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Toute la Nature est composée de matière et d’énergie, et s’il existe autre chose, la science n’a pas encore été en mesure de le démontrer. La matière est la substance de l’univers perçue par nos cinq sens, et l’énergie est l’activité perceptible ou latente (bloquée) de la matière. La somme de l’une et de l’autre reste constante. L’énergie peut cependant passer d’une forme à une autre, et la quantité présente dans une forme donnée peut varier, et varie effectivement.
La matière, qu’elle provienne de la Terre ou du reste de l’univers, est une substance finement granuleuse, complexe, divisible et résistante. Elle existe sous trois états : solide, liquide et gazeux.
La matière se présente généralement sous forme de substances plus ou moins complexes, qui peuvent être décomposées par des moyens chimiques et physiques en au moins quatre-vingt-six éléments, y compris les formes instables impliquées dans la désintégration radioactive (voir page 264 de la Partie I).
Évolution de la matière. — Toute la nature matérielle est soumise à la loi de l’évolution ou du changement, et tend généralement à évoluer d’états simples vers des états plus complexes. Le changement progressif s’effectue à partir de gaz très ténus et atomiquement simples vers des gaz plus condensés et chauffants, qui, au cours d’une lente évolution, se transforment en substances liquides et solides plus complexes, composées d’un ou plusieurs éléments combinés.
Nature de la matière inorganique. — La matière inorganique est une matière inerte. Sous forme cristalline, elle se forme initialement par une molécule ou une particule nucléée ; elle s’accroît par simple ajout ou accrétion externe, sans développement proprement dit, puisque le cristal est parfait, aussi minuscule soit-il ; elle finit par exister sans se reproduire ; et, étant inerte, elle ne connaît ni mort ni dissolution. (Dana.) Autrement dit, un cristal croît par l’ajout externe de matériaux chimiquement identiques ou de même nature que lui, disposés en couches, le corps conservant toujours la même forme et la même constitution et ne présentant jamais de mouvement, d’assimilation de nourriture, de croissance interne ni de reproduction.
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Nature de la matière organique. La différence fondamentale entre la matière organique et la matière inorganique, le vivant et le mort, réside dans le fait que l’une est animée d’une capacité d’action, tandis que l’autre est inerte. En d’autres termes, les corps composant le monde inorganique sont sous forme cristalline, ou à l’état fragmenté ou altéré ; tandis que les corps de la matière vivante possèdent une substance organisée en un mécanisme vital cellulaire capable de réagir aux stimuli externes et internes, et sont donc appelés organismes.
Un organisme vivant présente cinq activités inhérentes : la contractilité, la capacité de mouvement, plus développée chez les animaux que chez les plantes ; l’irritabilité, la capacité de réagir aux stimuli au sens large, également plus marquée chez les animaux ; la nutrition ou l’utilisation des aliments ; la respiration ; et l’excrétion, elle aussi plus importante chez les animaux — outre les activités périodiques de croissance et de reproduction. Les organismes sont donc des « machines chimiques » qui ont la particularité de se conserver et de se reproduire.
Origine de la matière vivante. — Selon Henderson, seuls deux composés chimiques sont d’une importance capitale pour les organismes : l’eau et le dioxyde de carbone. Ils sont la source commune de toutes les substances complexes produites par les êtres vivants. Ils ne se séparent jamais et, associés à la lumière du soleil et à une température adéquate, ils constituent l’environnement même des organismes. L’acide carbonique possède la première grande qualité d’un aliment : sa présence est universelle et sa mobilité maximale.
L’eau est l’élément le plus familier et le plus important de tous. Bien que très mobile, elle est un mauvais conducteur de chaleur et joue un rôle essentiel dans la stabilisation de la température, car l’évaporation absorbe la chaleur et refroidit l’atmosphère environnante. L’organisme lui-même, explique Henderson, est essentiellement une solution aqueuse dans laquelle sont dispersées des substances colloïdales (semblables à de la colle) d’une grande complexité. Le corps humain est, en effet, composé à 71 % d’eau. La composition des fluides corporels des formes inférieures de la vie marine correspond exactement à celle de l’eau de mer, et de fortes indications suggèrent que les fluides des animaux les plus évolués descendent effectivement de l’eau de mer.
La plupart des biologistes estiment que la vie est apparue dans les eaux éclairées par la lumière du soleil, et probablement dans les bassins océaniques permanents, que l’on peut donc considérer comme le berceau de la vie. C’est là que les conditions de vie sont les plus simples, que les matières alimentaires inorganiques sont réparties de manière [ p. 7 ] quasi uniforme, et que l’énergie solaire est à son maximum tout en pouvant être modulée par la profondeur de l’eau. Les organismes marins flottent dans un milieu nutritif et leur environnement est le plus constant de tous les habitats organiques.
