mardi, 16 août 2022

Les toutes, toutes premières fois

Comment tout (ou presque) a commencé !

La toute première perte de sens : l’odorat

(votes : 3)
Loading ... Loading ...
Posté par fabrice
 

- 3 millions d’années

 En-quête de sens ! 

Si l’odorat est l’un des tout premiers sens à apparaitre chez les vertébrés, utile notamment pour échapper aux prédateurs, il est en perte de vitesse dans la lignée qui conduira à l’homme, sans doute au profit de la vision. Une perte de sens qui se poursuit. Pour autant, l’odorat revient en odeurs de sainteté auprès des scientifiques pour expliquer, entre autres, nos comportements sociaux.

Il y a au moins de 3 millions d’années(1), l’homme –enfin les pré-humains puisque l’homme moderne a moins de 200 000 ans-, commence à perdre ses capacités olfactives. C’est la toute première fois qu’un de nos sens est en régression.

Rassurons-nous, il n’est pas le seul « animal » à qui c’est arrivé. Mais chez l’homme, cette détérioration se produit en accéléré, à une vitesse quatre fois plus élevée que chez les autres primates. Alors, sait-on pourquoi l’Homme a perdu l’odorat dans de telles proportions ?

Chez l’homme comme chez les autres mammifères, on dénombre environ 1000 gènes qui jouent un rôle dans la fonction olfactive. Mais tous ne sont pas actifs. Et justement, l’homme a un pourcentage de gènes inopérants plus élevés que chez d’autres espèces. 58 % de gènes inactifs  chez l’homme, contre 28 à 36 % en moyenne et 30 % chez les grands-singes. Et comme la finesse de l’odorat dépend du nombre de gènes actifs, l’homme n’a pas le nez fin.

Cependant, l’Homo-sapiens aurait malgré tout eu plus de nez que son cousin Neandertal (2). Cela pourrait être un des facteurs, parmi d’autres, lui ayant procuré un avantage évolutif.

Pourquoi cette perte de l’acuité olfactive ?

Si l’odorat est avec le goût le tout premier des sens à apparaître chez les vertébrés au cours de l’évolution, il sera par la suite supplanté par la vision. Sans doute, plus performant pour la survie de l’espèce. En effet, sauf pour éviter les intoxications alimentaires ou pour la reproduction, l’odorat ne semble être, de moins en moins d’une utilité vitale, du moins en apparence.

Du coup, l’odorat va être sacrifié sur l’hôtel de l’efficacité. Ce processus a commencé voici 3 millions d’années (peut-être 5 millions) et se poursuit. Il est vraisemblablement la résultante de la période d’évolution qui a conduit au cerveau humain.

olfactionC’est durant cette période que d’autres sens vont, eux, bénéficier de performances accrues. Ce sera le cas pour la vision ou la capacité à distinguer les couleurs(3). Conséquence, l’identification d’autres membres de la communauté passe de moins en moins par l’odeur mais davantage par la reconnaissance visuelle.

Aujourd’hui, l’homme peut distinguer 400 000 odeurs différentes. Cela peut paraître impressionnant, mais, en réalité, c’est 40 fois moins que le chien. Ce dernier dispose de 200 millions de cellules sensorielles tandis que l’homme, le pauvre, n’en n’aligne moins de 10 millions.

Et quand on sait qu’une tasse de café chaud contient 800 composés chimiques volatiles qui vont venir « flater » nos millions de cellules olfactives, on imagine le boulot !

Avoir du nez, à quoi cela sert-il ?

Les odeurs permettent de localiser la nourriture, de détecter des prédateurs, de s’orienter dans l’espace. C’est même essentiel pour communiquer. On sait désormais que les phéromones, dont la toute première a été détectée en 1959, jouent un rôle clé dans les comportements sociaux et la sexualité. On a ainsi remarqué que les psychopathes étaient souvent dotés d’un odorat déficient !

Cela dit, la tendance ne joue pas en faveur de l’odorat. Dans un million d’années, nos descendants auront un odorat moins sensible et développé que le nôtre. Et ça, ce n’est pas très flair-play !!

Publié le 22 juin 2013

 L’odorat est-il du goût de tout le monde ?

De l’amibe à l’homme tous les êtres vivants ont une sensibilité chimique. Cela passe par des stimulations de cellules sensorielles aux composés chimiques. En gros, on constate deux processus différenciés pour véhiculer cette sensibilité chimique : l’odorat et le goût.

Bien que complémentaires, ils utilisent des modes de fonctionnement différents. Le goût implique un contact physique avec la source chimique tandis que l’odorat fonctionne à distance de la source d’émission, en ayant recours à un vecteur comme l’air ou l’eau.

Ainsi, les insectes sentent les odeurs grâce aux milliers de sensilles qui tapissent leurs antennes (4), alors qu’ils perçoivent les goûts via les poils ou sensilles recouvrant leurs organes buccaux et, dans certains, cas leurs pattes.

Pour les poissons, c’est grâce à des organes situés autour de la bouche et à leurs narines qu’ils peuvent détecter sur très grandes distances l’odeur alléchante d’une proie ou inquiétante d’un prédateur.

Quoi qu’il en soit, si on a la perception qu’une rose sent bon, c’est à la fois pour des raisons biologiques mais également culturelles, et là l’amibe est battue !


Le chant des phéromones

Depuis 1959, grâce au biochimiste allemand Peter Karlson et à l’entomologiste suisse Martin Lüscher, on a compris que les animaux, dont nous sommes, communiquent aussi par les odeurs, via les phéromones. Phéromone qui signifie « hormone qui se transmet ».

