RYTHMES BIOLOGIQUES ou BIORYTHMES
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Totes les activités des êtres vivants se déroulent de façon périodique, en suivant des rythmes observables et mesurables. L'alternance quotidienne veille-sommeil, la reproduction saisonnière des végétaux (floraison) et des animaux, les migrations des oiseaux en sont des exemples évidents. Ces activités suivent les variations périodiques de l'environnement, l'alternance jour-nuit quotidienne, la succession des saisons au cours de l'année solaire. Déjà les Anciens avaient observé ces phénomènes biopériodiques, Hippocrate avait noté les variations saisonnières des maladies, Aristote et Pline avaient rapporté l'existence de rythmes chez les animaux marins. Les philosophes orientaux représentaient le temps comme un mouvement périodique, hélicoïdal, et les médecines traditionnelles chinoises et indiennes admettaient que les fonctions humaines variaient de façon rythmique. L'étude descriptive et expérimentale des rythmes biologiques n'a pu se faire que lorsque des instruments de mesure fiables ont pu être utilisés, et en particulier des horloges précises. C'est en Europe au xviiie siècle que les premières expérimentations ont été menées, sur des végétaux. L'étude des mécanismes ne débuta que vers les années 1930. En croisant des mutants de haricot dont les rythmes de mouvement foliaire différaient, E. Bünning suggéra en 1935 que la rythmicité avait une origine génétique. Lui-même et C. Pittendrigh apportèrent les arguments expérimentaux appuyant l'hypothèse de l'existence d'une horloge biologique, qui permet à l'organisme de mesurer le temps, hypothèse émise dès le xixe siècle. Les rythmes de l'homme et des animaux ont aussi intéressé au xixe siècle plusieurs chercheurs. J. J. Virey, en 1814, suggéra que l'effet des médicaments varie en fonction du moment de leur administration dans la journée. Cela constituait le premier travail de chronopharmacologie.
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l’article se compose de 24 pages
Écrit par :
- Catherine BLAIS : maître de conférences à l'École normale supérieure
- René LAFONT : professeur des Universités
- Bernard MILLET : docteur ès sciences, professeur à l'université de Franche-Comté, Besançon
- Alain REINBERG : docteur ès sciences, docteur en médecine, ancien directeur de recherche au C.N.R.S., directeur de recherche de l'unité de chronobiologie de la fondation A. de Rothschild
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Autres références
« RYTHMES BIOLOGIQUES ou BIORYTHMES » est également traité dans :
BIOCÉNOSES
Dans le chapitre « Variations cycliques » : […] Il n'est guère de milieu où les facteurs physiques et chimiques restent constants dans le temps. L'alternance du jour et de la nuit introduit ainsi dans la vie des végétaux, et même dans celle des animaux, un rythme dont l'importance est essentielle. La succession des saisons entraîne également des variations considérables de la température, de la luminosité, de la pluviosité et, corrélativement, […] Lire la suite
COMPORTEMENT ANIMAL - Fondements du comportement
Dans le chapitre « Rythme circadien » : […] Beaucoup d'animaux ont un rythme biologique dit circadien, c'est-à-dire des comportements (veille-sommeil notamment) qui reviennent avec une périodicité d'environ vingt-quatre heures. On distingue souvent les animaux diurnes (actifs le jour et dormant la nuit) des animaux nocturnes (comportements inverses). Ainsi, le hamster domestique, comme la majorité des rongeurs, passe sa journée à dormir e […] Lire la suite
CROISSANCE, biologie
Dans le chapitre « Rythmes » : […] Une certaine rythmicité est imposée par les conditions externes : la croissance est plus importante au printemps et en été que pendant les saisons froides. Cette alternance dans les taux de croissance se retrouve dans la structure des tissus des végétaux ligneux ; le bois « de printemps » a des vaisseaux ligneux larges, alors que ces mêmes vaisseaux sont très étroits dans le bois formé à l'autom […] Lire la suite
ÉCLAIRAGE DOMESTIQUE
Dans le chapitre « Rayonnement bleu » : […] Certaines études sérieuses ont mis en évidence une dangerosité potentielle du rayonnement bleu émis par certaines sources de lumière très brillantes émettant une lumière blanche froide. Les LED sont plus particulièrement concernées par ce problème car certaines d’entre elles peuvent être très brillantes et émettre une lumière très froide. À forte dose, cette lumière bleue est indiscutablement dang […] Lire la suite