Pendant vingt siècles, les philosophes ont soutenu que la vie était générée constamment et spontanément (génération spontanée) à partir de matière inorganique, ou qu’elle provenait d’animaux morts, ou encore qu’elle se développait sous forme de vers dans les intestins des animaux. Cependant, il a été prouvé que tous les cas avancés de génération spontanée provenaient de germes organiques invisibles flottant dans l’air et tombant dans l’eau ou tout autre milieu nécessaire à leur croissance et à leur développement. Cette théorie a été définitivement réfutée par Pasteur, qui a démontré que les cultures stérilisées étaient toujours contaminées par la vie lorsqu’elles étaient exposées à l’air, et que l’air correctement filtré ou stérilisé ne provoquait jamais de contamination. Quant à la vie nouvelle et très différente qui pourrait naître de cadavres, on sait aujourd’hui qu’elle est due aux insectes qui déposent leurs œufs dans les carcasses d’animaux, où ils se nourrissent et se développent en asticots et autres formes larvaires. Les vers intestinaux proviennent d’œufs ingérés par l’hôte.
Cellules des organismes. La vie peut se manifester dans une seule cellule minuscule ou dans un ensemble de cellules (voir Fig., p. 9). Les plantes et les animaux les plus simples accomplissent leurs fonctions vitales dans une seule cellule. Ce sont les organismes unicellulaires, appelés Protophytes (premières plantes) chez les plantes et Protozoaires (premiers animaux) chez les animaux. La grande majorité des organismes, cependant, sont composés de nombreuses cellules et sont donc appelés organismes multicellulaires ; les plantes sont regroupées sous le terme Métaphytes et les animaux sous le terme Métazoaires.
Le nombre de ces cellules chez les organismes supérieurs est énorme. Une telle communauté se compose de plusieurs millions de millions d’individus vivants, bien plus nombreux que la population humaine totale sur Terre. Cette vaste communauté de cellules vivantes, qui constituent ensemble un être humain, est, en bonne santé, si bien coordonnée et régulée qu’elle surpasse, par son efficacité de gouvernance et sa capacité d’adaptation mutuelle aux besoins de chacun, tout système social ayant jamais régi un organisme collectif dans l’histoire de l’humanité » (Moore).
La plupart des cellules sont trop petites pour être distinguées autrement qu’à l’aide de lentilles ; de nombreux animaux unicellulaires sont à peine visibles à l’œil nu. La partie la plus importante de la cellule est une structure appelée noyau, un petit corps granuleux d’apparence solide, considéré comme le siège principal de l’énergie vitale et des tendances reproductives et héréditaires de l’espèce. La substance plus molle qui compose la cellule est appelée cytoplasme. Au microscope, la structure fine du plasme présente un aspect mousseux ou réticulé. Cette charpente est appelée la membrane cellulaire (voir Fig., p. 9)
. Cellule. — Selon le regretté professeur E.A. Minchin, les premiers êtres vivants étaient des corpuscules minuscules, voire ultramicroscopiques, composés uniquement de chromatine. Il nomme ces organismes théoriques des biocoques, mais aucun [ p. 8 ] exemple vivant n’est connu à ce jour ; ils représentent probablement des organismes vivants autrefois indépendants et très primitifs.
On pense que les biocoques ont donné naissance à deux nouveaux types d’organismes : (1) un type spécialisé dans le mode de vie végétatif, se nourrissant de la matière inorganique environnante ; et (2) un autre type prédateur, se nourrissant d’autres organismes. Le premier type a donné naissance à des formes comme Micrococcus ; celles-ci ont ensuite évolué vers des bactéries plus complexes, puis vers des plantes à assimilation supérieure. Dans le second type, les biocoques ont évolué vers le stade cytode, ou corpuscules avec des grains de chromatine (chromidies) dispersés dans une substance de type cytoplasmique présentant une sorte de mouvement de flux. ce qui leur permettait d’engloutir d’autres organismes. L’étape suivante était celle du protocyte, dans lequel les grains de chromatine ou biocoques s’organisaient en un noyau ; ils donnèrent naissance aux protozoaires, et de ceux-ci apparurent les animaux supérieurs (voir Fig., p. 47).
Structure des organismes. — Chez tous les organismes possédant un corps (composé de nombreuses cellules), des cellules similaires s’agrègent en structures appelées tissus, destinées à remplir une fonction commune de l’organisme. Parfois, deux tissus ou plus fusionnent pour former ce que l’on appelle un organe, chargé d’accomplir une tâche spécifique. C’est le cas de l’estomac, des poumons, du cœur, etc. Il existe donc une division du travail entre les cellules et une interdépendance de toutes les parties, reposant sur un vaste réseau d’échanges chimiques (voir Fig. A, p. 9).