Le ver à soie, émetteur du Bombycol

Ces phéromones, propres en général à une espèce, modifient les comportements. Prenons le cas du Bombycol, le tout premier phéromone découvert, secrété par le ver à soie qui est la larve du bombix du mûrier. Lorsque le papillon mâle perçoit le Bombycol, il se focalise uniquement sur l’action de retrouver la femelle.

Bactéries, animaux, poissons, crustacés, insectes, mammifères, tous ont recours aux phéromones. Par exemple, la phéromone sexuelle de l’éléphante d’Asie est une petite molécule aussi utilisée par 140 espèces de papillons. Même certains arbres peuvent émettre des signaux chimiques. Ils vont ainsi signaler aux arbres environnants qu’ils sont « la proie » de prédateurs, afin que ceux-ci déclenchent des molécules désagréables pour les assaillants.

Chez l’homme, l’étude la plus ancienne connue sur l’influence des phéromones a été menée chez les religieuses. Celles-ci, cloîtrées, présentaient assez vite des cycles ovariens qui se synchronisaient. Comme si une phéromone présente dans leur transpiration agissait. Etaient-elles tout simplement en odeur de sainteté, car chez l’homme, actuellement, aucune étude (5) ne prouve réellement que nous soyons soumis aux phéromones même si nous ne sommes pas insensibles aux odeurs.


1 -Entre 3 et 5 millions d’années
2 – http://www.hominides.com/html/actualites/neandertal-sapiens-sens-olfactif-odorat-0537.php
3  Source : Weizmann Institute of science – Avril 2003
4- Basic to basic- la Recherche - 01 février 2006 -  Anne Lefèvre-Balleydier, Patrick MacLeod, André Holley
5- Les humains émettent-ils des phéromones ? – Le Figaro  - 4 février 2009 ; visionner aussi la vidéo, ci-dessous


A visionner pour en savoir plus :

 

    • L’odorat est-il en sens du Futur ?

Le tout premier homme moderne

(votes : 61)
Loading ... Loading ...
Posté par fabrice
 

- 200 000 ou 300 000 ans

homo-sapiens-06_93334_1_naturalMuseum

 

« Tu seras un homme, mon fils »

« Qu’est-ce que l’homme dans la nature ?, s’interroge Blaise Pascal, un néant à l’égard de l’infini, un tout à l’égard du néant, un milieu entre rien et tout.»

Ce « juste milieu », qui hélas ne se révélera pas toujours le Juste du milieu, fait ses tout premiers pas il y a au moins 200 000 ans; peut-être même 300 000 ans selon une découverte récente qui bouleverse l’histoire « d’Homo sapiens »(1). Il sera baptisé bien plus tard par ses pairs, dotés comme lui d’un cerveau de 1400 cm3, d’Homo sapiens (3) ce qui signifie « homme sage ».

Mais en quoi se distingue cet homme qualifié de moderne de ses ancêtres et autres congénères ?

C’est la question que se pose Ivory, l’un des protagonistes du roman « Le Premier Jour » de Marc Lévy : « Le premier homme est-il vraiment celui qui s’est dressé pour marcher debout ? Est-il celui qui a décidé de tailler le bois et la pierre pour s’en faire des outils ? Le premier qui a pleuré la mort d’un proche, prenant conscience que sa propre fin était inéluctable ? Le premier à croire en une force qui lui était supérieure ou, peut-être, le premier à exprimer ses sentiments ? … »

Un long parcours qui a commencé il y a 25 millions d’années

Une chose est sûre, pour acquérir le titre d’homme moderne –et celui d’homme sage-, cela n’a pas été un parcours de santé !

Tout a commencé, il y a 25 millions d’années lorsqu’un groupe de singes se distingue des autres avec une différenciation au niveau du crâne et des mains qui préfigurent les nôtres.

Cependant les choses sérieuses débutent vraiment il y a 7 millions d’années.  Au Tchad, avec Toumaï, puis Orrorin (-6 millions d’années), ils sont les plus anciens hominidés connus (voir encadré).

Evolution du volume du cerveau depuis l'Homo habilis

Evolution du volume du cerveau depuis l’Homo habilis

Le genre Homo, quant à lui, apparaît il y a environ 2, 5 millions d’années, avec l’Homo habilis. C’est le début d’une longue lignée qui mènera jusqu’à nous.

A l’Homo habilis lui succéderont l’Homo ergaster (-2,3 millions d’années), originaire d’Afrique, l’Homo erectus (-1,8 millions d’années en Asie), l’Homo heidelbergensis (-700 000 ans), l’Homme de Neandertal (-250 000 ans) et enfin, le fameux Homo sapiens dont la date de naissance était jusqu’ici estimée entre -160 000 et – 200 000 ans mais dont la découverte du site de Djebel Irhoud pourrait repousser sa naissance de 100 000 ans, la propulsant à 300 000 ans.

En réalité, cette notion de succession n’est pas exacte car les espèces ont cohabité. Ce fut le cas de l’Homo habilis et de l’Homo ergaster ou encore de l’homme de Néandertal et del’Homo sapiens. Sans parler de l’Australopithèque – dont fait partie la célèbre Lucy-, à mi-chemin entre le singe et l’homme, qui a partagé les sorts de l’Homo habilis à celui d’Homo erectus avant disparaitre corps et biens.

Un bien bel équipement !

L’Homo sapiens des origines dispose d’un cerveau  comparable en volume au nôtre (environ 1400 cm3). Il est bien plus performant que celui des autres primates. Il ne fait pas encore de distinction entre les objets inanimés et la nature. Il considère que tout est vivant, avec comme corollaire, une prise de conscience de la mort qui va le conduire jusqu’à enterrer les siens. Le chien est déjà son meilleur ami et il n’hésite pas à jouer avec. C’est un compagnon de voyage qui l’accompagnera au cours de ses périples, en Europe ou au Moyen Orient.

