DÉVELOPPEMENT (biologie)Le développement humain
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La fécondation et l'héritage génique
Le terme savant pour désigner l'œuf, « zygote », dérive d'un mot grec zugon qui signifie le « joug ». C'est la même racine que l'on trouve à l'origine des termes « conjugaison » ou « conjugal ». Lors de la reproduction sexuée, le programme génétique paternel et le programme génétique maternel vont « conjuguer » leurs possibilités. Les données génétiques pour l'enfant à naître sont irréversibles à l'instant même où la fécondation est réussie : chaque individu a reçu un patrimoine (terme à prendre ici au sens restrictif de stock héréditaire d'origine partenelle) et un « matrimoine » génétiques définitifs.
La fécondation normale (ou euzygotie)
Un être sexué, mâle ou femelle, ne peut pas donner à son futur descendant tout ce qu'il a reçu lui-même de son père et de sa mère. S'il en allait ainsi un zygote serait équipé du programme de ses quatre grands-parents. Il en est autrement à cause d'un des phénomènes les plus curieux de la biologie, la réduction chromatique ou méiose qui marque la genèse des cellules sexuelles mûres ou gamètes (gamétogenèse). Les cellules-souches de l'ovaire et du testicule, qui disposent encore du même nombre (2 n) de chromosomes que toutes les autres cellules de l'individu, vont, vers la fin de la gamétogenèse, réduire le nombre de leurs chromosomes de 2 n à n. Dans l'espèce humaine le noyau d'une cellule du foie, du rein, de la peau, du cerveau contient 46 chromosomes. Les noyaux d'un spermatozoïde et d'un ovule mûr contiennent, après réduction, 23 chromosomes. Les paires de chromosomes homologues, d'abord étroitement unies dans les cellules génitales primitives (au point qu'elles peuvent échanger réciproquement, crossing-over – ou enjambement – par rupture puis recombinaison, telle ou telle partie de leurs programmes) vont subir une disjonction et chaque chromosome va occuper une cellule sexuelle différente de celle que [...]
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Écrit par :
- Jacques-Michel ROBERT : professeur de génétique médicale à la faculté de médecine de Lyon-Sud, médecin des Hôpitaux de Lyon
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DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement végétal
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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/developpement-biologie-le-developpement-vegetal/
BIOLOGIE - La contruction de l'organisme
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biologie-la-contruction-de-l-organisme/#i_99158
BIOLOGIE, en bref
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biologie-vue-d-ensemble/#i_99158
BRENNER SYDNEY (1927-2019)
Biologiste britannique, Prix Nobel de physiologie ou médecine en 2002 (conjointement à John Sulston et Robert Horvitz) pour avoir découvert le mécanisme clé, appelé mort cellulaire programmée ou apoptose, par lequel les gènes contrôlent le développement des tissus et des organes. Sydney Brenner est né le 13 janvier 1927 à Germiston (Afrique du Sud). Après avoir obtenu un doctorat à l'université d' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sydney-brenner/#i_99158
CELLULE - Les mouvements
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cellule-les-mouvements/#i_99158
CLONAGE
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/clonage/#i_99158
CONSTRUCTION DE L'ORGANISME ET GÉNÉTIQUE
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/construction-de-l-organisme-et-genetique/#i_99158
CROISSANCE, biologie
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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/croissance-biologie/#i_99158
DIAPAUSE, zoologie
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DOLLY
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EDELMAN GERALD MAURICE (1929-2014)
Dans le chapitre « Edelman et la neurobiologie » : […] Après les anticorps, Edelman s’intéresse aux interactions entre cellules, domaine neuf en 1970, et particulièrement aux molécules qui permettent aux cellules de se reconnaître entre elles et de se diriger vers leur cible finale dans l’organisme. On entrevoit à cette époque leur rôle dans le fonctionnement du système immunitaire et au cours du développement embryonnaire. L’organisme se construit a […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gerald-maurice-edelman/#i_99158