Différences essentielles entre les plantes et les animaux. — Les fonctions, la structure cellulaire et le développement des plantes et des animaux sont fondamentalement similaires, et il n’existe pas de distinction absolue entre eux. Ils ne diffèrent que par le détail de leurs fonctions ; les deux règnes se sont développés selon deux lignées principales indépendantes depuis les débuts de l’histoire de la Terre.
Les cellules végétales ont la capacité d’organiser la matière inorganique en plasma vivant ; les cellules animales subsistent uniquement grâce à la matière organique. De plus, les animaux possèdent la capacité de se déplacer de manière intentionnelle, tandis que les plantes semblent immobiles. La nourriture absorbée par la plupart des plantes est plus grossière ou chimiquement plus simple que celle que les animaux sont capables d’utiliser, et les plantes ne recherchent pas activement leur nourriture, mais l’absorbent passivement à travers leurs parois cellulaires.
Les cellules des plantes ont des parois fermes, plus ou moins épaisses, composées de cellulose, qui renferment le plasma contenant des granules de substance colorante verte (chlorophylle). Cette rigidité de la structure pariétale limite l’indépendance ou le mouvement intentionnel apparent. Les plantes, grâce à la substance colorante verte et à l’énergie solaire, ont donc la capacité de produire leurs propres substances nutritives à partir du dioxyde de carbone de l’air et de l’eau, ainsi [ p. 9 ] que des sels contenus dans le sol. Elles sont ainsi capables d’exister indépendamment, tandis que les animaux dépendent entièrement des plantes pour leur alimentation, et donc pour leur existence. Les plantes sont donc les principales réserves de nourriture.
Activité des animaux. — La plupart des animaux mènent une vie active, largement régie par les trois motivations que sont l’amour, la faim et la prudence ou la peur au sens large. Ils sont occupés à chercher de la nourriture, à éviter leurs ennemis, à courtiser des partenaires, à construire des abris et à prendre soin de leurs petits. Ces activités, parmi d’autres, dépendent de changements internes au sein de l’organisme. Ainsi, les mouvements de tous les animaux, à l’exception des plus simples, sont dus à l’activité de parties contractiles appelées muscles, contrôlées par des centres nerveux et des [ p. 10 ] fibres conductrices d’influx nerveux. L’énergie mise en œuvre dans ces mouvements, et dans la plupart des autres activités vitales, provient de l’oxydation ou de la combustion des composés carbonés complexes qui constituent une part importante des différents organismes organiques. L’oxygène libre est constamment fourni par l’eau ou l’air.
Le travail accompli implique une dépense d’énergie, suivie d’un épuisement (musculaire, nerveux, etc.), rendant ainsi évident le besoin d’un apport énergétique constant. La récupération s’effectue par l’alimentation, mais avant que celle-ci puisse restaurer l’état normal des organes épuisés, ou empêcher leur épuisement important, elle doit être rendue soluble, diffusée dans tout l’organisme et transformée chimiquement afin d’être facilement incorporée à la substance de l’animal. Autrement dit, elle doit être digérée. Un apport constant d’oxygène et l’élimination des déchets sont également essentiels à la poursuite de l’activité. L’ensemble de ces transformations chimiques au sein des cellules et de l’organisme est appelé métabolisme (qui signifie changement).
On peut donc dire qu’il existe deux activités principales dans le corps animal : l’activité musculaire et l’activité nerveuse. À celles-ci s’ajoutent les autres activités internes. Les fonctions vitales sont des processus secondaires qui transforment les aliments en sang et le sang en tissus, réparant ainsi les déchets de matière et d’énergie, maintenant l’apport en oxygène, filtrant et éliminant les déchets, etc.
Croissance et reproduction. — Outre ces activités ou fonctions plus ou moins récurrentes, il existe les processus de croissance et de reproduction. Chez un jeune animal, lorsque les revenus dépassent les dépenses, la croissance se poursuit et les qualités héréditaires de l’organisme se développent de plus en plus. À la limite de sa croissance, lorsque l’animal a atteint sa maturité, il se reproduit normalement, c’est-à-dire qu’il libère des parties de lui-même ou des cellules germinales spécialisées qui donnent naissance à de nouveaux individus.
Le cycle de vie. — Chaque plante et chaque animal a une durée de vie relativement définie. Les organismes uniques sont dits immortels car ils atteignent une certaine taille puis se divisent en deux individus qui continuent de vivre et de se reproduire. Chez les organismes supérieurs, cependant, à reproduction sexuée, la durée de vie est spécifique à l’espèce.