Ces premiers humains ont donc beaucoup de points de ressemblance avec nous. « Leur visage n’était pas très différent de celui de n’importe qui dans le métro » affirme Jean-Jacques Hublin (2) de l’Institut Max-Planck d’anthropologie évolutionniste de Leipzig et du Collège de France, mais aussi découvreur des fossiles du site marocain repoussant l’âge d’Homo Sapiens à 300 000 ans (cf encadré ci-dessous).

Ces premiers hommes n’ont pas encore la notion de possession. Lors de leurs déplacements qui les conduisent, il y a 60 000 ans, vers l’Europe et l’Asie occidentale, ils s’encombrent du strict nécessaire : des outils, des armes, des vêtements. Auxquels s’ajouteront, comme l’écrit Jacques Attali, des connaissances, des langues, des rites, des histoires, bref toute une culture.

Quand j’entends le mot culture, je tire…ma révérence !

Un bardât qui deviendra de plus en lourd à porter mais indispensable pour résister à une nature qui, elle, au contraire des humains, continuera à ne faire aucun sentiment.

Homo habilis versus homo sapiens

Portrait à qq millions d’années d’intervalle ! (voir « A lire et tester »)

C’est peut-être ce bagage culturel qui fera la différence face à d’autres espèces d’hommes comme l’Homme de Neandertal qui, lui, finira par s’éteindre au moment où apparait l’homme de Cro-Magnon.

Celui-ci pointe son nez, il y a 35000 ans. Tout dernier modèle de la « série Homo », il se voit équiper des toutes dernières innovations que l’on va retrouver chez nous !

L’évolution vers l’homme actuel n’a pas été un long fleuve tranquille. Comprendre comment ont évolué les espèces d’Homo les unes vers les autres demeure encore à bien des égards mystérieux, d’autant que plusieurs espèces d’Homo ont cohabité comme la le prouve la toute dernière découverte avec Homo luzonensis qui vivait aux Philippines voici plus de 50 000 ans.

En revanche, nous avons la certitude que depuis 30 000 ans, pour la toute première fois, une seule espèce d’Homo peuple la Terre : la nôtre.

 

mis à jour le 12 avril 2019

Etes-vous plutôt Arche de Noé ou Chandelier ?

Actuellement, deux théories s’affrontent pour expliquer l’évolution humaine.

Celle dite du « chandelier » qui avance que l’homme moderne serait le fruit d’évolutions picorées à la fois chez l’Homo ergaster en Europe et chez l’Homo erectus en Asie.

Et la théorie davantage étayée, dite « de l’arche de Noé » qui fait de l’Afrique l’unique berceau de l’humanité, avant une migration sur l’ensemble de la planète.


Vous avez dit Hominidé ?

Brève explication pour ne pas se perdre dans la jungle des désignations de nos ancêtres qui ont jalonné ce que l’on nomme la préhistoire :

  • Les hominidés comprennent l’homme actuel, ses ancêtres mais aussi les gorilles et les chimpanzés. Dans la classe des mammifères, il s’agit de la famille issue de l’ordre des primates en mesure de se mouvoir entièrement ou en partie grâce à leurs 2 jambes, de pratiquer une vie sociale et d’être capables de fabriquer des outils;
  • les homininés représentent une sous famille de la précédente. Elle inclut la lignée qui conduit à l’homme actuel depuis l’australopithèque apparu il y a 4 millions d’années, dont la célèbre Lucy (3,2 millions d’années) ;
  • Le genre Homo désigne toutes les espèces de la lignée humaine dont la première est l’Homo habilis apparu, il y a 2,5 millions d’années, environ et la dernière l’Homo sapiens, le premier homme moderne apparu en Afrique, il y a donc au moins 200 000 ans, peut-être même 300 000 ans.

 Connaissez-vous bien la famille ?

homo-sapiens-et-neandertal_la famillle

  • Homo habilis signifie homme habile. Il a vécu en Afrique de l’Est et du sud entre 2,5 millions d’années et 1,5 million d’années (Ma);
  • Homo ergaster (homme qui se déplace) apparait en Afrique, il y a plus de 2 millions d’années. Il va migrer vers l’Asie. Il évoluera en Homo erectus (homme debout) vers 1,8 million d’années pour s’éteindre 300 000 ans avant notre ère. Omnivore, on lui attribue la maîtrise du feu;
  • Homo heidelbergensis pourrait être selon certains scientifiques l’ancêtre commun à l’Homo sapiens et à l’Homme de Neandertal. Il vit en Afrique et en Europe entre 700 000 ans et 200 000 ans avant notre ère; 
  • Homme de Neandertal fait son apparition il y a 250 000 ans pour disparaitre il y a 30 000 ans. Il cohabitera donc avec l’Homo sapiens . Il vivra en Europe et au Moyen-Orient et sera le tout premier à enterrer ses morts.
  • Homo sapiens entre en scène il y a sans doute 300 000 ans  en Afrique, voyagera et atteindra l’Europe, il y a près de 40 000 ans. Il sera alors connu sous le nom de l’homme de Cro-Magnon.
  • Homo floresiensis, ou Homme de Florès, espèce (spécifique ?)  de petite taille découverte en 2003 en Indonésie, ayant vécu entre – 95 000 ans et – 12 000.
  • et le dernier en date,  Homo luzonensis qui vivait sur l’île de Luçon, aux Philippines, il y a entre 50 000 et 67 000 ans. Il était sans doute petit mais plus grand que l’Homme de Florès et probablement à la fois bipède et arboricole. Il ne serait pas l’ancêtre direct de l’homme moderne mais plutôt une espèce voisine. Quoi qu’il en soit, avec cette nouvelle découverte publiée en 2019, notre famille s’agrandit.  

