jeudi, 30 mars 2017

Les toutes, toutes premières fois

Comment tout (ou presque) a commencé !

Les tout débuts de la vie

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Posté par fabrice
 

- Aux environs de - 4 milliards d’années

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Viva la vie

Le Groeland pourrait être le berceau de la vie primitive

Le Groeland pourrait être le berceau de la vie primitive

Nous sommes à l’aube de la vie, entre -4,1 et 3.8 milliards d’années (6). Pourtant, rien dans le paysage ne suggère une si prometteuse naissance.

Un vent violent souffle depuis des millions d’années, sans répit. Hélas, il ne nettoie pas le ciel. Il  est encore encombré de couches nuageuses épaisses (au moins 10 km d’épaisseur), de couleur brunâtre, traversées d’éclairs démesurés. Il pleut, toujours et encore. L’atmosphère est suffocante. Gaz carbonique, méthane et ammoniac composent cet air chaud qui ne descend pas sous les 50°c, la nuit.

Pas un soupçon de verdure à l’horizon : que de l’eau ou des roches, et cela pour plus de 3 milliards d’années. Par bonheur, une journée de cet enfer ne dure qu’une dizaine d’heures car la Terre tourne plus vite qu’aujourd’hui !

Pourtant, de cet environnement « à ne pas mettre un chat dehors » va éclore la vie. Cela semble relever du miracle. Le secret de ce miracle est probablement tapi au fond des océans.

Les « fumeurs noirs »

Vers 3 milliards 800 millions d’années, après un épisode de bombardement de météorites extrêmenent virulents, c’est au tour des fonds sous-marins  de donner de la voix. Ils vont connaître une intense activité volcanique.

De très nombreuses failles sous-marines laissent pénétrer l’eau de mer. Celle-ci va s’infiltrer, grâce à ces crevasses, dans les entrailles de la Terre. Là, au contact du magma d’une température de plus de 1000 degrés et des roches en fusion, l’eau de mer plus froide provoque d’importantes perturbations chimiques. Cela va l’amener à se charger de nouveaux ingédients, avant d’être expulsée vers la surface.

Parmi ces ingrédients : les fameux acides aminés qui vont être au service de la vie.  Apparaissent donc, en toute modestie, les toutes premières briques de la vie.

Ces cheminées des fonds océaniques, sorte de geysers des profondeurs, sont baptisées les « fumeurs noirs »[1] . Leur couleur noire provient du fait qu’ils sont riches en sels de fer et de manganèse. Ils seraient ainsi le creuset où la chimie minérale passe le relais à la chimie organique.

Dieu ne serait donc pas un fumeur de havane, comme l’annonce la chanson mais « un fumeur noir » !

 L’apparition de la vie : de nombreux scénarii  

Soyons honnête, d’autres hypothèses sont avancées par les scientifiques pour expliquer l’apparition de la vie. Certains la voient apparaître, à la faveur de l’atmosphère primitive qui s’est rafraîchie, à la surface de certains minéraux, dans des zones marécageuses ; d’autres soutiennent que la Terre aurait été ensemencée lors d’impact de météorites abritant déjà des bactéries.

Même la date d’apparition évolue : la vie, selon des études récentes (6), aurait fait ses premiers pas il y a 4 milliards 100 millions d’années, soit au moins 300 millions d’années plus tôt que les estimations généralement admises.

Les stromatolithes qui remontent à plus de 3,5 milliards d'années sont la trace des premières formes de vie en colonie.

Les stromatolithes, qui remontent à plus de 3,5 milliards d’années, sont la trace des premières formes de vie en colonie.

 

D’un point de vue des conditions idéales, là aussi cela évolue.  La théorie d’une vie primitive -qui aurait donné naissance à LUCA, notre ancêtre ultime-  affichant une préférence pour les zones aux climats tempérés, c’est à dire inférieur à 50°C, semble tenir la corde chez les archaeo-microbiologistes et autres généticiens.

Tandis que certains ont la tête dans les étoiles, d’autres, biologistes ou biochimistes, gardent les pieds sur Terre et nous concoctent des nouvelles approches surprenantes pour ne pas dire subversives d’un point de vue théologique. Leur travaux réduisent à une peau de chagrin la frontière entre l’inanimé et l’animé et par la même le périmètre du Créateur.

Dans certaines conditions de déséquilibre ou de chaos, ils observent des phénomènes qui produisent, à partir d’éléments inertes, des structures organisées aux propriétés proches d’organismes vivants. Il devient possible d’imaginer, selon eux, que ces processus, appelés auto-organisation , génèrent « spontanément » de la matière vivante.

Poussières de vie

La magie de ce pouvoir créatif réside dans le fait que la complexité d’un ensemble d’éléments en interaction dépasse l’addition des propriétés individuelles. Selon les modèles d’auto-organisation, la vie biologique ne serait qu’un prolongement naturel et presque inévitable de la non-vie.

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Cette approche apparait bien éloignée de la vision de Monod qui considérait l’émergence de la vie comme « hautement improbable ». Du vivant qui se fabrique tout seul, voilà de quoi interpeller Lamartine : Objets inanimés avez-vous donc une âme ?

Appuyant cette thèse, des chercheurs ont récemment été surpris par le comportement de poussières interstellaires inorganiques et désordonnées soumis à certaines conditions (plasma). Elles s’organisent de manière très structurée, en hélice ou en tire-bouchon. Mieux, ces structures se divisent, se transforment et se multiplient.

