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L'univers vivant

L'apparition de la vie sur la Terre

L'univers vivant: La diversité chez les vivants:
L'apparition de la vie sur la Terre

L'apparition de la vie sur la Terre

• Principe passif et principe actif

Aristote (384-322 av. J.-C.) pensait que les animaux provenaient d ’animaux identiques à eux, mais pouvaient aussi provenir de matière inerte (non-vivante). Cette théorie fut enseignée jusqu’au 17e siècle.


• Génération spontanée

On parlait de génération spontanée puisqu’à cette époque, aucun scientifique n’était en mesure d’expliquer comment la vie avait commencé, et ce parce que le concept d’évolution, voire du temps leur échappait.

En 1862, Pasteur fit une démonstration surprenante qui réfuta la théorie de la génération spontanée . Il prouva que la vie ne pouvait provenir que d’une autre forme de vie.


• Théorie de Darwin

Tout comme pour Pasteur, la vie n’apparaissait pas de façon spontanée selon Darwin.

Les vivants descendaient les uns des autres via les générations. On comprenait enfin que des modifications pouvaient survenir sur de longues périodes de temps. Le concept d’évolution faisait son apparition.


• Panspermie

De nombreuses hypothèses ont été proposées pour expliquer l’origine de la vie. La panspermie est l’une de celles-là.

Cette dernière suggère que des germes auraient été apportés sur la Terre par des météorites ou des poussières cosmiques et auraient par la suite donné naissance, par évolution, à toutes les espèces vivantes actuellement connues.


• Hasard créateur

Cette hypothèse est fort répandue dans certaines communautés.

Celle-ci propose que par hasard, une combinaison chimique d’atomes présents dans des proportions suffisantes auraient engendré de nouvelles substances à l’origine de la vie.

Ce hasard ne se serait plus jamais reproduit, ce qui expliquerait qu’une seule origine de la vie existe.


• Du Big-Bang à la soupe primitive
Formation de l’Univers

La théorie du Big Bang soutient qu’ il y a 13.7 milliards d’années, à la suite du début de l’expansion d’un milieu très chaud et très dense s’étant développé à partir d’un point, l’Univers se serait formé.

L’expansion et le refroidissement de la masse engendrée auraient donné naissance aux quarks qui se seraient ensuite assemblés en protons et en neutrons. Les premiers atomes seraient par la suite apparus (l’hydrogène et l’hélium).


Formation du système solaire



Les nuages de gaz et de poussières cosmiques provenant du Big Bang se seraient ensuite agglomérés en une masse qui se serait contractée par rotation sur elle-même.

C’est à ce moment que serait apparu notre système solaire par le développement d’une masse (appelée proto-étoile) dans les bras de l’une des nombreuses galaxies en formation.

Suite à la formation du système solaire, une grande variété de composés chimiques serait apparue.


Formation du système Soleil-Terre

Lors de la formation du système solaire, un proto-Soleil aurait été engendré. Son cœur, riche en hydrogène (H), en oxygène (O), en azote (N) et en carbone (C), était entouré d’une atmosphère composée d’hydrogène.

Les éléments du centre du proto-Soleil se seraient alors combinés à l’hydrogène atmosphérique pour former des composés chimiques encore plus complexes : CH4 (méthane), NH3 (ammoniac) et H2O (vapeur d'eau).

La planète Terre, formée par l’agglomération de matière en rotation, aurait été en période de dégazage par l’émission de gaz tels que H2O, CO2 et H2S, et ce, grâce à des phénomènes comme le volcanisme par exemple.


Développement de l’atmosphère primitive

Selon le biochimiste soviétique Oparine, l’atmosphère primitive de notre planète aurait été constituée d’un mélange « inhospitalier » de méthane (CH4), d’ammoniac (NH3), de vapeur d’eau (H2O), de dioxyde de carbone (CO2) et de sulfure d’hydrogène (H2S).

En présence du puissant rayonnement solaire (particulièrement des rayons UV), ce mélange de gaz aurait donné naissance à plusieurs molécules organiques simples telles que les acides aminés (qui formeront plus tard les protéines).

Ces molécules organiques auraient évolué jusqu’à engendrer les premières molécules vivantes. Ce bouillon est appelé « soupe primitive ».

Note : on parle de molécules organiques lorsqu’elles sont formées des atomes suivants : C-H-O-N.

En 1953, un scientifique américain appelé Stanley Miller a prouvé expérimentalement l’hypothèse d’Oparine.


Évolution de la « soupe primitive »

Les molécules organiques se seraient accumulées dans les lagunes et les mers primitives et auraient continué à réagir sur de très longues périodes (des centaines de millions d’années).

Avec le temps et en présence d’énergie solaire, ces molécules organiques se seraient recombinées en de grosses molécules organiques complexes telles que les acides nucléiques , les protéines , les sucres et les lipides .

Il s’agirait là du développement des premières biomolécules (des polymères, un amalgame de monomères). L’ADN, la molécule à la base de la vie, est l’une de ses biomolécules.

Toutefois, pour évoluer ainsi, ces molécules se devaient d’être en mesure de:

• 1. Se fabriquer une enveloppe protectrice leur permettant de contrôler les échanges avec leur milieu (par osmose et diffusion);

• 2. D’utiliser les ressources du milieu (les composés chimiques grâce à la fermentation) pour répondre à leurs besoins nutritifs et énergétiques; on parle alors d’ organismes hétérotrophes ;

• 3. Se reproduire en faisant des copies d’eux-mêmes; c’est l’origine du code génétique.

Une « compétition passive » se serait donc amorcée, faisant en sorte que les vivants les plus avantagés vivraient plus longtemps.

Ces organismes auraient évolué en "proto-organismes" (plus perfectionnés) qui seraient les ancêtres des algues et des bactéries.

Il faut mentionner que l’énergie d’activation nécessaire aux premières réactions vitales serait provenue de molécules telles que le glucose et l’ATP. C’est ce que l’on appelle le processus de fermentation.

Les hétérotrophes ; ceux qui puisent leur nourriture dans le milieu plutôt que de la créer eux-mêmes comme les autotrophes ; formaient alors de plus en plus de déchets sous forme de dioxyde de carbone (CO2).

Étant de plus en plus «gourmands» et en compétition (passive) pour la nourriture, certains organismes auraient commencé à utiliser le dioxyde de carbone pour se nourrir.

Cela aurait marqué le début du processus de photosynthèse au cours duquel l’oxygène est libéré.


• Apropos d'Alexandre Oparine

Alexandre Ivanovitch Oparine, 1894 - 1980 , est un biochimiste soviétique, auteur d'une théorie pionnière de l'origine de la vie basée sur l'existence d'une chimie organique prébiotique (théorie qui a précédé celle de la soupe primitive).


• Apropos de Stanley Miller

Stanley Lloyd Miller, 1930 - 2007, est un biologiste américain considéré comme le père de la chimie des origines de la vie sur la terre, en grande partie grâce à son expérience, dite Expérience de Miller-Urey.

L'expérience de Miller , dite de Miller et Urey , est destinée à mettre en évidence une éventuelle origine chimique de l'apparition de la vie sur Terre.

Elle consista à simuler les conditions supposées régner originellement après la formation de la croûte terrestre.


• Apropos de Harold Urey

Harold Clayton Urey, 1893 - 1981, était un chimiste américain.

Il est le découvreur du deutérium, pour lequel il a reçu le prix Nobel de chimie en 1934.