 0.7µm, d’où l’observation de ces différents composés et organites. Cependant, une différence est à noter entre ces deux cellules. La cellule fongique, ne possède pas de plaste et surtout de chloroplaste, à la différence de la cellule végétale (Figure 1). C’est cette différence qui a notamment poussé Robert WHITTAKER à reclasser l’arbre de vie d’Ernest HAECKEL, puisque les cellules fongiques sont donc dépourvues de chlorophylles.  

[pic 1][pic 2][pic 3]

[pic 4]

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Les similitudes observées entre ces deux organismes à l’échelle macroscopique et cellulaire ont permis à Ernest HAECKEL de justifier son classement, en fonction de la technologie présente à son époque. Le microscope optique montre donc des failles en terme d’analyse, puisque son grossissement ne permet pas d’observer à l’échelle moléculaire.

1. Une paroi, aux composés divergents

Deuxièmement, le développement d’un nouveau type de microscope a permis de mieux connaitre les originalités moléculaires des constituants cellulaires et donc d’étudier la paroi végétale et fongique.

1. Une découverte technique fondamentale

En 1931, l’invention du microscope électronique à transmission a permis de grandes avancées scientifiques, nous pouvions, observer des molécules. C’est à partir de cette nouvelle technologie, que l’on peut dès lors, observer plus précisément les organites cellulaire et l’aspect des autres constituants, comme la membrane plasmique, et surtout dans notre cas, la paroi des cellules végétales et fongiques. Bien qu’Ernest HAECKEL ait observé la présence de cette paroi chez ces deux organismes au microscope optique, il ne pouvait pas connaitre cette composition discordante, en lien avec l’avancement de la technologie microscopique. De plus, chez les végétaux et chez les champignons, la paroi délimite sans exception ces cellules. Cela forme notamment une zone de contact avec le milieu extérieur, permettant le transport de nutriments. Les différentes fonctions de la paroi sont donc les mêmes, dans ces deux règnes.

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