
Robert Hooke (1635-1702), scientifique anglais contemporain de Newton et
de Van Leeuwenhoek, était un véritable génie qui fut à la fois
physicien, chimiste, biologiste, astronome, inventeur, architecte... Il
énonça plusieurs lois scientifiques et inventa de multiples
dispositifs dont le thermomètre à alcool. Son ouvrage, les Micrographia,
décrit les observations faites avec un microscope de sa fabrication
pendant les 2 années qu'il consacra à la biologie. Pour la première
fois, était introduit le mot "cellule" en biologie.
Toutefois, ni Hooke, ni ses contemporains comme le célèbre Malpighi ne
comprirent l'importance de cette notion et c'est seulement au XIXème
siècle qu'elle s'imposa.
C'est Theodor Schwann (1810-1882), docteur en médecine et biologiste
allemand, qui proposa dans une note de 1839, que tous les êtres vivants
sont formés d'un ensemble d'unités de construction de même type, les
cellules. Cette idée devait s'avérer des plus fécondes : le
fonctionnement de tous les êtres vivants pouvait désormais s'analyser
dans les mêmes termes puisque l'unité de construction était commune.
Malgré ses nombreuses erreurs et imperfections, notamment sur la
formation des cellules, la théorie de Schwann, devait donner naissance
à une synthèse unificatrice qui constitue en biologie, au même titre
que la théorie atomique en physico-chimie ou celle du big-bang en
astrophysique, une des plus solides fondations sur lesquelles repose la
science. On peut la résumer ainsi : tous les êtres vivants sont
constitués d'unités microscopiques, les cellules et chaque cellule
possède les propriétés caractéristiques du vivant.
Chez l'Homme, on évalue le nombre de cellules à 100 000 milliards
(1014) dont 100 milliards pour le seul cerveau ! A l'autre
extrémité, certains êtres vivants microscopiques sont formés d'une
seule cellule (unicellulaires).
Autant dire que si nous voulons observer des cellules, n'importe quel
échantillon d'être vivant pourrait faire l'affaire. Les exemples donnés
ci-dessous sont bien adaptés au microscope
rudimentaire dont la fabrication est indiquée par ailleurs mais il
va de soi que si l'on dispose d'un instrument du commerce les
observations décrites ici n'en seront que plus confortables.
OBSERVER DES CELLULES
Soulignons à cette occasion que
l'observation est le point de départ de la démarche
scientifique et que la curiosité en est le moteur. On pourra
tester d'autres échantillons que ceux proposés ici si on
respecte les règles suivantes en utilisant un microscope du
commerce :
- L'échantillon, aussi petit que
possible, doit être placé sur une lame porte-objet dans une
petite goutte de liquide (eau ou glycérine) et recouvert d'une
lamelle couvre-objet.
- La préparation devra être explorée
en déplaçant très lentement la lentille tout en observant.
Il est utile de réaliser un dessin de
ses observations, au trait, en ne faisant apparaître que le
principal. C'est ainsi que les observations de A. Van
Leeuwenhoek, de R. Hooke et de T. Schwann sont parvenues jusqu'à
nous...
Les cellules mesurent, en général,
quelques dizaines de micromètres (1 µm = 1/1000 de mm). Les
exemples indiqués ici concernent des cellules particulièrement
grandes ou faciles à préparer.
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Cellules de
Pomme de terre
Couper en deux une pomme de terre et prélever
un fragment le plus fin possible de la chair avec une lame de
rasoir tenue tangentiellement à la surface. Déposer le
fragment sur une lame, ajouter une goutte de teinture d'iode,
d'alcool iodé ou de désinfectant à base d'iode très dilués.
Presser légèrement sur la lamelle pour ne pas la casser. Les
cellules contiennent des petits grains d'amidon colorés en bleu
par l'iode.
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Cellules de
la Banane
Procéder comme pour la Pomme de terre.
Les réserves incluses dans ces cellules sont également
constituées d'amidon, principale substance de réserve des végétaux.
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Cellules de
la pulpe de Tomate
Ouvrir une tomate en deux et prélever
avec la pointe d'un couteau un tout petit peu de gelée à
proximité des graines en prenant garde de ne pas prendre de
graine. Déposer l'échantillon sur la lame, recouvrir d'une
lamelle et presser légèrement pour que l'échantillon s'étale
entièrement sous la lamelle. On observe de très grandes
cellules contenant un petit noyau ainsi que des cristaux d'un
pigment rouge. C'est la gélification de la paroi de ces
cellules au cours de la maturation du fruit qui constitue la
"gelée" située entre les graines.
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Pulpe de tomate x 100 |
Cellules
d'Oignon
Prendre un Oignon et le couper en
quatre. Enlever une des écailles et avec une pince à épiler,
soulever la mince pellicule qui tapisse intérieurement chaque
écaille (c'est son épiderme interne). Découper un fragment de
quelques mm de côté et le déposer sur une lame dans une
goutte d'eau. Recouvrir d'une lamelle. Les cellules jointives
sont imbriquées comme les briques dans un mur.
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Epiderme interne d'écaille d'oignon x 400 |
Cellules de
pétales de fleurs
Faire une incision peu profonde à la
surface d'un pétale de fleur (Tulipe, Rose, Lis etc.) avec une
lame de rasoir et saisir avec une pince à épiler une petite
partie de l'épiderme. Procéder ensuite comme pour l'Oignon.
Les cellules sont imbriquées comme les pièces d'un puzzle.
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Pétale de tulipe x 100 |
Algues
unicellulaires
Recueillir un peu de la poussière
verte qui tapisse souvent les troncs d'arbre, même en ville. En
déposer un peu sur une goutte d'eau. Poser une lamelle.
Observer les cellules qui appartiennent à une espèce d'algues
unicellulaires. On découvrira un gros organite, le
chloroplaste, qui a une couleur verte (due à la chlorophylle
qu'il contient) et qui réalise la photosynthèse. Essayer la
coloration par l'iode.
On notera que toutes les cellules précédentes,
d'origine végétale, sont entourées par une paroi épaisse
(faite surtout de cellulose) qui double leur membrane et est
bien visible en raison de son épaisseur contrairement à la
membrane invisible.
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Autres
possibilités
Toutes sortes d'autres échantillons
sont facilement observables et nous en donnons quelques exemples
à titre indicatif car nous ne pouvons tous les détailler :
Spores de champignons recueillies sous
le chapeau, spores de Fougères (sous les feuilles), algues
filamenteuses des mares et ruisseaux, feuilles de mousses, épiderme
de feuilles diverses (Misère, Poireau) prélevé avec la
technique indiquée pour l'Oignon, poils urticants d'Ortie,
pollen de fleur, chair de Carotte. Les cellules animales sont,
en général, plus difficiles à observer car plus petites et
plus fragiles.
Divers produits courants peuvent être
utilisés comme colorant : éosine, mercurochrome, alcool iodé
ou teinture d'iode, encre bleue. Il sera souvent nécessaire de
diluer le colorant avec de l'eau : c'est par tâtonnement que
vous déterminerez la meilleure dilution. Il est également intéressant
de colorer divers échantillons identiques avec ces différents
produits car ils ne se fixent pas sur les mêmes structures
cellulaires. On peut ainsi comparer les différentes
observations.
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