| Il est hautement vraisemblable
que les cellules procaryotes ont précédé les cellules
eucaryotes dans l'évolution. Compte tenu de l'atmosphère
initiale de la Terre, dépourvue d'oxygène moléculaire,
les premiers procaryotes devaient être anaérobies et hétérotrophes,
fermentant la matière organique. Mais quelle est l'origine des premiers
procaryotes ? Dans les années 1930, le chimiste russe A. I. Oparin,
suggéra que des agrégats moléculaires appelés
coacervats, que l'on peut produire au laboratoire, pouvaient ressembler
aux précurseurs des premières cellules procaryotes. Les coacervats
sont formés de substances de masse moléculaire élevée
qui s'associent, en milieu aqueux, pour former des gouttelettes microscopiques.
Ces gouttelettes partagent certaines propriétés avec les
cellules vivantes : elles peuvent maintenir un environnement interne différent
de l'environnement externe et absorber sélectivement certaines substances
dans leur environnement. |
Objectifs :
De simples agrégats moléculaires peuvent manifester certaines
propriétés du vivant. Les cellules vivantes obéissent
aux lois physicochimiques. |
| Protocole
1. Mélanger dans un tube à essai 5 mL d’une solution de
gélatine à 1 % avec 3 mL d’une solution de gomme arabique
à 1 %. Recouvrir de parafilm et bien mélanger en agitant.
2. Mesurer le pH de la solution (en trempant un agitateur de verre
dans la solution et en déposant une goutte sur un papier pH). Le
noter.
3. Monter une goutte de la solution sur une lame porte objet et l’observer
au faible grossissement du microscope (objectif 10 x). Mettre la lame de
côté.
4. Ajouter goutte à goutte une solution d’acide chlorhydrique
à 0,1 mol.L-1 dans le tube à essai et bien agiter
après chaque goutte. Attendre après chaque goutte pour vérifier
si la solution devient trouble. Si elle reste limpide, ajouter une nouvelle
goutte. Quand la solution devient trouble, bien agiter. Si elle s’éclaircit
de nouveau, ajouter une nouvelle goutte d’acide.
Attention : si l’acide chlorhydrique est en excès, le trouble
disparaît. Dans ce cas, le pH est devenu trop bas pour obtenir des
coacervats et les opérations doivent être recommencées.
5. Quand la solution reste trouble en permanence, mesurer de nouveau
le pH, le noter et préparer une autre lame avec une goutte. À
ce stade, des coacervats devraient être visibles, éventuellement
au grossissement moyen. Comparer avec la première lame pour y vérifier
l’absence de coacervats.
6. Colorer les coacervats avec du rouge Congo, du rouge neutre et du
bleu de méthylène en mélangeant sur des lames différentes
une goutte de la solution avec une goutte de chaque colorant et recouvrir
d’une lamelle. Observer au fort grossissement. |
Matériel
Tubes à essai, gélatine, gomme arabique, parafilm, papier
pH ou pHmètre, lames porte-objet, rouge Congo, rouge neutre, bleu
de méthylène
Solutions
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Solutions à 1 % : 1 g dans 100 mL ou 0,1 g dans 10 mL. Agiter avec
un agitateur magnétique en chauffant légèrement pour
accélérer la dissolution.
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HCl 0,1 mol.L-1 : 8,6 mL d'acide concentré (d = 1,17)
dans 991,4 mL d'eau.
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Colorants : 0,1 à 0,3 g.L-1
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