Les hobbits sont-ils des hommes de Florès ?

Bilbo, le Hobbit, a-t-il un lien de parenté avec l'homme de Florès ?

Bilbo, le Hobbit (4) ressemble par sa petite taille à l’homme de Florès, découvert en 2003 sur l’ile de Florès en Indonésie.

Nous avons à faire à des individus de petit gabarit, 1 mètre environ et une trentaine de kilos, connus que sur cette île. Cette espèce, (s’il s’agit bien d’une espèce en tant que telle),  descendrait directement de l’homo habilis, voire de l’homo erectus.

Malgré un cerveau de la taille d’un pamplemousse, l’Homme de Florès n’en a pas moins fabriqué des outils et maitrisé le feu.

De là à lui conférer des pouvoirs et un destin exceptionnels à la Bilbon Sacquet, le Hobbit de Tolkien, cela revient à nous compter « florès »…


Coup de vieux pour le premier jeune homme !

jean-jacques-hublin-Decouverte-homo-sapiens-Maroc

Le Maroc pourrait être le berceau de l’humanité.

La découverte du site de Djebel Irhoud déplace nos origines vers le Nord-Ouest du continent africain (jusqu’ici situé en Afrique du sud et de l’est).
Surtout, cela repousse de 100 000 ans les tout premiers pas de nos ancêtres directs. Même si, comme le souligne l’anthropologue Jean-Jacques Hublin « bien malin qui pourrait donner un point d’origine (2) à notre espèce. »

Le site Djebel Irhoud  est situé entre Marrakech et l’océan Atlantique. Là, vont être exhumés, année après année, au total 5 individus dont un ado et un enfant de 7 à 8 ans.

Les datations laissent penser que l’ensemble des fossiles remonte à environ 315 000 ans (avec une marge d’erreur de 10 %) même si certains scientifiques réfutent cette datation.

Pour Yves Coppens « C’est une très belle découverte qui semble confirmer un foyer africain pour l’origine humaine » (2).

 


1 – Découverte par l’équipe de Jean-Jacques Hublin de 5 fossiles sur le site marocain de Djebel Irhoud.
2 – Citation dans « Le Monde » du 7 juin 2017, article par Hervé Morin.
3-
Depuis 2003, l’homme de Neandertal et l’Homo sapiens sont considérés comme deux espèces différentes, il n’y a donc plus de raison de parler de l’homo sapiens sapiens. En revanche, le terme d’Homo sapiens archaïque est parfois utilisé pour désigner les premiers homo sapiens, avant – 35 000 ans.
4 – Référence au Film sorti fin 2012 « Le hobbit : un voyage inattendu », premier volet d’une trilogie issue de l’oeuvre de J.R.R Tolkien.


A visionner pour mieux comprendre :

https://youtu.be/pJtvG8lP5cc

 

 


A lire ou à tester pour aller plus loin :

  • L’Homme premier. Préhistoire, évolution, culture de Henry de Lumley, directeur du Muséum d’Histoire Naturelle et du Musée de l’Homme. Il a une connaissance passionnée de la préhistoire et sait mettre tout son enthousiasme à la faire partager. Simple, richement illustré, ce livre permet de découvrir la préhistoire et offre une vision inattendue d’un passé si lointain, de lieux si différents, et pourtant si proches.
  • La Grande Histoire des premiers hommes européens De site en site, de la Géorgie à l’Italie et à l’Espagne, de la France méridionale à celle du Nord, voici une invitation à marcher sur les traces des premiers Européens. À chaque pas, c’est une étape de l’évolution que l’on découvre.
  • L’homme, cet étrange animal de Jean-François Dortier, sociologue et fondateur du magazine Sciences Humaines.  Un étrange animal est apparu sur terre il y a deux millions d’années, avec l’Homo habilis. Il s’’est mis à parler, à fabriquer des outils, à produire des oeœuvres d’’art, à enterrer ses morts et à inventer des dieux. Comment expliquer l’’émergence de ces comportements nouveaux ?  Les recherches sur les cultures animales, l’’émergence du langage, l’’évolution du cerveau, les origines de l’’art et de la religion renouvellent constamment la question du « propre de l’’homme ».
  • Un portrait de vous, comme si vous étiez un Homo habilis, cela vous tente ? Rendez-vous sur le photomaton de l’époque!

Luca : tout premier et dernier ancêtre commun

(votes : 14)
Loading ... Loading ...
Posté par fabrice
 

La terre primitive- 3,8 milliards d’années environ

Le monde de Luca

Connaissez-vous LUCA ? Peu de chances que vous l’ayez rencontré, car il a vécu il y a fort longtemps, voici près de 4 milliards d’années, alors que la Terre est  soumise à un intense bombardement de météorites et que la vie entame ses tout premiers pas. A l’évidence, au regard des circonstances et de sa précocité, LUCA n’est pas un être comme les autres.

Pour commencer, LUCA est un acronyme qui signifie Last Universal Common Ancestor. Il a donc la lourde responsabilité de se présenter comme l’ancêtre universel, le tronc commun à tous les êtres vivants depuis 4 milliards d’années environ (entre 4,1 et 3,6 milliards d’années).

Luca : l'ancêtre universel donnant naissance aux trois branches de la vie

Celui qui a donné naissance aux trois domaines de la vie :  les bactéries unicellulaires, les archées et les eucaryotes (1), dernière branche qui comprend tous les animaux, les plantes et donc nous-mêmes, les humains.

LUCA serait donc tout simplement notre plus ancien aïeul, ou le tout premier père de nos pères. Mais s’il fait partie de la famille, il faut bien avouer que nous le partageons autant avec les microbes,  la tulipe, la chauve-souris ou qu’avec notre voisin de palier !