Les organismes les plus primitifs accomplissent leur cycle de vie individuel en quelques heures, et on peut généralement dire que la durée de vie augmente avec la complexité de leur organisation. La grande majorité des plantes et des animaux ont une durée de vie de quelques années seulement. Trente ans est supérieur à la moyenne chez les vertébrés ; l’homme dépasse rarement 70 ans, les éléphants peuvent vivre un siècle ou plus, et on sait que des tortues ont atteint [ p. 11 ] 350 ans. En revanche, parmi les plantes, les arbres de la forêt atteignent la plus grande longévité ; les séquoias géants de Californie, ou séquoias géants de Californie, vivent souvent mille ans, et certains arbres, une fois abattus, présentaient plus de trois mille cernes de croissance annuels.
Le minuscule microcosme ou cellule où toute vie commence peut traverser le cycle de vie avant que la mort ne l’emporte. Parmi les innombrables organismes qui naissent chaque jour, très peu achèveront le cycle, car la lutte pour la survie est particulièrement difficile pour les jeunes, et la mort peut frapper n’importe quel individu à tout moment. Ces affirmations s’appliquent toutefois plus particulièrement aux organismes inférieurs, avec leurs innombrables possibilités de reproduction, tandis que chez les organismes plus complexes, les chances de vivre jusqu’à la fin de leur cycle de vie sont plus élevées.
Le cycle de vie commence par une cellule unique, un germe ou une spore, qui, si elle est d’une organisation élémentaire, se divise et donne naissance à une cellule fille, bouclant ainsi le cycle. Chez les plantes et les animaux plus complexes, cependant, la cellule est généralement, mais pas toujours, fécondée par une autre cellule, puis, si tout se passe bien, ce germe deux-en-un (ovule et spermatozoïde) se développe en un embryon individuel qui se développe en jeune individu et atteint la maturité, puis donne naissance à son tour à des ovules ou des spermatozoïdes, achevant ainsi le cycle de vie « d’œuf en œuf ». Il n’existe pas de microcosme plus merveilleux que la cellule fécondée, car elle contient en elle « toutes les caractéristiques futures, physiques, mentales et morales, qui font que la progéniture ressemble à ses parents, qu’il s’agisse de rotifères, de dinosaures, de souris ou d’hommes ! » (Lull).
Extinction des espèces et des races. — De même que les individus peuvent développer, avec l’âge, des caractères sénescents, il en va fréquemment de même pour les races. Parmi ces caractères de vieillesse raciale, on retrouve : (1) la perte plus ou moins complète des expressions et structures juvéniles ; (2) l’apparition de nouvelles caractéristiques, comme une augmentation relative de la taille ; (3) la prolifération d’épines, ou la tendance au surdéveloppement de caractéristiques autrefois utiles ou ornementales, telles que les épines, les cornes ou les armures corporelles ; (4) la dégénérescence physique, comme la perte de dents ou de membres, ou un mode de vie parasitaire.
À mesure que les individus et les familles humaines disparaissent, les espèces disparaissent également. L’extinction peut être totale, avec la disparition complète de la lignée, ou celle-ci peut se transformer en une autre famille ou espèce, et l’évolution ainsi amorcée peut se poursuivre jusqu’à l’apparition d’organismes d’apparence totalement différente. La structure de l’arbre symbolise cette genèse : de même qu’il possède de nombreuses ramifications sur un nombre restreint de branches, et que chacune de ces parties peut donner naissance [ p. 12 ] à d’autres ramifications, ou mourir et se détacher de l’arbre parent, de même, chez les animaux et les plantes, n’importe quelle branche peut se ramifier à nouveau ou mourir. C’est ainsi qu’au cours des ères géologiques, de nombreuses espèces se sont éteintes, comme par exemple les trilobites (page 210), les ammonites (page 530), les dinosaures (page 497), etc. D’autres espèces, disparues en tant que telles mais transformées en espèces différentes et toujours vivantes, sont les plus anciens insectes connus (Palaeodictyoptera), qui ont donné naissance aux blattes, aux sauterelles, aux éphémères, etc. Les oiseaux à dents du Mésozoïque (page 582) ont donné naissance aux oiseaux édentés ; le cheval à quatre orteils du début du Cénozoïque (page 630) a évolué pour donner naissance aux chevaux à trois orteils aujourd’hui disparus, dont les descendants vivent désormais sous forme d’oiseaux à un seul orteil, etc. Enfin, certaines espèces semblent immortelles, comme les « protozoaires immortels », illustrés notamment par l’amibe (page 9), le brachiopode marin Lingula, qui existe depuis le Champlainien, ou encore les dipneustes, présents depuis le Dévonien.
