Les animaux sur Terre sont très différents les uns des autres. De la puce à l’éléphant, de la moustique au poisson, de la larve au paon, de l’araignée au python, ils semblent n’avoir rien en commun et ne partager aucune ressemblance. En réalité, ils ont de nombreux points communs, et l’un d’entre eux est que tous les animaux doivent manger pour survivre.
Pour vivre, de nombreux animaux doivent chercher de la nourriture chaque jour. C’est sans doute l’instinct le plus important des animaux. Les poussins mangent dès qu’ils éclosent, et les porcelets commencent à téter dès leur naissance. Si la nourriture vient à manquer, tous les animaux risquent la mort. Pourquoi donc ?
Nous savons que toutes les activités vitales nécessitent une dépense d’énergie : la respiration, le rythme cardiaque, le mouvement grâce à la contraction musculaire, l’émission d’impulsions électriques par les neurones, la sécrétion de sucs digestifs par les organes digestifs, et la synthèse de macromolécules dans les cellules. Tout comme les centrales électriques ont besoin de brûler du charbon ou du gaz naturel pour produire de l’électricité, les animaux ont besoin d’« brûler du carburant » pour obtenir de l’énergie.
Pour les animaux, ce « carburant » est la nourriture, qui joue un rôle important dans la fourniture d’énergie. En fait, le principe selon lequel les animaux utilisent la nourriture est le même que celui des centrales électriques qui brûlent du carburant pour produire de l’électricité. Les centrales électriques brûlent du charbon pour le transformer en dioxyde de carbone et en eau, et l’énergie libérée lors de la combustion est convertie en électricité. De même, les animaux « brûlent » la nourriture, qui est également transformée en dioxyde de carbone et en eau. Cependant, au lieu d’être utilisée pour produire de l’électricité, l’énergie libérée sert à synthétiser de l’ATP (adénosine triphosphate), un « composé énergétique », qui alimente toutes les activités vitales.
Outre la fourniture d’énergie, un autre rôle important de la nourriture est de fournir les « pièces de rechange » nécessaires au corps. Les acides aminés qui composent les protéines, les acides gras et le glycérol qui composent les lipides, et les vitamines (composants additionnels des protéines appelés enzymes, qui catalysent les réactions chimiques), doivent être « extraits » de la nourriture.
Le métabolisme accompagne les êtres vivants tout au long de leur vie. Le corps des êtres inanimés ne se renouvelle pas. Une roche peut rester inchangée pendant des milliards d’années, et son âge peut être calculé à partir de la proportion d’isotopes qu’elle contient ; la composition de la glace profonde de l’Antarctique reste pratiquement inchangée depuis des centaines de milliers d’années, et l’on peut déterminer la composition de l’air à partir des bulles qu’elle contient. Cependant, les êtres vivants sont extrêmement complexes et fragiles, et les « pièces » de leur corps doivent être constamment réparées et renouvelées pour que la vie puisse se poursuivre.
De nombreux animaux peuvent vivre de plusieurs dizaines d’années à plusieurs centaines d’années, mais la plupart des cellules de leur corps ne vivent pas aussi longtemps. Les cellules de la paroi intestinale humaine sont remplacées tous les deux ou trois jours, les cellules épithéliales toutes les 28 jours environ, et les cellules du foie environ une fois par an. Même les os, que l’on considère comme ne changeant pas après l’âge adulte, sont renouvelés toutes les dix années environ.
Pour que les cellules puissent se renouveler, les molécules à l’intérieur des cellules ont une « durée de vie » encore plus courte. Certaines protéines n’ont qu’une durée de vie de quelques minutes. Même dans les cellules à longue durée de vie, comme les neurones, les molécules sont constamment remplacées. Même si une personne, surtout un adulte, semble n’avoir pas changé radicalement au cours des dix dernières années, les cellules et les molécules de son corps ont été presque entièrement remplacées au cours de cette période.
Le renouvellement constant des organismes animaux, la réparation et le renouvellement des « pièces » de leur corps, ainsi que le remplacement des molécules dans les cellules, nécessitent tous de l’énergie fournie par la nourriture.