L’eau dans les système biologiques – les causes de notre intranquillité

Le secrétaire général de l’IGR, Jean Salque, a participé à cette visioconférence organisée par la commission IREN (Innovation Recherche & ENvironnement) du réseau Entreprendre en Lorraine Nord la veille de la journée mondiale des océans et qui a rassemblé près de 80 personnes.

            La modération était assurée par Anne Ribayrol – Flesch, responsable du pôle environnement et milieux aquatiques (PEMA)  du groupe Pingat,  présidente du Pôle Hydreos et par ailleurs ancienne présidente d’Entreprendre en Lorraine Nord.

L’intervenant : le professeur Gilles Bœuf

Problématique

 

             Aujourd’hui, l’eau, essentiellement représentée par les océans, couvre plus de 70 % de la surface de la planète et offre plus de 90 % du volume disponible pour le vivant. Mais cette eau est salée et possède des spécificités strictes et constantes. Un peu moins de 300 000 espèces vivantes ont été décrites du milieu marin ce qui représente environ 13 % du total reconnu de la diversité spécifique de la Terre. L’eau est indispensable pour la Vie et la Vie est apparue dans l’océan ancestral, il y a un peu moins de 4 milliards d’années. Des événements déterminants s’y sont déroulés, de l’apparition du noyau de la cellule à la capture de micro-organismes devenus par symbiose les organites et à la pluricellularité (métazoaires). Plus tard, la sexualité s’y développera aussi, extraordinaire machine à générer de la diversité.
Le second évènement dans le même sens sera la sortie des océans, vers 400 millions d’années pour la vie organisée. Les différences entre vie dans l’eau et dans l’air sont fondamentales pour des raisons physiques comme la densité et la viscosité des fluides, la capacité thermique, le contenu en oxygène… et la présence d’eau à l’extérieur ou non.

L’eau est le solvant biologique universel et le contenu en eau des organismes vivants varie entre 4 % pour les formes de résistance à plus de 98 % pour certains groupes aquatiques. Confrontés aux lois physiques de l’osmose, les êtres vivants ont développé deux stratégies au cours de l’Évolution quant à la régulation des échanges d’eau et de sels : la régulation isosmotique intracellulaire (*), des premières formes de vie aux crustacés et la régulation anisosmotique extracellulaire (*), des crustacés aux mammifères et oiseaux. La composition du milieu intérieur des organismes marins est très proche de celle de l’eau de mer jusqu’à certains groupes de crustacés qui ont développé, il y a 500 millions d’années, une capacité pour la première fois à maintenir une homéostasie osmotique, ceci aussi pour la majorité des vertébrés.
Si la vie sort de l’eau par hasard, ce n’est pas par hasard que seulement certains groupes y parviennent. Les échanges d’eau et d’électrolytes, d’une part entre les milieux intra- et extra-cellulaires, d’autre part entre les fluides internes et le monde extérieur, sont la résultante de l’osmose et d’énergétiquement coûteux mécanismes du vivant. Un humain a besoin de 75 m3 d’eau au cours de sa vie pour satisfaire sa physiologie, son organisme variant en contenu en eau entre 60 et plus de 70 %, ceci dépendant de l’âge et du sexe.

Aujourd’hui, si globalement les ressources en eau ne sont pas menacées (et encore ?), l’eau buvable et utilisable devient de plus en plus rare et l’humanité doit urgemment prendre des mesures pour sa survie.

 

* L’osmorégulation est l’ensemble des processus  qui interviennent dans la régulation de la concentration en sels dissous dans les fluides internes de cet être vivant.   La régulation isosmotique ne s’observe que pour des animaux marins : l’organisme ne tend ni à s’hydrater, ni à se déshydrater   La régulation anisosmotique concerne les autres êtres vivants, avec deux situations : ·      l’animal tend à se déshydrater et à être envahi par le sel qui diffuse à travers les surfaces externes. Il doit compenser ces mouvements en absorbant du liquide externe et en excrétant activement l’excès de sel ; ·      au contraire, si le milieu est le plus concentré, l’animal tend à s’hydrater et à perdre du sel passivement ; il compense en excrétant l’excédent d’eau et en absorbant activement des ions à partir du milieu environnant

 

Pour aller plus loin

Le support de la conférence du professeur  Gilles Bœuf 

L’eau dans les sytèmes biologiques_presentation_gilles_boeuf

Conférence du professeur Giles Bœuf « Coévolution, biodiversité et humanité : une résilience possible ? »  février 2020  https://www.youtube.com/watch?v=vIKp7Qh6K2s