Lorsque des espèces sont sénescentes, trop spécialisées ou dominantes, elles sont susceptibles de disparaître avec les grands changements physiographiques et climatiques qui jalonnent périodiquement l’histoire de la Terre. Le sol même sur lequel vivent certaines de ces espèces s’élève lentement de plusieurs milliers de mètres, plongeant l’atmosphère dans un air plus froid et plus raréfié. Ce n’est pas nécessairement la température qui tue les organismes, mais plutôt les changements climatiques qui déséquilibrent le monde organique de l’époque. La quantité et la nature des ennemis et de la nourriture se modifient alors, sous l’effet de la rigueur du climat. Ainsi s’instaure une nouvelle forme de lutte, à laquelle non seulement les espèces sénescentes, mais aussi de nombreuses autres, ne peuvent s’adapter. Ces dernières sont alors condamnées et disparaissent complètement, tandis que les espèces adaptables se transforment en de nouvelles espèces, parmi lesquelles s’engage une nouvelle lutte pour la domination du monde organique. Ce sont les formes les plus actives, les plus alertes, les plus adaptables et les plus petites qui prennent l’ascendant sur les anciens maîtres.
¶ Classification des organismes
Fondements de la classification. — L’être humain a un instinct naturel de regrouper les êtres vivants par espèce ; par exemple, les animaux qui se nourrissent de plantes sont appelés herbivores, ceux qui se nourrissent de chair sont appelés carnivores. Cependant, une classification naturelle ne repose pas sur de simples ressemblances superficielles, comme le pensent parfois ceux qui ne sont pas naturalistes et qui désignent tous les animaux marins comme des poissons, ce qui a conduit à inclure les baleines dans cette catégorie, alors qu’elles sont des mammifères à sang chaud et allaitent leurs petits comme les animaux terrestres. Les biologistes systématiciens, c’est-à-dire [ p. 14 ] les spécialistes [ p. 13 ] des relations entre les êtres vivants, veillent à sélectionner, comme base de regroupement, les caractères ayant une importance fondamentale pour la découverte de la descendance naturelle, les organismes ayant la même structure et une généalogie apparentée étant classés ensemble. Ce n’est pas seulement que les organismes ainsi regroupés doivent être structurellement matures, mais aussi qu’ils doivent avoir un développement vital très lent depuis l’œuf. L’étude des stades de croissance de l’individu est la science de l’ontogenèse, qui comprend l’embryologie. Cette étude est également applicable aux fossiles et nous pouvons ainsi retracer, plus ou moins imparfaitement, l’histoire des êtres vivants jusqu’à leurs ancêtres géologiques, et ce processus peut être poursuivi jusqu’aux temps les plus reculés. Par conséquent, le botaniste et le zoologiste doivent coopérer avec le paléontologue pour regrouper les organismes en classifications naturelles. De plus, le paléontologue note l’apparition des organismes dans les roches stratifiées, cette séquence temporelle étant appelée chronogenèse. Ainsi, les divisions nommées dans tout système de classification organique sont finalement basées sur la structure organique, l’ontogenèse, la phytogenèse et la chronogenèse
L’étude des plantes vivantes est la science de la Botanique, et celle des formes fossiles, la Paléobotanique (botanique des plantes anciennes). L’étude des animaux vivants est la science de la Zoologie, et celle des formes fossiles, la Paléozoologie. L’étude de toute vie, vivante et éteinte, est appelée Biologie, tandis que celle des fossiles est la Paléobiologie ou Paléontologie.
Classification des organismes. — Tous les organismes sont divisés en deux grandes divisions : le règne végétal (Plantae) et le règne animal (Animalia). Bien que tous les organismes soient généralement classés dans l’un ou l’autre de ces règnes, une frontière nette entre plantes et animaux n’apparaît véritablement que lorsqu’ils présentent une structure complexe. Ceci est conforme à la théorie de l’évolution, selon laquelle les organismes supérieurs ont évolué à partir d’une structure primitive. En pratique, il est cependant aisé de distinguer les plantes des animaux.
Les règnes végétal et animal sont eux-mêmes divisibles comme les parties d’un arbre : le tronc représente le règne et les branches, les subdivisions de plus en plus petites, jusqu’aux feuilles. Les individus qui se ressemblent plus ou moins par leurs caractéristiques communes sont regroupés en espèces, par exemple les chats domestiques ou les chiens domestiques. Les différentes races de ces chiens et chats, comme les chats angora ou les bouledogues, sont appelées variétés. Ensuite, toutes les espèces présentant des caractères communs sont regroupées dans un genre (au pluriel, genres) [ p. 15 ] : c’est le cas des différentes espèces de félins (lion, tigre, puma, léopard, chat domestique), qui appartiennent toutes au genre Felis ; ou encore des chiens, loups et renards, qui sont regroupés dans le genre Canis. Les genres sont ensuite regroupés en familles, ceux-ci en ordres, les ordres en embranchements et les embranchements en règnes. (Voir Fig., p. 13.)