ÉPIPHYSE ou GLANDE PINÉALE
Dans le chapitre « Glande pinéale et synchronisation de l'activité sexuelle » : […] La plupart des Vertébrés qui habitent les zones tempérées ou arctiques ont un cycle de reproduction annuel. Pour le maintien de l'espèce, il est essentiel que les jeunes naissent ou soient sevrés au moment où les conditions de survie sont les meilleures, généralement le printemps ou l'été sous nos latitudes. Les variations saisonnières de la photopériode sont intégrées par de nombreux animaux de […] Lire la suite
HASTINGS JOHN WOODLAND dit WOODY (1927-2014)
Le biochimiste américain Woody Hastings a posé les bases moléculaire et génétique d’une nouvelle discipline, la photobiologie, en étudiant la production de lumière (luminescence) par des bactéries et des protistes. Il a pu ainsi identifier un mécanisme nouveau de contrôle de l’activité des gènes appelé quorum sensing , qui permet la coordination de la production de substances ou de mouvements au s […] Lire la suite
HORLOGES BIOLOGIQUES
Bien que l'existence de rythmes journaliers soit connue de longue date, chez les végétaux comme chez les animaux, l'idée que ceux-ci reposent sur une horloge interne est assez récente. Jean Jacques d'Ortous de Mairan rapporta à l'Académie des sciences de Paris en 1729 ses observations d'un rythme d'ouverture des feuilles de mimosa, rythme persistant lorsque les plants se trouvaient placés en obscu […] Lire la suite
MÉLATONINE
La mélatonine (N-acétyl-5-méthoxy-tryptamine) est une hormone sécrétée principalement par la glande pinéale ou épiphyse et également produite, mais en beaucoup plus faible quantité, par la rétine. Durant les trente dernières années, l'intérêt pour la glande pinéale a été relancé à la suite de l'isolement et de la caractérisation de la mélatonine, par Lerner et ses collaborateurs en 1958. Son nom l […] Lire la suite
MIGRATIONS ANIMALES
Dans le chapitre « Problèmes biologiques Déterminisme » : […] Bien qu'il fasse appel à des mécanismes physiologiques assez uniformes, le déterminisme de l'impulsion migratoire varie dans une large mesure selon les groupes animaux envisagés. Comme la reproduction, les migrations s'intègrent dans le cycle annuel des animaux dont toutes les phases dépendent d'un rythme physiologique très complexe affectant l'ensemble de l'organisme et particulièrement les glan […] Lire la suite
MILIEU, écologie
Dans le chapitre « Modalités de l'action des facteurs mésologiques et des réactions des organismes » : […] Toutes les composantes du milieu, biotiques et abiotiques, doivent être placées par l'écologiste dans une perspective temporelle, tenant compte d'abord de la durée de leur action sur l'organisme et permettant ensuite d'apprécier leur influence sur l'espèce dont il fait partie, sans oublier les éventuelles variations subies par les facteurs mésologiques dans le passé. On a déjà souligné qu'un facte […] Lire la suite
MOLLUSQUES
Dans le chapitre « Cycles d'activité. Rythmes exogènes et endogènes » : […] L'organisme des Mollusques est particulièrement sensible aux changements saisonniers ; mais il est aussi le siège de phénomènes rythmiques en rapport avec les marées, l'alternance du jour et de la nuit, parfois même avec les lunaisons. Le muscle adducteur des Bivalves montre une alternance de phases d'activité et de repos. La phase d'activité commande la phase active de la filtration et par voie […] Lire la suite
PHOTOPÉRIODISME, en bref
Les Américains Wightman W. Garner et Harry A. Allard montrent, en 1920, que la floraison d'une variété de tabac (Maryland Mammoth) dépend de la durée de l'éclairement journalier (photopériode). Ils nomment ce phénomène photopériodisme. En multipliant leurs travaux, ils répartissent les plantes en fonction de la sensibilité de leur floraison à la longueur du jour (plantes indifférentes, plantes de […] Lire la suite
PHOTOPÉRIODISME
Dans le chapitre « Besoins des plantes en lumière » : […] De nombreuses observations écologiques et physiologiques ont permis de classer les plantes en trois groupes selon la quantité de lumière nécessaire à leur floraison : les plantes de jour long ou héméropériodiques ; les plantes de jour court ou nyctipériodiques ; les plantes indifférentes au photopériodisme. Vis-à-vis du photopériodisme de jour long ou de jour court, les plantes peuvent avoir des e […] Lire la suite