LUCA laissera sa marque dans l’histoire

Que savons-nous de LUCA ? En réalité peu de choses directement. Vu l’ancienneté de la période, aucune trace de fossile ou même de gênes, évidemment. D’autant que LUCA est davantage une entité théorique qu’un être réel.

En revanche, l’analyse des protéines et des enzymes actuelles vont livrer indirectement ses secrets de fabrication et nos secrets de famille. En effet, le fait que des organismes aujourd’hui très différents produisent des protéines similaires milite en la faveur de l’existence de LUCA. Ainsi, en analysant les protéines issues de 420 organismes, les scientifiques ont découvert 5 à 11 % de structures universelles dont l’origine pourrait provenir de cet ancêtre universel (2). Ce sont ces traits génétiques communs qui aboutissent à LUCA, notre tout premier arrière grand-père !

La première union libre

Sans fossile, LUCA reste donc largement mystérieux, au point que certains scientifiques considèrent qu’il ne s’agit pas d’un organisme unique mais, comme on vient de l’évoquer, d’une collection d’organismes qui auraient mélangé leur matériel génétique au grès des possibilités.

Quoi qu’il en soit,  les avis convergent sur quelques traits de caractères. LUCA était probablement doté de plusieurs milliers de gènes (3). Il était pourvu de membranes mais celles-ci, peu élaborées (membranes isoprénoïdes), devaient être perméables. Cela aurait favorisé les échanges entre cellules.

Cellule eucaryote comportant de nombreux organites

Luca devait, comme cette cellule eucaryote, intégrer des organites, marque d’une complexité déjà importante.

Plus surprenant, il n’est pas exclu que LUCA soit déjà « équipé » pour une prise en charge de l’oxygène qui ne fera son apparition de manière significative dans l’atmosphère qu’un milliard d’années plus tard.

La fraicheur de la jeunesse !

Contrairement aux idées reçues, la vie primitive, à travers LUCA, aurait choisi les zones au climat modéré (inférieur à 50°C) car sa structure génétique basée sur l’ARN ne supporte pas les températures excessives (4). C’est donc à partir de micro-environnements relativement froids que LUCA se développera  pour occuper ensuite tous les océans de la planète.  Sans réelle concurrence, il évoluera en coopération avec d’autres organismes et se nourrira à la fois de nitrates et de carbone.

Etre primitif, LUCA devait mal contrôler la synthèse des protéines ordonnée par ses gênes aboutissant à une fabrication plus ou moins aléatoire des protéines. Un défaut de jeunesse en quelque sorte !

LUCA choisit l’ARN plutôt que l’ADN

En sait-on plus sur son fonctionnement génétique ? LUCA était probablement dépourvu d’enzymes nécessaires à la fabrication de l’ADN. Il a donc recours à l’ARN (4). Cela semble d’ailleurs conforme avec l’analyse de bons nombres de biologistes estimant que le modèle génétique des cellules primitives reposerait sur l’ARN et non pas comme actuellement sur l’ADN (voir encart). Ceci en vertu de ses propriétés permettant à la fois de stocker de l’information et de contrôler les réactions chimiques. Deux en un !

Ce monde d’ARN ne présente pas que des avantages. Il est plus instable et sensible à la chaleur ce qui explique que LUCA préfère les climats « froids ». Ses descendants utiliseront l’ADN, qu’ils emprunteront sans doute aux virus, molécule plus robuste, mieux à même de gérer la complexité et la diversité. Bref, ouvrant de nouveaux horizons !

Le moule du vivant

Si Luca est le moule de toutes les cellules et de tous les organismes présents et à venir sur la planète comme l’écrit Yves Paccalet (5), il n’en demeure pas moins qu’il ne sera pas immortel. Aux alentours de 2,9 milliards d’années, ce supra-organisme ou méta-organisme va se diviser en trois branches décrites plus haut.

Cette séparation s’effectue au moment où l’oxygène apparait dans l’atmosphère et probablement aussi lorsque les cellules intégrées prennent leur autonomie.

LUCA n’est pas le premier organisme vivant.  sans doute était-il accompagné d’autres formes de vie qui, elles, n’ont pas eu de descendants. Sa complexité (6) suggère que la vie a expérimenté auparavant de nombreux assemblages moléculaires pour aboutir à cet être déjà élaboré qu’est LUCA.

Chimère, au sens mythologique, c’est-à-dire une créature composite ou être unique ayant vraiment existé, LUCA reste le tronc commun à l’arbre de vie, notre aïeul absolu pour reprendre la formule de Yves Paccalet.


ADN et ARN : chacun son rôle !

Actuellement, l’ensemble du monde des vivants  repose sur un génome basé sur l’ADN (acide désoxyribonucléique). Comparé à l’ARN (acide ribonucléique), l’ADN est beaucoup plus stable et moins sensible à la chaleur en raison de sa structure plus robuste en double hélice. L’ADN permet donc d’évoluer dans divers milieux. Il favorise la complexité et l’apparition de grande variété d’organismes.

Schéma d'une molécule d'ADN

En simplifiant, on peut dire que l’ADN, prisonnier du noyau de la cellule, est aujourd’hui le gardien de l’information génétique qui sera traduite en protéines. L’ARN est son messager. Son rôle est de copier l’information de l’ADN et de la communiquer aux ribosomes qui vont la décoder et enclencher la synthèse des protéines. Un partage des tâches qui a fait ses preuves !


Le pouvoir prédictif de l’ADN  face aux maladies graves reste une chimère

Selon une étude américaine, publiée au 1er semestre 2012, portant sur 53 600 vrais jumeaux (monozygotes) dotés donc d’un génome identique, il apparaît illusoire de pouvoir prédire toutes les maladies graves qui se développeront chez un individu à la simple lecture de son capital génétique.