Origine temporelle des grandes divisions. — De nouveaux embranchements animaux ne sont apparus qu’une quinzaine de fois dans l’histoire de la vie sur Terre. Aucun nouvel embranchement n’a évolué depuis l’apparition des poissons au Champlainien, et aucune nouvelle classe depuis les mammifères et les oiseaux du Trias. Il sera finalement démontré que tous les embranchements trouvent leur origine dans une période très ancienne de l’histoire de la Terre. (Voir Fig., p. 47.)
Pour faciliter la consultation, les différentes divisions définies ci-dessus peuvent être regroupées comme dans l’exemple suivant :
Règne (Animalia) ;
Embranchement (Vertebrata, ou animaux vertébrés) ;
Classe (Mammalia, ou mammifères) ;
Ordre (Carnivora, ou animaux carnivores) ;
Famille (Felidae, les félins).
Genre (Felis,un membre de la famille des félins);
Espèce(Felis tigris, le tigre);
Individu.
Noms des organismes. — Les naturalistes ont pour ambition de décrire et de nommer toutes les plantes et tous les animaux, vivants et fossiles. Conformément aux règles de nomenclature qui régissent cette procédure, chaque espèce possède deux noms. Le premier, le nom de genre, est emprunté au grec ou au latin ; par exemple, le genre Elephas, du grec elephas, éléphant, et le genre Felis, du latin felis, chat. Un genre peut ne contenir qu’une seule espèce, ou en contenir plusieurs, voire de nombreuses. Dans tous les cas où les espèces sont regroupées sous le même nom de genre, cela signifie qu’elles partagent toutes les caractéristiques structurales qui fondent le genre. Une espèce, comme un genre, n’apparaît qu’une seule fois. Le nom d’espèce est emprunté au latin ou est une forme latinisée d’un mot d’une autre langue. Par exemple, le chat domestique est appelé Felis domestica, le lion Felis leo, l’éléphant d’Afrique Elephas africanus et l’éléphant d’Inde Elephas indicus. Cette double dénomination est appelée nomenclature binomiale et fut utilisée par Linné dans la première édition de son Systema Natures en 1735, mais la méthode ne fut pleinement établie qu’à partir de la dixième édition de l’ouvrage (1758), point de départ de la nomenclature zoologique. Aux États-Unis
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il est d’usage d’écrire le nom de genre avec une majuscule et les noms d’espèce et de variété, quelle que soit leur importance, avec une minuscule. Les deux noms sont écrits en italique.
Définition de l’espèce. — Lamarck soutenait à juste titre (1809) que les espèces ne sont pas des entités fixes et qu’il n’existe pas, de plus, de divisions nettes dans le monde organique correspondant aux classes, ordres et genres de nos classifications biologiques. « Une espèce », écrivait-il, « est un ensemble d’individus semblables qui se perpétuent de génération en génération dans les mêmes conditions, tant que leur environnement n’a pas suffisamment changé pour entraîner des variations dans leurs mœurs, leur caractère et leur forme. »
¶ Divisions du règne végétal
Puisque l’évolution organique est un fait, il s’ensuit qu’il ne peut y avoir de distinction nette entre les plantes et les animaux. Il existe cependant une distinction marquée entre toutes les espèces de plantes et d’animaux facilement observables, et la séparation ne devient difficile que parmi les formes de vie unicellulaires microscopiques les plus élémentaires. Lorsque la vie a commencé sur Terre, et pendant longtemps par la suite, toutes les formes de vie étaient les plantes les plus simples, et au fil du temps, les caractères distinctifs des animaux, et des plantes supérieures également, ont progressivement évolué à partir d’elles.
Les plantes et les animaux ont une longue histoire géologique, et la géologie historique montre qu’ils commencent par des formes simples qui, au fil du temps, se complexifient. C’est dans les océans que les plantes ont vu le jour, et très tôt dans l’histoire de la Terre, certaines d’entre elles ont dû s’acclimater à la terre ferme. On ne trouve cependant aucune preuve de leur présence durant la première moitié de l’histoire de la Terre. Une fois organisées pour la vie terrestre, avec des racines absorbant l’eau qui est ensuite exhalée sous forme de vapeur par les feuilles (transpiration), et des pores respiratoires permettant d’absorber dans l’air son carburant (le dioxyde de carbone), l’évolution principale des plantes s’est déroulée sur les terres émergées. De cette manière, les plantes les plus complexes ont préparé le terrain pour devenir les futurs habitats des animaux terrestres supérieurs. Les plantes qui ont effectué cette transmigration semblent avoir mené une très longue lutte pour quitter l’eau et les marécages, puisqu’aucune plante terrestre n’est connue avant l’époque de Champlain. (Voir Fig., p. 17.)