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EMBRYOLOGIE VÉGÉTALE
Dans le chapitre « La notion d'embryon dans le règne végétal » : […] D'une façon générale, un embryon est un très jeune être vivant issu de la prolifération d'un zygote , cellule diploïde ( à 2 n chromosomes) originale provenant de l'union d'une cellule sexuelle femelle et d'un spermatozoïde. Chez les Plantes, il va de soi qu'un embryon se définit par le fait que son développement se réalise au sein de l'organisme maternel. On a, pour cette raison, appelé « Embry […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/embryologie-vegetale/#i_99158
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Dans le chapitre « Méthylation de l’ADN » : […] Le premier niveau est celui de la modification chimique réversible de la molécule d’ADN elle-même. La méthylation de l’ADN correspond à l’ajout d’un groupement méthyle (CH 3 ) à l’une des bases de l’ADN. Cette modification a été proposée comme une marque pouvant réguler l’expression des gènes dès 1975. Elle ne modifie pas la séquence nucléotidique et ne peut pas être décelée par les techniques de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/epigenetique/#i_99158
ÉVOLUTION
Dans le chapitre « Les hétérochronies » : […] Dans la mesure où il existe des différences matérielles entre ascendants et descendants, l'évolution implique concrètement des transformations au cours de l'ontogenèse elle-même (« L'ontogenèse ne récapitule pas la phylogenèse : elle la crée », soulignait Walter Garstang en 1922). À cet égard, la mise en place temporelle de l'activité de certains gènes est sans doute capitale. Que d'une ontogenèse […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/evolution/#i_99158
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HÉRÉDITÉ
Dans le chapitre « La parthénogenèse impossible » : […] Dans la nature, un certain nombre d'espèces, tant animales que végétales, se reproduisent par parthénogenèse, c'est-à-dire à partir du gamète femelle, sans aucune participation du gamète mâle. Chez les mammifères, la parthénogenèse naturelle n'a jamais été décrite et les tentatives de parthénogenèse expérimentale se sont toutes soldées par des échecs : si l'on obtient assez aisément un début de d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/heredite/#i_99158
HORVITZ ROBERT (1947- )
Biologiste américain, Prix Nobel de physiologie ou médecine en 2002 (conjointement à Sydney Brenner et John Sulston) pour avoir découvert le mécanisme clé, appelé mort cellulaire programmée ou apoptose, par lequel les gènes contrôlent le développement des tissus et des organes. H. Robert Horvitz est né le 8 mai 1947 à Chicago, dans l'Illinois (États-Unis). Il obtient un doctorat à l'université Har […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/robert-horvitz/#i_99158
HYBRIDATION
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LEWIS EDWARD B. (1918-2004)
Généticien américain. Né le 20 mai1918 à Wildes-Barre (Pennsylvanie), Edward Lewis, diplômé du California Institute of Technology (1942) où il a étudié sous la direction d'Alfred Sturtevant, effectue sa carrière d'enseignant dans cette institution à partir de 1946. Lewis s'est attaqué au problème des rapports entre génétique et embryologie. Dans les années 1940 à 1950, quand il a commencé ses trav […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/edward-b-lewis/#i_99158
NÜSSLEIN-VOLHARD CHRISTIANE (1942- )
Généticienne allemande, spécialiste de génétique du développement, Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1995 (conjointement à Eric Wieschaus et Edward Lewis), pour ses recherches sur les mécanismes de développement précoce de l'embryon. En travaillant en tandem avec Eric Wieschaus, Christiane Nüsslein-Volhard a poursuivi les recherches pionnières d'Edward Lewis, qui utilisait la drosophile, é […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/christiane-nusslein-volhard/#i_99158
PANDER CHRISTIAN HEINRICH (1794-1865)