La preuve : à partir notamment d’information sur 24 maladies (cancers, maladies auto-immunes, cardiovasculaires et neurologiques), les chercheurs ont constaté que non seulement ces jumeaux n’affichent pas de similitude en terme pathologies mais qu’ils présentaient, face à ces maladies, les mêmes risques d’être affectés que le reste de la population.

Même si le séquençage du génome présente un intérêt comme par exemple dans les maladies dites génétiques ou pour évaluer les facteurs de risques, il apparaît clairement que l’exercice à ses limites, à la lumière de cette étude publiée dans la version on-line de la revue médicale Science Transnational Medicine (Pour en savoir plus ).

Décortiquer l’ADN en espérant  pouvoir prévoir les maladies que développera un individu et agir en conséquence semble beaucoup moins efficace qu’un bon diagnostic précoce et la mise en place de stratégies de prévention.

Identifier dans les gènes l’arme du crime, celle qui nous sera fatale, demeurera hors de portée probablement encore pour longtemps.

Publié le 21 mai 2012

1 – Les deux premières familles, bactéries unicellulaires ou eubactéries et les archées ou archaebactéries sont des procaryotes, c’est-à-dire des cellules ne comportant pas de noyaux aux propriétés moins élaborées que la troisième famille. Cette troisième famille constitue un groupe unicellulaire ou pluricellulaire plus évolué doté de noyaux. C’est notre famille.
2 – Travaux conduits par Gustavo-Caetano-Anollés de l’Université de l’Illinois (USA) – Le Monde des sciences – Luca : l’ancêtre universel – Mars 2012;
3 – Dossier« A la recherche de Luca » , portant sur le colloque organisé par la Fondation des Treilles regroupant d’illustres participants dont Christian de Duve, prix Nobel de médecine 1974 et auteur de « Poussières de vie : une histoire du vivant » -Ed. Fayard – 1996
4 – Etude conjointe de l’Université de Montréal et des chercheurs de Lyon et de Montpellier publiée en 2009, bouleversant les thèses sur les origines de la vie qu’on pensait jusqu’alors hyperthermophile. (article techno-science);
5 – Le grand roman de la vie – Yves Paccalet – ed. JCLattes- sept 2009;
6 – Les travaux menés par l’équipe de l’Université de l’Illinois (cf.2), portant notamment sur une structure de stockage de polyphosphate, considéré selon les auteurs comme le premier organite universel, démontrent que LUCA est plus complexe que les organismes les plus simples d’aujourd’hui.


A visionner pour mieux comprendre :

Le fonctionnement d’une cellule : de l’ADN à la protéine (sujet d’Universcience) :

Au coeur de la cellule, naissance d’une protéine

Ce sont les cellules de notre corps qui fabriquent les protéines essentielles à notre survie. Les plans de fabrication de ces protéines se trouvent dans l’A.D.N., dans le noyau des cellules. Ce film met en évidence la complexité des interactions entre gènes et protéines , au coeur de la cellule .


A lire pour aller plus loin :

  • Le grand roman de la vie – Yves Paccalet – ed. JCLattes- sept 2009;
    La philosophie d’un voyageur naturaliste, dans la lignée des matérialistes de l’Antiquité – Démocrite, Epicure et Lucrèce. En même temps, le merveilleux poème du déroulement de la vie sur la planète Terre depuis plus de quatre milliards d’années ; des premières bactéries aux dinosaures et aux australopithèques… Une invitation à la réflexion, à l’aube de ce XXIe siècle où la survie même de l’espèce humaine ne semble plus aussi assurée…
    Yves Paccalet a d’abord été philosophe. Il a embarqué pour le bout de monde afin de vérifier ses idées – par plaisir, par curiosité et pour écrire. Il en est revenu avec quelques expériences, peu de certitudes et beaucoup d’incertitudes. Les yeux remplis de merveilles, mais le sentiment que notre monde est fragile…
    Il tire, dans ce livre de sagesse, le bilan de ses recherches et de ses voyages. Il tente d’y mettre en ordre une philosophie originale, qu’il appelle (selon les circonstances) le « matérialisme ironique » ou le « matérialisme philosophique ». Il s’appuie, pour cela, sur les plus récentes découvertes de l’astrophysique, de la biologie, des sciences de l’évolution, de l’Histoire et de l’écologie. Il met en perspective les problèmes actuels de l’humanité et l’extraordinaire processus qui, depuis le Big Bang, a conduit jusqu’à notre espèce.
    En tentant de répondre aux trois questions essentielles de la science et de la philosophie : d’où vient l’univers ? D’où vient la vie ? D’où vient l’homme ?Yves Paccalet esquisse sa réponse à l’autre interrogation lancinante de notre temps : quel est notre avenir ?

Les tout premiers sommeils

(votes : 6)
Loading ... Loading ...
Posté par fabrice
 

Il y a plus de 600 millions d’années

Three jumping sheep

« Histoire à dormir debout »

Pourquoi consacrons-nous un tiers de notre existence à dormir ? Et si le sommeil n’avait pas était conçu pour le confort d’êtres bien-pensants mais pour la survie de simples neurones esseulés à une époque où seuls quelques êtres gélatineux et sans cerveau régnaient en maître ?

Il y a plus de 600 millions d’années, bien avant que des bestioles arpentent les terres du globe, des animaux, dénués de cervelles et même de système nerveux central, tombaient déjà sans doute dans les bras de Morphée.

Cette révélation (voir encart « Dormir comme une méduse ») a de quoi procurer des nuits blanches aux spécialistes car elle remet en cause la plupart de nos théories sur le sujet.

