Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Rappel • Fossiles – Différents types (restes, empreintes, traces d’activité bio

Rappel • Fossiles – Différents types (restes, empreintes, traces d’activité biologique du passé) • Biocénose (êtres vivants coexistant dans un espace défini) • Paléobiocénose (Assemblage de fossiles) • Thanatocénose (histoire post-mortem des être vivants) • Taphonomie (processus de la fossilisation, entre la biocénose et la thanatocénose) – Necrolyse – dissolution – diagenèse 2 RETOUR SUR LA SEMAINE DERNIÈRE: Différences entre paléobiocénose et thanatocénose? Thanatocénoses fossiles allochtones, autochtones ou un mélange des 2 Paléobiocénoses paléo-écosystèmes conservés fossiles autochtones seulement Qu’est-ce qu’un lagerstätte? Milieu de préservation exceptionnel. Exemples terrestres: Ambre, Pergélisol, Glace Exemples marins: Shales de Burgess, Calcaires de Solnhofen Quels sont les deux éléments principaux qui influencent la fossilisation? (1) Nature des composés biogéniques (2) Conditions et processus d’enfouissement Taphonomie Paléobioénose Thanatocénose Enfouissement... Érosion Informations palébiologiques Cours 2 – Les débuts de la vie sur terre 2a: Les origines de la vie Quelques hypothèses L’évolution de l’atmosphère Les premières cellules : les monères ou procaryotes 2b: Les stromatolites Vestiges de la vie les plus anciens (et les plus simples): les monères ayant contribué à l’édification de biohermes •Les formes précambriennes •Les formes modernes Milieu azoïque Début de la vie Diversification de la vie 6 Précambrien Campbell, 1995 LE PRÉCAMBRIEN La plus longue période sur l’échelle des temps géologiques: ~ 88% de l’histoire de la Terre. Émergence de la vie L'origine de la vie : l’une des plus grandes énigmes…. Quelques hypothèses « Créationnisme » -Théorie de la génération spontanée -L'ontogénèse (Antoine van Leeuwenhoek) -Théorie de l’évolution (Lamarck, Darwin) -Panspermie (cf. Richter, Kelvin, fin du XIXème et début du XXème) -Hypothèse d'Oparin & Haldane ("bouillon primitif"; 1925-1930) Expériences de Miller et Urey (1953). -Hydrothermalisme (cf. Corliss 1981) -Chimie de surface (ou catalyse hétérogène) (cf. Cairns-Smith 1974) -Chimie prébiototique et ARN -Endosymbiose (cf. Margulis, 1970) Créationnisme : XVI-XVème siècle La création divine “Théorie” créationniste Au sens large, dieu à créé l’univers et la vie Au sens strict, l’histoire de la vie et de l’évolution est décrite dans la bible…. Exemple de l’évêque Ussher 16-17ème Siècle : L’âge de la création date de 4004 BC Création, Adam et Ève, 7 jours… Fossiles? ….Pierres de foudres? Èvêque James Ussher 1581-1656 9 La génération spontanée La vie est la propriété de la matière et apparaît lorsque les conditions (physico-chimiques) sont propices. Émergence de la vie à partir de matière inanimée! Pas d’évolution! Théorie accepté à partir du Moyen- Âge (≈ 476- 1492), jusqu’à la Renaissance (≈1450-1600) et défendue jusqu’au 19ème siècle… Aristote (384-322 av. J-C) Van Helmont (XVIIème siècle) : Chemise sale + blé = souris (en 21 jours!) Les expériences de Francesco Redi (1668): Seule la vie peut donner la vie (expérience de morceaux de viande en putréfaction) Anton van Leeuwenhoek : Naturaliste hollandais (1632 - 1723) Drapier Hollandais qui développa des lentilles grossissantes (microscopes) pour examiner la qualité des tissus et qui initia par ses observations la bactériologie et la protozoologie La théorie de la génération spontanée s’applique uniquement aux micro- organismes!!! Ontogénèse : développement de l’individu de la fécondation à l’âge adulte Dessin du microscope de M. Leeuwenhoek Louis Pasteur (1860): Expériences de stérilisation: Effondrement de la théorie de la génération spontanée…..Mais avant cela, au 18eme siecle Le gradualisme James Hutton (1726-1797) Père de la géologie Interprétation du relief par l’observation des mécanismes géologiques contemporains. Les changements résultent de processus lents et continus (ex. érosion, sédimentation), plutôt que d’événements soudains. James Hutton s’opposait au catastrophisme de George Cuvier… Biostratographie et catastrophisme George Cuvier (1769-1832) Les limites entre les strates et la succession des espèces sont liées à des catastrophes (i.e. sécheresses, inondations) qui auraient anéanti un grand nombre d’espèces. G. Cuvier s’oppose à la théorie de l’évolution proposée par Lamarck puis développée par Darwin…. Théorie publiée en 1809 (Philosophie zoologique ) (année de naissance de Darwin) Le mécanisme de l’évolution selon Lamarck repose sur deux postulats: 1- Adaptation à l’environnement (lois de l’ usage et de non-usage : les organes qu’on utilise beaucoup se développent et se renforcent) 2- Hérédité des caractères acquis: les modifications subies par un organisme au cours de sa vie sont transmissibles à ses descendants (transmission génétique de caractères acquis). Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) 18-19ème siècle: Essor des sciences naturelles… Vers une théorie de l’évolution La théorie de l’évolution Charles Darwin (1809-1882) On the origin of species by means of natural selection…. (1859) Évolution par sélection naturelle (inégalité des chances de reproduction) • Variation des individus au sein de la même espèce: avantageuse ou pas. • Transmission par hérédité • Adaptation au milieu par sélection naturelle • Apparition et disparition des espèces • Les formes de vie complexes ont évoluées à partir de formes plus simples. La théorie de l’évolution de Darwin… Évolution… Oui, mais d’où vient la première cellule capable de se multiplier ? Comment s’est formée la première molécule organique ? la panspermie Hypothèse datant l’antiquité « Les être viennent du limon de la Terre ensemencée par les abondants germes de l’espace » Anaxagore, ca. 500-428 avant J.-C. Théorie proposée par Hermann Richter en 1865, Développée par Lord Kelvin, et reformulée par Svante Arrhenius en 1903 : ‘’ensemencement par de la vie par des micro-organismes d’origine extra-terrestre, via les météorites’’ Débat actualisé dans les années 1960 par la météorite de Murchison Toujours plausible… Météorites ont pu contribué au bassin de molécules organiques. Présence de 14 000 composés moléculaires dont des dizaines d’acides aminés comme la glycine, l ’alanine, l’acide glutamique, la valine, la leucine, la proline, l’acide aspartique … Protéines terrestres l’ADN et de l’ARN (matériel génétiques des êtres vivants sur Terre) Mais…. Ces acides aminés aurait été formés de façon abiotique, de configuration différente de celle des AA terrestres!? (réactions chimiques dans l’espace?!) Note: On a trouvé aussi des substance complexe d'alcanes (hydrocarbures saturés; CH) similaire à celle trouvée dans l'expérience de Miller-Urey synthétisés en laboratoire à l'aide d'un mélange de méthane, d'azote, d'eau et d'ammonium, Le 28 septembre 1969 : Chute d’une météorite dans l’état de Victoria en Australie (près de Murchison): Près de 100 kg de fragments ont été récoltés rapidement (faible risques contaminations)… D-valine L-valine L-alanine Théorie de la panspermie: Débattue par certains (conservation de matière organique dans l’espace? forte température lors de la chute de la météorite, exposition aux rayonnement UV) Défendue et considérée avec sérieux par d’autres (météorites renfermant des acides aminés, par ex.) Hydrothermalisme (cf. Corlis, 1981) • Présence de phosphore (P), soufre (S) et éléments qui entrent dans la composition de la matière organique (CH4, H2S, H2, CO2, …). • Milieu de haute énergie • Milieu profond, protégé des UV Hydrothermalisme la vie aurait apparue sur les fonds marins, autour des sources hydrothermales (dorsales océaniques) Schéma descriptif de la théorie d'apparition de la vie selon les sources hydrothermales Les dossiers de la recherche n°2 fevrier-mars 2013 "Les origines de la vie" Fractures de la lithosphère Remontées magmatique (1200 C) cheminées La réaction de l’eau avec les minéraux produit une eau chargèe en CH4 et H2 , Mo (serpentinisation) produit alors une eau alcaline (PH de13) et chaude (environ 100°C), qui sort des sources hydrothermales Réaction avec l'eau acide et froide de l'océan primitif à l'origine de molécules telles que des acides aminés et des acides nucléiques…. Présence de Pyrococcus abyssi à plus de 100°C (extrathermophile) Fumeurs noirs de sources hydrothermales en milieu abyssal Des bactéries hydrothermales thermophiles Pyrococcus abyssi : Archae peut vivre jusqu’à 3500 m de profondeur Conditions de croissance optimale de 103 °C sous une pression de 200 atmosphères Dimension des cellules ~ 5 μm Pyrococcus abyssi Chimioynthèse: CO2+6H2 (CH2O)+CH4+H2O Problème d l’hydrothermalisme: La température élevée des sources hydrothermale est incompatibles avec la synthèse et la préservation d’acides aminés et d’acides nucléiques Chimie de surface (catalyse hétérogène; Cairns-Smith 1974) Les argiles, ont une capacité d’absorption et de catalyse favorables à la polymérisation des molécules organiques = développement des macromolécules (formation de l’ARN et des membranes) Les études des années 1980 indiquent que l’ARN peut servir de de code génétique en dépit de l’absence de protéine-enzyme et la formation des macromolécules d’ARN et leur réplication peuvent se faire dans les argiles. ARN : Acide ribonucléique : Macromolécule formée par la polymérisation de nombreux nucléotides dont le sucre est le ribose, présente dans le cytoplasme (les mitochondries ainsi que dans le noyau cellulaire) et servant d'intermédiaire dans la synthèse des protéines 26 26 Imaginez la Terre et l’Océan il y des milliards d’années … • Atmosphère et Océan dépourvu d’oxygène • Rayonnement UV, foudre, activités volcaniques, bombardement par les météorites 27 Température de l’océan (Robert et Chaussidon, Nature 2006) Composition des silex (ou cherts) formés il y a ~3,5 milliards d'années indique que la température de surface des océans à cette époque avoisinait les 70°C. ~20°C au Cambrien (541 Ma) Origine et composition chimique de l’atmosphère L’air contient: 21 % d’oxygène (O2) 78 % d’azote (N2) et 1 % d’autres gaz (argon, néon, vapeur d’eau, ozone...). Et…très peu (moins de 0.04%) de gaz carbonique (CO2) D’où viennent ces gaz ? Revenons un peu en arrière, Il y a plus de 4,5 milliards d’années L’atmosphère primitive Précipitation, dépôts Sédiment ? N2 uploads/Geographie/ cours-2-origine-de-la-vie-et-stromatolites-ppt.pdf