Les origines et l’évolution du vivant : hypothèses et étapes

Les origines et l’évolution du vivant : hypothèses et étapes     Selon le professeur Alain Sarrieau Dans le cadre des conférences de l'Université du Temps Libre de Marennes-Oléron Le lundi 23 janvier 2012 à 15 h à l'Eldorado de Saint-Pierre d'Oléron

On remonte dans le temps :

•  - 13,7 milliards d’années : expansion de l’Univers, après le Big Bang (que l’on évoquait déjà dans les années 1900) décrivant un état de l’univers à un moment donné.
  (Aristote avait émis l’idée qu’il n’y avait peut-être pas eu de commencement et qu’il n’y aurait pas de fin : donc peut-être pas de Néant ?
   
• - 5 milliards d’années : naissance de notre système solaire. (Cela a pris du temps !)
   
• - 4,7 milliards d’années : naissance de la Terre, par accrétions de matières.
   
• - 3,6 milliards d’années : apparition de la vie. (C’est-à-dire qu’il y a eu 1 Md d’années avant qu’elle se décide !) Dans la « soupe primordiale » il y avait des ensembles de molécules constitués d’acides aminés, de sucres, de bases, de phosphates.
   
• - 3,5 millions d’années (mais des indices à – 10 M) apparition de l’homme.
   

Les conditions n’étaient pas favorables jusqu’alors :

o    Une température entre 50 et 100° C
o    Pas d’oxygène mais des gaz toxiques
o    Pas de couche d’ozone
o    Des bombardements constants de météorites

On essaie de répondre à trois questions :

1.    Qu’est-ce que la vie ?
2.    Où et comment est-elle apparue ?
3.    Sous quelle forme est-elle apparue ?

Proposition de définition de la vie. C’est une entité capable :

o    D’échanger de la matière
o    et de l’énergie avec son milieu
o    De se reproduire

Apparition de la vie : trois scénarios envisagés :

•    Une origine atmosphérique
•    Une origine aquatique
•    Une origine extra-terrestre

(Il y a deux grands types de structure moléculaire ! Dans le même organisme, il ne peut y avoir qu’un de ces deux types.)

L’origine atmosphérique

o    Dans la soupe primitive, il y avait des molécules à base de C – H – O – N
o    Radiations UV
o    Combinaisons de H2O, de CH4 mais pas d’O2

Arguments pour :

• Fusion de la partie superficielle de la Terre grâce à l’énergie cinétique (impacts des météorites)
• Réactions parce qu’il n’y avait pas de couche d’ozone

Expériences d’Oparin en 1920 ; de Miller en 1950 : reconstitution en laboratoire.

Arguments contre :

• Le méthane était en quantités insuffisantes
• Obtention d’un mélange racémique

  

L’origine aquatique

Arguments pour :

• Présence des océans : condensation de la vapeur d’eau par refroidissement
• Protection contre les radiations solaires
• Energie thermique
• Milieu relativement stable

Découverte des « fumeurs noirs » (300° C) sur les dorsales médio-océaniques, et du monde des archéobactéries qui habitent dans leur proximité. 350 espèces. Présence de métaux super toxiques. Pressions énormes : 300 à 400 fois lapression atmosphérique.

Arguments contre :

• C'est une forme de vie déjà complexe.

L’origine extra-terrestre

Théorie de la panspermie.

• 1860 : abandon de la théorie de la génération spontanée (Pasteur)

• 1865 : pour l’Allemand Richter « Les corps célestes libèrent des particules qui contiennent des germes de micro-organismes appelés cosmozoaires amenés sur terre par les météorites. »

• 1906 : idée reprise par le Suédois Arrhenius

• 1910 : effet létal des rayonnements (Becquerel)

• 1965 : synthèse des polymères (travaux de Fox)

• 1969 : météorite de Murchison (Australie)

Exobiologie ? Les météorites ont pu apporter la vie sur la Terre.

 

Résumons :

    = L’origine atmosphérique est peu probable
    = L’origine aquatique n’est pas impossible
    = L’origine extra-terrestre est la plus probable

--> Litho-panspermie : arrivée de la vie sur la Terre grâce aux pierres.

Mais pourquoi pas deux ou trois origines possibles ?

 

Esquisse d'un scénario unique :

 

Première étape : les molécules viennent de l’espace interstellaire par les météorites.

Deuxième étape : les molécules simples inter-réagissent avec des minéraux dans l’eau. --> (Montmorillonite.)

Sous quelle forme ?

o    Molécule simple (acides aminés / ARN)
o    Molécule plus complexe par libération de l’eau (mais la réaction ne peut pas se faire dans l’eau. Il faut de l’énergie : le soleil !) --> Polymères de sucre, etc.

Troisième étape : apparition de la diversité moléculaire
--> ARN / ADN : cadre de lecture à quatre lettres
Protéines : cadre à vingt
(acides aminés)

Quatrième étape : les cellules. (Il faut une membrane pour qu’il y ait une cellule.)
--> Opportunisme

LUCA : ancêtre commun à tout le monde vivant.
--> Les stomatolithes ont 3 milliards d’années.

Cinquième étape : apparition d’êtres multi-cellulaires
--> les algues

Sixième étape : l’explosion cambrienne
--> Plan d’organisation des espèces animales

Septième étape : les vertébrés
--> Poisson astrpsyx (450 millions d’années)

Huitième étape : sortie des eaux
--> Bestioles à 4 pattes

Neuvième étape : apparition des mammifères (220/210 millions d’années)
-->Petite taille (en vivant dans des terriers, on se protège des prédateurs)

Quand tout faillit s’arrêter : à la fin du permien (90% des espèces) et à la fin du crétacé.
 --> Yucatan :

o    météorite de 10 km de diamètre, à la vitesse de 50 000 k/h !
o    colonne de gaz et de matières solides à 200 km de hauteur
o    raz-de-marée
o    interception des rayons solaires, donc plus de photosynthèse --> mort des herbivores puis des carnivores, prédateurs des herbivores
o    présence d’iridium dans le sol (preuve d’une origine météoritique)

(Mais le présumé coupable n’était pas coupable de l’extinction des dinosaures qui est intervenue 300 000 ans plus tard…)

 -->Trapps du Deccan

Dixième étape : apparition de l’homme (grâce aux météorites ?)

L’homme est différent mais il évolue, comme les autres espèces, avec des bifurcations, des impasses, des disparitions.

L’homme est un enfant du soleil, et le fruit d’une évolution. On ne peut pas dire si l’évolution va se poursuivre, si elle est en train de se terminer, ou si elle est déjà terminée.

QUESTIONS

• La théorie de l’évolution ? Elle ne date pas de Darwin.Elle était envisagée depuis longtemps, mais il fallait être prudent par rapport aux théories officielles...

• La Bible ? C'est une histoire. (Le monde créé en 7 jours est une image.)

• Plusieurs types d'extinction ? Les extinction de fonds se font progressivement, à la différence des extinctions massives. (Cinq extinctions majeures.)

•  Nombre d'espèces sur la Terre ? Estimation : 1,8 millions d’espèces actuellement.

AlCaribou

D’après la conférence d’Alain Sarrieau, dans le cadre de l’Université du Temps Libre de Marennes-Oléron, le lundi 23 janvier 2012 à l’Eldorado de Saint-Pierre d’Oléron