Le sommeil ancestral était sans cerveau

Pourquoi dort-on ? Question qui hante nos nuits des depuis des lustres. Derrière cette question, deux autres emboitent le pas : parmi les êtres vivants, qui dort et quand est apparue cette « envie » de sommeil ?

neurones-sommeil

De récentes découvertes (1) qui s’appuient notamment sur l’étude des habitudes nocturnes de certaines méduses, organismes primitifs, tordent donc le cou aux idées reçues sur l’origine du sommeil.

Le sommeil ne serait pas une exclusivité des cerveaux élaborés et sa fonction ne consisterait pas à trier (du moins pas en priorité) durant la nuit l’information accumulée durant la journée ou à consolider notre mémoire.

Ce serait moins subtil que cela mais tout autant indispensable. Le rôle du sommeil aurait bien un rôle réparateur mais pas comme on l’imaginait, ni au niveau où on l’attendait. Du moins, pas dans sa fonction primaire.

Le sommeil : un rôle protecteur pour les neurones

La clé du mystère se situerait au plus profond de nos neurones. Le sommeil leur permettrait de les préserver d’une augmentation de calcium et de lysolipides dangereuse pour leur survie. Tout simplement !

« Nous avons constaté durant la privation de sommeil (…) une augmentation de calcium intracellulaire qui pourrait devenir toxique. Nous avons aussi détecté pendant l’éveil une augmentation massive des lysolipides, qui menacerait l’intégrité de la membrane des cellules »  explique Mehdi Tafti de l’Université de Lausanne(2).  Selon ce chercheur, un réseau de simples cellules nerveuses cultivées in vitro, présenteraient tous les attributs du sommeil.

Le besoin physiologique de sommeil viserait donc à protéger les cellules neuronales et leur enveloppe, tout simplement. Rien à voir avec une mission beaucoup plus glorieuse de régénération du cerveau.

Le rôle du sommeil s’est complexifié au fil de l’évolution 

sommeil-phases

Cela ne signifie pas pour autant qu’au cours de l’évolution le sommeil ne soit pas vu attribuer des rôles plus nobles chez les êtres développés. Car les effets positifs sont nombreux dans tous les domaines ou presque : le système immunitaire, cardio-vasculaire, ou au niveau des performances physiques et intellectuelles. Toutefois, ces bienfaits ne seraient que secondaires face au rôle primordial du sommeil.

Alors, il y a plusieurs centaines de millions d’années, des cellules nerveuses ont-elles commencé par des petites siestes crapuleuses avant de découvrir les bienfaits de cette technique au point que leurs descendances y consacrent une grande partie de leur existence ?

Nous ne le saurons jamais…même pas en rêve !

Publié le 7 janvier 2018

Dormir comme une méduse

sommeil-meduse-caltech

Tout a commencé par une étude sur les méduses(1). Cet être très primitif est l’un des premiers à disposer de cellules différenciées, comme les cellules nerveuses ou musculaires. Cependant, son système nerveux est archaïque et décentralisé au point que la répartition de ses neurones est diffuse. Sa branche d’évolution s’est séparée de l’ensemble des animaux bilatéraux voici 600 millions d’années.

Malgré ce côté primitif –même le ver C-elegans avec ses 302 neurones est plus complexe, l’étude à démontrer que la méduse éprouvait le besoin de dormir. En ce sens, elle  détient la forme de sommeil la plus ancienne recensée actuellement.

L’étude (3) a démontré que les 3 propriétés-clés du sommeil se retrouvaient chez la méduse : baisse d’activité significative et réversible, réduction de la réactivité face à un stimuli et baisse de tonicité lors privation de sommeil. En outre, la méduse réagit à la mélatonine, l’hormone dite du sommeil.

Mieux, la méduse présente de véritables cycles de sommeil avec une baisse de leur activité pulsatile d’un tiers environ.

 


 Qui dort, dîne…

Que signifie ce dicton populaire ? Une bonne nuit de sommeil serait-elle comparable en terme physiologique à un bon repas ? On retrouve même ce conseil dans des articles très sérieux sur des régimes. Autrement dit : le sommeil = un repas.

En réalité, cela remonte à une coutume hôtelière du XVIIIème siècle. A l’époque, l’aubergiste obligeait le voyageur qui dormait sur place à y consommer également le repas du soir.

Donc « Qui dort dine », était tout simplement l’écriteau à l’attention de la clientèle des auberges de l’époque.


1 – Etude de l’Institut de technologie de Californie (Caltech), mais aussi de l’Université de Wisconsin
2 – Neuroscientifiques à l’Université de Lausanne, propos rapportés par Science & Vie N° 1204, janvier 2018, p61
3 –  Ravi Nath, Généticien moléculaire, Michael Brahms, Claire Bedbrook


A visionner pour mieux comprendre le sommeil :

</br>

Les tout premiers animaux

(votes : 16)
Loading ... Loading ...
Posté par fabrice
 

- 600 millions d’années

carnaval_des_animaux_poissons

Dur-dur pour les mous

Il y a à peine 600 millions d’années le carnaval des animaux peut vraiment commencer. La vie s’en donne à cœur joie pour tester de nombreux prototypes. Le concours Lépine des premiers vrais animaux. Innovant mais sans issue ! Voyons à quoi ressemblaient ces étonnantes bestioles aux pieds marins.

Jusqu’à présent, les représentants de la vie n’ont pas vraiment fière allure : ils ne sont qu’un agrégat de cellules évoluant entre deux eaux, dans les océans. Cela se résume à différentes variétés d’algues multicolores, dont les plus célèbres sont les algues rouges, apparues il y a 800 millions d’années. Elles descendent des premiers organismes multicellulaires datés d’1 milliard 500 millions d’années environ.