PHOTOPÉRIODISME - (repères chronologiques)
1912 J. Tournois observe que la floraison du chanvre et du houblon est plus précoce quand on diminue la durée de l'éclairement journalier. 1918 G. Gasner montre que les céréales d'hiver ont besoin d'un traitement par le froid pour fleurir (vernalisation), alors que celui-ci n'est pas nécessaire pour les céréales de printemps. 1920 W. W. Garner et H. A. Allard montrent que la floraison des plant […] Lire la suite
PHYTOCHROME
Dans le chapitre « Phénomènes contrôlés par le phytochrome » : […] La germination des semences à photosensibilité positive représente une réaction photomorphogénétique type. Tant qu'elle n'a pas été éclairée, la semence est incapable de germer, même dans des conditions par ailleurs favorables (humidité, aération, température), alors que, après une exposition suffisante à la lumière (5 min pour la laitue, 1 min pour le tabac, 24 h pour l'épilobe), la germination […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE PHYSIOLOGIE OU MÉDECINE 2017
Le prix Nobel de physiologie ou médecine a été attribué en 2017 à trois scientifiques américains , Jeffrey C. Hall , Michael Rosbash et Michael W. Young pour « leurs découvertes des mécanismes moléculaires qui règlent le rythme circadien ». L’assemblée Nobel résume ainsi leurs recherches : depuis longtemps, on sait que tous les organismes vivants, y compris les humains, possèdent une horloge bi […] Lire la suite
SOMMEIL
Dans le chapitre « Troubles du rythme circadien » : […] L'endormissement et le réveil se produisent en fonction de deux déterminants principaux : le déficit ou la satiété de sommeil, d'une part, et l'horloge circadienne, d'autre part. Cette horloge interne gouverne de nombreuses fonctions de l'organisme, en particulier l'alternance entre la veille et le sommeil. Lorsque l'horloge interne n'est plus en phase avec les horaires de veille et de sommeil so […] Lire la suite
TEMPS
Dans le chapitre « Genèse bio-psychologique » : […] La réflexion sur la notion de temps ramène donc l'homme à son expérience intime. Le temps n'est pas une chose qu'on peut saisir dans l'espace, c'est au contraire une sorte d'espace mental où se déroulent les choses. Tel était déjà le résultat des analyses de saint Augustin. Mais les études de psychologie contemporaine obligent à distinguer plusieurs niveaux de l'expérience intérieure du temps. Le […] Lire la suite
THERMORÉGULATION, biologie
Dans le chapitre « La température corporelle n'est pas uniforme » : […] La chaleur produite par le métabolisme cellulaire doit être transportée à la surface du corps pour pouvoir se dissiper vers l'extérieur, qui est en général à une température inférieure à celle du corps. La température de la surface du corps est donc inférieure à celle du centre, et cela permet le transfert de chaleur. En d'autres termes, la température du corps n'est pas uniforme . La production d […] Lire la suite
Voir aussi
- ACCIDENTS DU TRAVAIL
- ACROPHASE
- ADAPTATION BIOLOGIQUE
- BIODISPONIBILITÉ
- CERNE botanique
- CHRONOPHARMACOLOGIE
- RYTHMES CIRCADIENS
- RYTHMES CIRCANNUELS
- RYTHME CIRCATIDAL
- FACTEURS CLIMATIQUES
- CONDITIONS DE TRAVAIL
- CORTICOÏDES ou CORTICOSTÉROÏDES
- CORTICOTHÉRAPIE
- CORTISOL ou HYDROCORTISONE
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- ÉCOPHYSIOLOGIE
- EFFETS SECONDAIRES pharmacologie
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- FUSEAUX HORAIRES
- GÈNES D'HORLOGE
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- GLYCOLYSE
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- HARICOT
- HIVER
- HORAIRES DE TRAVAIL
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- PHOTOSENSIBILITÉ biologie
- PHYSIOLOGIE VÉGÉTALE ou PHYTOBIOLOGIE
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- POSTES DE TRAVAIL
- RÉGULATION GÉNÉTIQUE
- COMPORTEMENT SEXUEL
- CYCLE SOMMEIL-RÊVE-ÉVEIL
- SYNCHRONISEUR chronobiologie
- TEMPÉRATURE
- BIOLOGIE VÉGÉTALE
Pour citer l’article
Catherine BLAIS, René LAFONT, Bernard MILLET, Alain REINBERG, « RYTHMES BIOLOGIQUES ou BIORYTHMES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 10 août 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/rythmes-biologiques-biorythmes/