DÉVELOPPEMENT (biologie)Le développement animal

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

La différenciation cellulaire animale

Généralités

Chez les organismes multicellulaires, la différenciation est le processus par lequel les cellules se spécialisent dans une fonction en acquérant un type particulier. Cette spécialisation se fait principalement par une utilisation préférentielle de certains gènes. En effet, les cellules d'un même organisme possèdent globalement le même génome (à l'exception des cellules sexuelles, les gamètes, qui n'en conservent qu'une moitié), mais ne l'exploitent pas toutes de la même manière, précisément en fonction de la voie de différenciation suivie. L'étude de la différenciation consiste donc à mettre en évidence les mécanismes par lesquels les cellules vont exprimer certains des gènes plutôt que d'autres, et devenir par conséquent neurones, lymphocytes ou cellules musculaires...

Le processus de différenciation est complexe, et variable selon les types cellulaires. Il succède à une phase de détermination, qui prépare les cellules à leur devenir. Les premières étapes sont plutôt réversibles : l'insensibilité aux facteurs de croissance, la suspension de la capacité de prolifération, l'expression de gènes propres à la lignée différenciée. Leur ordre peut varier. Les cellules peuvent ensuite s'engager dans des voies irréversibles de différenciation terminale, même si cette irréversibilité est en fait bien relative, comme on le verra plus loin. Le déclenchement de chacune de ces étapes est provoqué par l'expression de certains gènes, en réaction à des changements internes ou externes à la cellule. Il est à noter que l'origine des cancers s'explique souvent par une anomalie survenue lors d'une de ces étapes, et que la grande majorité des thérapies anticancéreuses repose sur des traitements qui forcent les cellules déréglées à stopper leur prolifération et à se différencier. L'état différencié d'une cellule se maintient donc par un processus combiné de mémoire et d'adaptation permanente à l'environnement.

Alors que la plasticité des cellules végétales, même différenciées, est grande, elle est discrète dans le règne animal, où les cellules totalement ou partiellement indifférenciées sont appelées cellules souches. On en trouve chez l'embryon, bien sûr, mais aussi chez le fœtus et l'adulte. Elles sont caractérisées par leur capacité d'autorenouvellement (multiplication à l'identique pour donner de nouvelles cellules souches), de différenciation et de prolifération, que ne possèdent plus, en théorie, les cellules différenciées. Ce sont les cellules souches qui, en fournissant des cellules filles différenciées, contribuent au renouvellement des tissus en remplacement des cellules mortes. Toutes les cellules souches n'ont pas la même plasticité. Chez l'homme, seules les cellules issues de l'œuf fécondé, jusqu'au quatrième jour, peuvent permettre le développement d'un individu entier : elles sont dites totipotentes. Les cellules souches embryonnaires (ES), prélevées dans une région donnée de l'embryon entre le cinquième et le septième jour, ont vocation à former tous les tissus de l'organisme : elles sont dites multipotentes, et suscitent un fort intérêt de la part des chercheurs depuis qu'il est possible de les cultiver et de les multiplier en conservant leur plasticité (1998). Les cellules pluripotentes, déjà engagées dans une voie tissulaire, ne peuvent, elles, donner qu'un nombre limité de types cellulaires. Enfin les cellules souches unipotentes ne peuvent donner qu'un seul type de cellules différenciées, mais conservent partiellement les capacités d'autorenouvellement et de prolifération.

Ces catégories ne doivent pas être comprises de manière excessivement rigide. Elles traduisent un besoin légitime de classer les types cellulaires, même si ce classement présente toujours une dimension arbitraire. Il faut noter par ailleurs qu'il y a aussi une part d'arbitraire à considérer qu'une cellule est différenciée ou non : toutes, même les cellules souches, réalisent des fonctions adaptées, et possèdent des caractéristiques propres.

Mais ce qui contribue le plus à brouiller les cartes et à bousculer l'aspect irréversible de la différenciation et la rigidité des types cellulaires, c'est la plasticité jadis méconnue, voire délibérément niée dans le cas des animaux, alors qu'on en reconnaissait l'existence chez les végétaux. On connaît depuis longtemps la capacité de dédifférenciation de certaines cellules pour régénérer des tissus ou des organes entiers, par ex [...]

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 25 pages

Médias de l’article

Développement comparé d'embryons

Développement comparé d'embryons
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Embryon de poulet : annexes

Embryon de poulet : annexes
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Correspondance entre les segments de la larve et de la mouche de la drosophile

Correspondance entre les segments de la larve et de la mouche de la drosophile
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Différents territoires de l'embryon de drosophile

Différents territoires de l'embryon de drosophile
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Afficher les 10 médias de l'article


Écrit par :

  • : maître de recherche à l'I.N.S.E.R.M.
  • : ingénieur agronome, docteur en biologie
  • : docteur ès sciences, chargée de recherche au C.N.R.S.
  • : professeur à l'École pratique des hautes études
  • : docteur en médecine, docteur en biologie humaine, directeur de l'unité 336 de l'I.N.S.E.R.M.
  • : docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.