La faune de Doushantuo

Il y a 600 millions d’années apparaissent les plus anciens animaux connus. Il s’agit d’éponges et de cnidaires qui regroupent des anémones de mer, des coraux ou autres méduses. Cette faune est répertoriée sous le terme de Doushantuo (Chine), nom du lieu où le gisement a été découvert (-600 à -570 millions d’années).

L’étonnante faune d’Ediacara

Cette faune précède de quelques millions d’années une autre apparition aussi improbable qu’étrange et beaucoup plus célèbre : La faune d’Ediacara[1], considérée récemment comme les prototypes des animaux sur Terre. Elle rassemble des animaux peu sophistiqués,ne ressemblent à rien de connu, à tel point que certains scientifiques considèrent que l’évolution a testé là une voie sans issue, une expérience qui aurait échoué. Une chose est sûre, on ne constatera aucun lien avec les grands embranchements actuels.

Reconstitution de la Faune d'Ediacara

Reconstitution de la Faune d’Ediacara

Ces drôles de bestioles, en forme de disque ou de frondes, ont le pied marin. Elles vivent exclusivement dans l’eau (à cette époque et pour longtemps encore, hors de l’eau : point de salut). Elles ont, pour certaines, la silhouette d’un bibendum dégonflé auquel on aurait retiré les membres et la tête. Ils sont dotés de corps mou, ressemblent pour la plupart à des crêpes plates ou à des matelas pneumatiques, dont certains font près d’un mètre.

Aux côtés de ces grands « animaux pneumatiques », on peut également distinguer d’autres, tout aussi étranges, comme des sortes de plumes fixées au fond marin par un crampon et qui se balancent au grès des courants. Comme pour leur faire la cour, on assiste à des ballets d’organismes vaporeux, telles des méduses, d’un mètre de diamètre.

Hélas tout ce petit monde, plutôt bon enfant, ne survivra pas à l’extinction qui les attend vers les 544 millions d’années.


1 – Faune découverte en Australie dans les monts d’Ediacara d’où son nom, même si l’on sait qu’elle était répartie sur l’ensemble du globe.


A voir et à lire pour aller plus loin :

Notre tout, tout premier ancêtre !

(votes : 6)
Loading ... Loading ...
Posté par fabrice
 

- 540 millions d’années

pano

Bouche bée !

 Un curieux animal en forme de minuscule sac doté d’un « grand » orifice servant à la fois de bouche et d’anus pourrait bien prétendre à être notre tout premier ancêtre. Loin d’être né de la première pluie, « pépé » aurait vu le jour il y a plus de 500 millions d’années. Retour sur une histoire de famille.

Difficile de trouver un air de famille, pourtant ce minuscule animal d’1 millimètre environ en forme de sac  (ci-dessous) pourrait bien figurer en tête de notre arbre généalogique. Son nom ? Saccorhytus (1). Son âge ? : 540 millions d’années environ, ce qui correspond au début du Cambrien.

Pour la bonne bouche !

Saccorhytus

reconstitution d’après le fossile

Sa particularité  : une très grande bouche, faisant également office d’anus, qui ouvre sur une cavité devant servir de piège à nourriture.  En complément de ce « trou béant », on observe, le long du corps, 8 petites ouvertures coniques en forme de petits volcans servant probablement à évacuer l’eau.

Il s’agirait de l’ancêtre commun aux étoiles de mer et aux humains et donc aux vertébrés, « le plus vieil ancêtre préhistorique des humains » comme le qualifie Simon Conway Morris (2) de l’Université de Cambridge (Royaume-Uni).

Attention, Saccorhytus serait aussi l’ancêtre commun à toute une ribambelle d’espèces car le groupe auquel appartiendrait notre animal deuterostome) est très varié. Il rassemble des organismes aussi différents que les étoiles de mer, les vers marins ou les oursins. Bref, des cousins dont on ne se sent pas spécialement proche. Mais c’est ça la famille !

Une complexité étonnante pour l’époque

Que pouvait bien faire cette étrange créature de sa sainte journée ? Elle vivait probablement dans le sable au fond de l’eau et se nourrissait, à travers de sa grande bouche, de tout ce qui passait à proximité, micro-organismes et petits animaux.  Les chercheurs soupçonnent ses 8 orifices coniques d’être les précurseurs des branchies, voir de notre bouche.

Dépourvu d’anus propre mais sans doute pas d’organes sensoriels même si aucun œil primitif n’a été détecté, bien que l’époque corresponde à l’apparition des tout premiers yeux.

Malgré ses airs peu engageants, les scientifiques estiment que Saccorphytus présente « un niveau remarquable de complexité organique à un stade aussi précoce de l’évolution animale ».

Alors, ému d’avoir retrouvé les traces de notre lointain aïeul  ?


Etes-vous plutôt protostomien ou deutérostomien ?

Chez les animaux autres que les éponges et les méduses,  il y a 2 écoles : les protostomiens ou les deutérostomiens.

Phylo_deuteroDès l’embryon, on constate la différence : quand il ressemble à un petit sac dont l’unique orifice (le blastopore) devient soit la bouche (chez les protostomiens, littéralement « bouche en premier »), soit l’anus (chez les deutérostomiens, « bouche en second »).
Les mollusques, les arthropodes et les vers de terre (entre autres) sont des protostomiens, tandis que les vertébrés, les échinodermes (oursins, étoiles de mer et holothuries) sont des deutérostomiens, contraints de bricoler la bouche avec une autre perforation.

Ces deux grandes familles se sont séparées, il y a plus de 480 millions d’années.


1- Fossile découvert en Chine, dans la province de Shaanxi
2 – Simon Conway Morris de l’Université de Cambridge est co-auteur de cette étude publiée le 30 janvier 2017 dans la revue Nature.


A visionner pour mieux comprendre :