Les neuf grands embranchements du règne végétal sont les suivants :
(1) Les plantes marines qui ont effectué la migration originelle de la mer vers les marais, puis vers les terres [ p. 17 ] de plus en plus arides, étaient les algues. Elles appartiennent à l’embranchement des Thallophytes, ou plantes à thalle, des pousses vertes dépourvues de racines, de tiges et de feuilles, qui se reproduisent par division (fission) et par spores unicellulaires. Berry affirme que les plantes à thalle présentent autant de différences entre elles que l’ensemble des autres plantes. À l’origine, toutes les algues vivaient en milieu marin, mais [ p. 18 ] elles se sont ensuite répandues dans les eaux douces, les formes unicellulaires sur les terres émergées, et même à l’intérieur de tous les animaux. En fait, elles sont omniprésentes et sont à l’origine de toute décomposition organique, de nombreuses maladies qui affectent les plantes et les animaux, et des fermentations utilisées dans de nombreuses industries agroalimentaires. Les plus primitifs sont les organismes unicellulaires comme les bactéries et les moisissures, tandis que les organismes multicellulaires, plus grands et plus complexes, comprennent par exemple les algues vertes, brunes et rouges, les characées, les lichens et les champignons. Certaines algues marines atteignent des tailles gigantesques, mais leur intérêt fossile est limité, car elles sont trop périssables pour se conserver correctement dans les strates. Certaines formes sécrétant du calcaire ont produit d’importantes quantités de calcaire depuis l’Antiquité.
(2) Juste après les thallophytes, on trouve les Bryophytes ou mousses. Ces dernières sont presque inconnues à l’état fossile et aucune n’est antérieure à l’ère des reptiles (Mésozoïque). Elles sont dépourvues de véritables racines et leurs vaisseaux sanguins (vascula) sont de construction très simple.
(3) Les fougères sont connues de tous et appartiennent à l’embranchement des Ptéridophytes. Elles existent depuis au moins le Dévonien, et au Pennsylvanien, on trouvait des fougères arborescentes atteignant 15 mètres de haut. Ces plantes possèdent des tiges, des feuilles, des spores et des racines, ainsi que de véritables structures ligneuses ou vasculaires.
(4) Juste au-dessus dans l’organisation se trouvent les joncs ou prêles de l’embranchement des Arthrophytes. Ce sont des plantes herbacées et arborescentes à spores, dont les tiges sont côtelées et articulées aux nœuds où se trouvent les verticilles de feuilles. Cet embranchement comprend certaines des plus anciennes plantes terrestres connues et a atteint sa différenciation maximale au Paléozoïque.
(5) Les plantes à spores les plus évoluées, communément appelées lycopodes, ne sont représentées dans le monde vivant que par les lycopodes et les lycopodes terrestres. Elles appartiennent à l’embranchement des Lépidophytes, dominant dans les flores terrestres du Paléozoïque supérieur et constituant, avec les arthrophytes, la majeure partie des accumulations de charbon de cette période de l’histoire de la Terre (voir Fig., p. 17).
(6) Les plantes à graines les plus primitives sont les fougères à graines de l’embranchement des Ptéridospermophytes. Elles ressemblent beaucoup aux fougères et présentent d’ailleurs des caractéristiques anatomiques similaires, mais possèdent des graines bien développées au lieu de spores. Cet embranchement comprend un ensemble de plantes à graines synthétiques. Issues des fougères et apparues au Dévonien, elles disparaissent toutes au Permien.
Les fougères à graines (6), les cycadées (7) et les conifères (8) des anciennes classifications étaient regroupés sous le terme de Gymnospermes et sont ainsi inclus dans la Fig., p. 17.
(7) Les cycadées ou sagoutiers des climats chauds actuels appartiennent à l’embranchement des Cycadophytes, [ p. 20 ] mais une multitude [ p. 19 ] de formes très diverses ont vécu tout au long du Mésozoïque, et particulièrement durant sa première moitié. Elles descendent des fougères à graines.
(8) Les pins, les séquoias, les genévriers et les cyprès sont connus de tous. Ils appartiennent à l’embranchement des Conifères, ou arbres à cônes, ainsi nommés car nombre d’entre eux portent leurs graines dans des cônes. On les appelle aussi gymnospermes ou conifères. Ces plantes ligneuses, porteuses de graines, constituaient la plus grande partie des forêts anciennes. Leurs fleurs étaient pollinisées par le vent, qui y déposait son pollen, et jamais par l’intermédiaire des insectes. Les conifères sont apparus bien avant les iosectes ; en fait, ils se sont développés avant le Dévonien à partir du « plexus qui a donné naissance aux fougères à graines » (Berry).
