CROISSANCE, biologie
Cas des organismes unicellulaires
Caractéristiques de la croissance au cours du cycle cellulaire
Encyclopædia Universalis France
La croissance d'une cellule prise isolément est surtout un problème de biochimie. Grâce aux apports extérieurs, et par le phénomène d'assimilation, la matière vivante est le siège d'un renouvellement perpétuel (cf. biologie - La maintenance de l'organisme), des molécules étant synthétisées ou remaniées, d'autres étant détruites ou consommées ; les acides nucléiques règlent ce ballet. Quand les synthèses de l'anabolisme l'emportent sur les dégradations productrices d'énergie du catabolisme, et seulement dans ce cas, il y a croissance. Néanmoins, la croissance est davantage qu'un déplacement de l'équilibre entre les deux faces du métabolisme : les synthèses y sont gérées selon un déterminisme cyclique permettant, dans les conditions favorables, le renouvellement cellulaire (fig. 1).
L' étude de la croissance d'une population homogène d'organismes unicellulaires fait apparaître un phénomène nouveau, celui des interactions entre cellules en croissance. Lorsqu'on ensemence une certaine quantité de bouillon de culture et qu'on porte sur un graphique les points représentant le nombre n des cellules en fonction du temps, on obtient une courbe en S (cf. bactéries, fig. 8). Si la durée d'un cycle de croissance- division cellulaire restait constante, la courbe de croissance de la culture prendrait l'allure d'une exponentielle, le nombre de cellules doublant à la fin de chaque cycle. Mais cette durée ne tarde pas à augmenter de plus en plus. Au début, elle reste assez brève, si bien que la croissance de la culture passe par une phase d'accélération. Mais, après une période plus ou moins longue où n est presque une fonction linéaire du temps, la croissance de la culture entre dans une phase de décélération et finit par s'arrêter, les divisions de quelques cellules compensant tout juste la mort d'autres. Le palier d'équilibre ainsi atteint, qui peut se maintenir jusqu'à épuisement du milieu, correspond à une densité qui ne peut être dépassée, les cellules se gênant les unes les autres, en particulier par les « déchets » rejetés. La densité de ces déchets augmente avec celle de la culture, même s'ils ne s'accumulent pas dans le milieu ; en concentration de plus en plus élevée, ils freinent la croissance, puis finissent par l'inhiber complètement. Des repiquages montrent que le ralentissement progressif puis l'arrêt de la croissance ne sont pas dus à des propriétés intrinsèques acquises par les cellules, mais seulement à des interactions : une culture repiquée suit la même courbe de croissance que la culture mère, en partant du point correspondant au nombre de cellules repiquées, quel qu'il soit.
Les interactions jouent un rôle encore plus important dans le développement des êtres multicellulaires. Elles y sont en effet d'autant plus complexes que les cellules, cessant d'être identiques, se sont différenciées en vue de remplir diverses fonctions et associées en tissus, puis en organes. La richesse et la complexité des phénomènes de croissance chez les êtres multicellulaires sont telles qu'il est vain d'espérer pouvoir expliquer un jour le développement d'un éléphant, ou même d'une puce, à partir de la connaissance parfaite de la croissance d'une bactérie.
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Écrit par
- André MAYRAT : sous-directeur du laboratoire de zoologie de l'École normale supérieure, Paris
- Raphaël RAPPAPORT : professeur de biologie du développement et de la reproduction, chef de l'unité d'endocrinologie pédiatrique et du diabète à l'hôpital des Enfants malades, directeur de l'unité de recherche I.N.S.E.R.M. sur la biologie de la croissance
- Paul ROLLIN : professeur à la faculté des sciences de Rouen
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