Dans le chapitre « La découverte des feuillets embryonnaires » : […] Né le 23 juillet 1794 à Riga, ville alors russe, dans une famille d’origine allemande, Christian Heinrich Pander étudia à partir de 1812 la médecine à l’université allemande de Dorpat (aujourd’hui Tartu, en Estonie) où il noua amitié avec Karl Ernst von Baer (1792-1876), autre futur grand embryologiste. Mais peu satisfait par les cours qui y étaient donnés, il décida en 1814 de se rendre en Allema […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/christian-heinrich-pander/#i_99158
PLAN D'ORGANISATION DES VERTÉBRÉS
L'étude approfondie de mutants de la drosophile a mis en évidence un complexe de gènes, les gènes homéotiques, dont le fonctionnement détermine le plan du corps de l'insecte. La surprise est venue de la découverte que des ensembles de gènes homéotiques, apparentés à ceux de la drosophile, déterminent également le plan du corps des vertébrés ainsi que la formation de leurs membres : il s'agit d'u […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/plan-d-organisation-des-vertebres/#i_99158
POISSON-ZÈBRE ou DANIO RERIO
Dans le chapitre « Quelques découvertes faites grâce au poisson-zèbre » : […] La littérature scientifique faisant référence au danio zébré est pléthorique (plus de 30 000 articles publiés de 1995 à juillet 2017). On en donnera ici seulement quelques exemples. La biologie du développement est le premier domaine où l’utilisation de ce poisson a eu un impact majeur, dès les années 1990. La caractérisation de mutants a permis d’identifier les principaux signaux moléculaires qu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/poisson-zebre-danio-rerio/#i_99158
PRÉFORMATION ET ÉPIGENÈSE
Selon le dictionnaire Le Robert , la préformation est « une des deux théories biologiques en lutte aux xvii e et xviii e siècles, selon laquelle l’organisme vivant est complètement constitué dans le germe ». Son opposé est l’épigenèse, « théorie selon laquelle un embryon se développe par différenciations successives de parties nouvelles ». Ce sont des définitions actuelles, qui donnent à ces […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/preformation-et-epigenese/#i_99158
PROGRAMME GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « La mort cellulaire programmée » : […] La formation des neuf cent cinquante-neuf cellules définitives de Caenorhabditis est accompagnée de la mort de cent trente et une cellules temporaires. Ces morts cellulaires sont précisément contrôlées : dans le développement normal de tous les animaux, ce sont toujours les mêmes cellules qui meurent, au même emplacement et au même moment du développement. Les cellules mortes sont éliminées par […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/programme-genetique/#i_99158
SULSTON JOHN (1942-2018)
Le biologiste britannique John Sulston a reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 2002 (conjointement à Sydney Brenner et Robert Horvitz) pour avoir découvert le mécanisme clé, appelé mort cellulaire programmée ou apoptose, par lequel les gènes contrôlent le développement des tissus et des organes . John E. Sulston est né le 27 mars 1942, à Cambridge. Il fait ses études à l'université de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/john-sulston/#i_99158
THERMODYNAMIQUE - Processus irréversibles non linéaires
Dans le chapitre « Morphogenèse » : […] L'application du concept thermodynamique de structure dissipative en biologie, s'étend également au problème de la morphogenèse, c'est-à-dire à la formation de structures spatiales au cours du développement. Ce processus a lieu chez tous les organismes, des plus simples – comme les amibes acrasiales évoquées précédemment, où la structure résulte d'une différenciation en deux types de cellules et […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/thermodynamique-processus-irreversibles-non-lineaires/#i_99158
WIESCHAUS ERIC (1947- )
Biologiste du développement américain, Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1995 (conjointement à Edward Lewis et Christiane Nüsslein-Volhard), pour la découverte des mécanismes de contrôle du développement embryonnaire précoce. En travaillant avec Christiane Nüsslein-Volhard, Eric Wieschaus poursuit les recherches novatrices d'Edward Lewis, qui avait fondé lui aussi ses études sur la drosoph […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/eric-wieschaus/#i_99158
Voir aussi
Pour citer l’article
Jacques-Michel ROBERT,
« DÉVELOPPEMENT (biologie) -