(9) Les plantes les plus évoluées sont les arbres feuillus et nos magnifiques plantes à fleurs (embranchement des Angiospermes), dont plus de 100 000 espèces vivantes ont été décrites. Elles apparaissent au Jurassique (les plus anciennes de l’hémisphère sud) et sont considérées comme issues de l’embranchement précédent. Toutes possèdent des ovaires fermés, une caractéristique unique chez les plantes. Toutes les autres plantes à graines (embranchements 6, 7 et 8) ont des ovaires ouverts ou nus et sont parfois regroupées dans un seul embranchement, appelé Gymnospermes.
¶ Divisions du règne animal
Le règne animal est divisé en deux sous-règnes : les Protozoaires et les Métazoaires. Chez les premiers, l’animal, individu ou unité, est constitué d’une seule cellule, qui peut vivre de manière libre et indépendante de ses congénères, ou s’associer à eux pour former des colonies. Chez les organismes coloniaux, chaque cellule est un individu complet et il n’y a généralement pas de division du travail entre les membres de la colonie. Chez les métazoaires, ou animaux supérieurs, les cellules sont regroupées en tissus et organes, et il existe toujours une division du travail entre eux. Autrement dit, les protozoaires sont généralement des animaux microscopiques très simples, presque inconnus du grand public, tandis que les métazoaires sont des animaux multicellulaires, de tailles et de complexités très variables. (Voir Fig., p. 13.)
Le règne animal est divisé en au moins quatorze embranchements, dont neuf possèdent de nombreux représentants fossiles. Ces derniers sont les suivants :
(1) les protozoaires, définis ci-dessus comme les animaux unicellulaires. Ils comprennent les foraminifères et les radiolaires.
(2) les porifères ou éponges.
(3) les cœlentérés, ou animaux possédant une cavité digestive très simple, en forme de sac, avec une seule ouverture : la bouche. [ p. 21 ] Les coraux durs sont les représentants les plus connus, les méduses les plus aquatiques et les anémones en forme de fleur les plus belles.
(4) Les échinodermes, ou animaux à peau épineuse, tels que les étoiles de mer, les ophiures, les oursins, les concombres de mer et les comatules. Ils étaient d’une variété et d’une prolifération remarquables au Paléozoïque. (
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Les bryozoaires, animaux minuscules ressemblant à de la mousse, qui sont parfois d’importants producteurs de calcaire. Souvent, les bryozoaires sont regroupés avec les brachiopodes dans l’embranchement des molluscoïdes, mais nous préférons les considérer comme deux embranchements distincts. (
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Les brachiopodes, ou coquillages à deux valves, sont des animaux à deux valves, mais n’ont aucun lien de parenté avec les mollusques bivalves.
(7) Les mollusques, ou animaux à coquille, comme les palourdes et les huîtres, les gnaphales et les foreurs, les nautiles et les ammonites, et les pieuvres.
(8) Les arthropodes, ou invertébrés à membres articulés, présentent une diversité de formes supérieure à celle de tous les autres embranchements réunis. On y trouve les crevettes, les homards et les crabes, les trilobites et les limules, ainsi que l’infinie variété d’insectes, d’araignées et de mille-pattes.
(9) Vertébrés, les animaux supérieurs, possédant un squelette osseux interne dont l’élément caractéristique est la colonne vertébrale. Ce groupe comprend les poissons et les anguilles, les crapauds, les grenouilles et les tritons ou batraciens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères.
¶ Lectures complémentaires
E. W. Berry, Paléobotanique : Esquisse de l’origine et de l’évolution des flores. Rapport annuel de la Smithsonian Institution pour 1918, 1920, p. 289-407.
L. J. Hendebson, L’adaptation de l’environnement. New York (Macmillan), 1913.
R. S. Lull, Évolution organique. New York (Macmillan), 1917.
B. Moore, L’origine et la nature de la vie. New York (Henry Holt), 1913.
HF Osborn, L’origine et l’évolution de la vie. New York (Scribner), 1917. L. L. Woodruff, Fondements de la biologie. New York (Macmillan), 1922.
O. Abel, Grundzüge der Palaeobiologie der Wirheltiere. Stuttgart (Schweizerbart), 1911.
K. A. Von Zittel, F. Broili et M. Schlosser, Grundzüge der Palfiontologie, Pt. II, Vertébrés. Munich (Oldenboiug), 1922.
K. A. Von Zittel et C. R. Eastman, Manuel de paléontologie. Londres (Macmillan), Vol. I, 2e édition, 1913, Vol. II, 1902.