Rappelons que les caractéristiques de la vie sont l’autonomie, la reproduction et l’évolution…et que nous sommes poussière et que notre destin est de redevenir poussière !

Quoi qu’il en soit, il y a 3 milliards 800 millions d’années, la vie est là, sous forme de micro-organismes. Tout en proliférant, elle gardera cette physionomie, et sa relative simplicité, durant des centaines de millions d’années.

« Dieu dit que les eaux grouillent de bestioles vivantes(…) Dieu vit que cela était bon ». Et La Genèse poursuit : « Il y eut un soir, il y eut un matin ».

Actualisé le 25 octobre 2015

Et si le Groenland était le berceau de la vie ? 

Il y a près de quatre milliards d’années, des volcans de boue d’Isua, situés au sud-ouest du Groenland,  auraient libéré des éléments chimiques indispensables à la formation des premières biomolécules dans un environnement plus favorable que les « fumeurs noirs » (2).

Alors que les continents n’occupaient qu’une très petite partie de la surface du globe, la croûte océanique d’Isua devait être traversée par des fluides hydrothermaux basiques, riches en carbonates et à des températures de 100 à 300°C.

Le secret d’Isua provient de la Serpentinite. La serpentinite est une roche vert sombre utilisée en décoration et joaillerie. Cette roche située notamment dans les parois des sources hydrothermales auraient permis d’atténuer les effets négatifs des fameux « fumeurs noirs ».  Car si l’hydrogène, le méthane et l’ammoniac émis par ces fumeurs sont favorables à l’émergence de la vie, ces éléments sont aussi très acides.  Et cette acidité empêche la stabilisation des acides aminés, et par voie de conséquence, la formation des molécules organiques.

Les eaux baignant les roches d’Usua n’auraient pas eu cette acidité, tout en bénéficiant de tous les ingrédients des fumeurs noirs.  Cette situation privilégiée aurait constitué un environnement favorable à la stabilisation des acides aminés. Et donc, elles auraient joué un rôle majeur dans l’apparition des toutes premières biomolécules.


 Les virus : des ennemis qui nous veulent surtout du bien

Certains scientifiques estiment que le tout premier organisme doté d’ADN était un virus.(3). Il est certain que les virus comptent parmi les plus anciennes et les plus simples formes de vie. Une vie très singulière car le virus ne peut ni vivre ni se reproduire de manière autonome et qu’il est donc dépendant de son hôte. Motif pour lequel, certains l’associent davantage à un minéral qu’à un être vivant.

Cependant, selon des études récentes(4), les virus ont joué un rôle crucial dans l’évolution de l’Homme. Au point, qu’aujourd’hui, 8 % du génome humain dérivent des rétrovirus, soit 300 millions de paires de base. Ce qui fait dire à Clément Gilbert, chercheur au CNRS / Université de Poitiers) (5) que nous sommes apparentés aux Virus.

Certes tous les virus ne sont pas bénéfiques pour l’homme, loin s’en faut. Il faut néanmoins tordre le coup à l’idée que le virus est l’ennemi public N°1. A titre d’exemple, les virus pathogènes pour nous et dans nos contrées se comptent sur les doigts des deux mains tandis que notre système digestif en héberge au bas mot 3 000 milliards, pour notre plus grand bien ! Si le rôle des virus reste encore en partie mystérieux, il est probable qu’ils interviennent dans la régulation des communautés bactériennes vivant en symbiose avec l’homme.

S’il fallait une preuve supplémentaire de la « bonne volonté » des virus, on a découvert que deux rétrovirus endogènes, qui se sont intégrés dans le génome des primates voici 40 millions d’années, jouent un rôle important dans la formation du placenta, rendant notre gestation plus douillette !


1 – L’environnement des fumeurs noirs est très chargé en hydrogène et en méthane, comme si l’eau était débarrassée de son oxygène, situation propice à la vie embryonnaire qui, à ce stade, fuit l’oxygène comme la peste. Aujourd’hui encore, se développent, autour des sources hydrothermales des grandes profondeurs, des colonies de bactéries adaptées à ces conditions extrêmes.
2 – Selon une étude présentée en 2011 par une équipe internationale de chercheurs, conduite par le Laboratoire de Géologie de Lyon. Pour en savoir plus, lire l’article sur « 
Notre-planète.info »
3- Yves Paccalet – Le Grand roman de la vie -p. 289 - Ed. JC.Lattès.
4- Article publié par Clément Gilbert, chercheur au laboratoire Ecologie et Biologie des interactions (CNRS / université de Poitiers, publié en 2012 dans « Nature Reviews Genetics ».
5- Entretien avec Clément Gilbert par Pierre Barthélémy, publié dans Passeur de Sciences / Blog du Monde– 28 mai 2012.
6- Des atomes de graphites inclus dans des grains de zircon indiquent que la vie serait apparue au moins 300 millions d’années plus tôt que prévu, c’est à dire il y a 4 milliards 100 millions d’années. Source : Université Californie-Los Angeles – Octobre 2015


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1 commentaire

  1. Notre existence a-telle un sens? (à propos de la préface du livre par Trinh Xuan Thuan) | mon blog de réflexions a écrit,

    [...] planète a partir du soleil appelée Terre, la vie s’est éveillée il y a environ 3,8 milliards d’années. L’hominidé est apparu il y quelque 2,5 à3,5 millions d’années et la pensée [...]

    Posté le 26 juin, 2012 à 21 h 16 min

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