Classification

Autres références

«  DÉVELOPPEMENT, biologie  » est également traité dans :

DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement végétal

  • Écrit par 
  • Georges DUCREUX, 
  • Hervé LE GUYADER, 
  • Jean-Claude ROLAND
  •  • 19 209 mots
  •  • 14 médias

L'ontogenèse recouvre l'ensemble des processus de développement des êtres vivants, jalonnés, à partir de la fécondation, par l'embryogenèse, l'acquisition de l'état adulte, la sénescence, puis la mort et/ou la reproduction qui conduisent à un nouveau cycle de vie. Il est évident que les modalités de l'ontogenèse diffèrent en fonction du degré de complexité, donc d'évolution, des organismes considé […] Lire la suite

DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement humain

  • Écrit par 
  • Jacques-Michel ROBERT
  •  • 11 135 mots
  •  • 10 médias

Le verbe latin volvere (dans sa forme active faire rouler, faire avancer ; dans sa forme neutre, tourner) a engendré voloper en vieux français. Dès le xiie siècle, on oppose déjà envelopper (enrouler) et développer (dérouler). Au xve siècle le substantif « développe […] Lire la suite

BIOLOGIE - La contruction de l'organisme

  • Écrit par 
  • Françoise DIETERLEN
  •  • 2 476 mots
  •  • 1 média

L'étude du développement embryonnaire des animaux métazoaires, organismes complexes constitués de milliards de cellules aux fonctions distinctes qui se différencient harmonieusement à partir de la cellule-œuf, a d'abord été l'objet d'une science descriptive, l'embryologie. Celle-ci fut qualifiée de « causale » lorsqu'elle chercha à comprendre les mécanis […] Lire la suite

BIOLOGIE, en bref

  • Écrit par 
  • François GROS
  • , Universalis
  •  • 945 mots

La prise de conscience de la réalité biologique, c'est-à-dire de ce qui caractérise le vivant par rapport à l'inanimé, remonte sans doute aux premières tentatives des Anciens pour définir et expliquer cette différence. On pense ici à la philosophie naturaliste d'Aristote, aux idées d'Hippocrate, puis de Galien. Leur conception de la vie s'inscrit le plus souvent dans une dimension métaphysique ou […] Lire la suite

BRENNER SYDNEY (1927-2019)

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 479 mots

Le biologiste britannique Sydney Brenner a reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 2002 (conjointement à John Sulston et Robert Horvitz) pour avoir élucidé la génétique d’un mécanisme clé, appelé mort cellulaire programmée ou apoptose, par lequel le développement des tissus et des organes est controlé et adapté. Sydney Brenner est né le 13 janvier 1927 à Germiston (Afrique du Sud). Après […] Lire la suite

CELLULE - Les mouvements

  • Écrit par 
  • Michel BORNENS, 
  • Matthieu PIEL
  •  • 6 559 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Physiopathologie du mouvement cellulaire dans les organismes multicellulaires »  : […] Les mécanismes moléculaires du mouvement cellulaire ont été élaborés et sélectionnés pendant la longue évolution des eucaryotes à l'état unicellulaire, soit pendant près de 2,5 milliards d'années. Lorsque les eucaryotes multicellulaires sont apparus, il y a seulement 700 millions d'années, ces mécanismes ont été exploités pour constituer des organismes tels que le corps humain, qui contient plus […] Lire la suite

CLONAGE

  • Écrit par 
  • Didier LAVERGNE, 
  • Jean-Paul RENARD
  •  • 5 007 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Les clones sont-ils génétiquement identiques ? »  : […] Issus de cellules provenant d'un seul individu, les clones possèdent bien le même ensemble de gènes nucléaires. Toutefois, ils sont génétiquement différents en ce qui concerne leurs mitochondries, ces organites cellulaires qui contiennent de l'ADN, ou tout autre facteur transmis par le cytoplasme de l'ovule. On ne sait pas encore non plus jusqu'à quel point le clonage peut induire des modificati […] Lire la suite

CONSTRUCTION DE L'ORGANISME ET GÉNÉTIQUE

  • Écrit par 
  • Nicolas CHEVASSUS-au-LOUIS
  •  • 241 mots

C'est en étudiant l'étrange mouche mutante Antennapedia , qui porte des pattes à la place des antennes, qu'Edward Lewis du California Institute of Technology, eut l'intuition de l'existence de gènes indispensables au développement précoce de l'organisme : les gènes homéotiques, en référence au travail du Britannique William Bateson qui avait identifié en 1894 le phénomène d'homéose, par lequel u […] Lire la suite

CROISSANCE, biologie

  • Écrit par 
  • André MAYRAT, 
  • Raphaël RAPPAPORT, 
  • Paul ROLLIN
  • , Universalis
  •  • 14 748 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Modalités temporelles »  : […] La croissance présente des modalités diverses dans le temps. Elle peut être saisonnière, en fonction des facteurs du milieu, la croissance étant en particulier interrompue pendant la mauvaise saison. Ces fluctuations dans la vitesse de croissance peuvent s'accompagner de variations qualitatives, et qui se marquent dans les phanères des mammifères (poils, ongles, cornes) ou les stries de croissanc […] Lire la suite

DIAPAUSE, zoologie

  • Écrit par 
  • Catherine BLAIS, 
  • René LAFONT
  •  • 1 152 mots

La diapause est une forme de vie ralentie, génétiquement déterminée, une phase d'arrêt du développement pendant des périodes défavorables de l'environnement. Cet important mécanisme adaptatif permet aux animaux de résister et de survivre aux variations saisonnières de l'habitat telles que les basses températures hivernales, les fortes chaleurs estivales, les périodes de sécheresse ou encore d'abs […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Marc-Yves FISZMAN, Thomas HEAMS, Lieba LAZARD, Andras PALDI, Alain PRIVAT, Patricia SIMPSON, « DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement animal », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/developpement-biologie-le-developpement-animal/