Origine de la vie sur Terre Y a-t-il une alternative à Adam et Ève? Chapitre 25 Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Objectifs du cours Définir les conditions physico-chimiques de la Terre primitive ayant permis l’origine de la vie Décrire les 4 étapes menant à la formation d’une cellule organique Décrire l'importance de LUCA au niveau de l'origine de la vie sur Terre Avoir un aperçu de la diversité terrestre et de sa phylogénie Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Plan du cours La formation de la Terre Description de la Terre primitive Les conditions nécessaires à l’origine de la vie Les étapes de l’origine de la vie Les caractéristiques de l’origine de la vie ARN et ADN Mais qui est LUCA? L’évolution des formes de vie: un aperçu Collège Lionel-Groulx

La formation de la Terre Voyage aux origines de la Terre 00:00 à 10:00 Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Terre primitive L’âge de la Terre serait estimé à 4,6 milliards d’années. On estime que la vie sous forme de procaryotes (bactéries) serait apparue voilà 4,1 milliards d’années, mais les fossiles les plus anciens datent de 3,5 milliards d’années (stromatolites). L’atmosphère de l’époque était réductrice (sans O2), riche en ammoniac, méthane et vapeur d’eau (donc beaucoup d’orages). Durant la majeure partie de sa vie, la Terre n’a été habitée que par des bactéries. Collège Lionel-Groulx

Conditions de la Terre primitive: favorisent l’origine de la vie? Atmosphère primitive Océan primitif Principaux gaz: CH4, NH3, H2O, CO2, H2S Rayons UV intenses (Pourquoi?) Foudre Environnement possiblement réducteur (donne des électrons: favorise la formation de molécules) Soupe primitive Eau froide Sources hydrothermales Apport extraterrestre de composés organiques Soupe primitive: Hypothèse selon laquelle l’océan possédait tous les constituants nécessaires à la formation de la 1ère cellule organique. Collège Lionel-Groulx

La formation de la Terre Voyage aux origines de la Terre 12:45 à 18:50 Collège Lionel-Groulx

Les 4 étapes de l’origine de la vie Synthèse abiotique et accumulation de monomères organiques (expérience de Stanley Miller, 1953) Possibilité de fabriquer des composés organiques (acides aminés, glucides, lipides, acides nucléiques) à partir de composés inorganiques et de sources d’énergie de la Terre primitive Aussi: contribution extraterrestre (on parle ici de molécules via les météorites et les comètes, pas des ovnis!) Collège Lionel-Groulx

Les 4 étapes de l’origine de la vie Fusion des monomères en polymères Rappel: polymère = molécule constituée d’un grand nombre de monomères Exemples de polymère: 1) Protéine 2) Acide nucléique Une expérience en 2009 a démontré que certains substrats peuvent catalyser de telles réactions lorsque chauffés: sable, argile, roche. Protéine: Formée à partie d’une 20aine d’acides aminés Acide nucléique: Formé de nucléotides Collège Lionel-Groulx

Les 4 étapes de l’origine de la vie Formation de protocellules Agrégats de polymères (tels les protéinoïdes et lipides) enveloppés par une membrane. Ces microsphères (gouttelettes) ont la grande qualité de maintenir un milieu chimique interne distinct du milieu externe. Se forment spontanément (processus abiotique) En labo, on a découvert que certaines sont capables de réaction métaboliques Collège Lionel-Groulx

Les 4 étapes de l’origine de la vie Origine des molécules capables d’autoréplication ARN = origine de l’information génétique L’ARN possède à la fois un génotype (sa séquence) et un phénotype (sa forme 3D) En labo, la sélection naturelle a produit des ribozymes capables d’autoréplication Une vésicule contenant de l’ARN capable d’autoréplication et dotée de pouvoir catalytique se serait distinguée de ses voisines Les gouttelettes les plus stables et ayant la capacité de concentrer les molécules organiques de leur environnement auraient pu grossir jusqu’à se diviser et transmettre leurs caractéristiques à des gouttelettes filles. Collège Lionel-Groulx

4 caractéristiques de l’origine Une origine qui a une longue durée Une origine imperceptible Une origine contingente (mélange de hasard et d’histoire) Une origine sans premier! Ces caractéristiques de l’origine sont aussi vraies pour l’origine des espèces, des langues, etc… Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Formation de l’ADN Bicaténaire Chimiquement plus stable que l’ARN Réplication plus précise que l’ARN Très important avec la complexification des génomes au cours de l’évolution Collège Lionel-Groulx

LUCA : Last Universal Commun Ancestor Hypothèse courante: Tous les êtres vivants ont un ancêtre commun. Collège Lionel-Groulx

LUCA : Last Universal Commun Ancestor LUCA serait l’une des premières cellules organiques L’hypothèse de cohabitation avec d’autres formes de vie présentes à ce moment-là n’est pas exclue. S’il y avait présence de plusieurs lignées évolutives à la formation de LUCA, pourquoi considèrent-on LUCA comme l’ancêtre commun du règne des vivants? Collège Lionel-Groulx

L’origine des eucaryotes Collège Lionel-Groulx

Phylogénie des Végétaux Collège Lionel-Groulx

Phylogénie des animaux Le règne des Animaux L’embranchement des Cordés Collège Lionel-Groulx

DRECOFGE prend tout son sens! Lorsque Linné a mis au point son système de classification, il ne se doutait pas qu’il était en train de construire l’une des plus grandes preuves de l’évolution des espèces à partir d’ancêtres communs! Collège Lionel-Groulx