L’origine de la vie par M RIO

L’ORIGINE DE LA VIE

M RIO
M RIO

par M RIO

Nous sommes vivants et entourés de vie animale et végétale. L’accoutumance fait que cela semble aller de soi et dispense habituellement de se poser des questions fondamentales : qu’est-ce que la vie, d’où vient-elle, quels en sont les mécanismes cachés ?
Les premières réponses valables n’ayant été obtenues que depuis une cinquantaine d’années, la curiosité des penseurs a du se contenter jusque là d’hypothèses parfois, mais le plus souvent de mythes. Certes, on savait depuis longtemps beaucoup de choses sur le vivant, ses organes et leurs fonctions, ses diverses façons de se reproduire, de croître, de se nourrir, pour finalement disparaître et être remplacé par de nouvelles générations.
On a pensé longtemps que chacune des innombrables espèces avait été créée séparément et se maintenait telle quelle, jusqu’à ce que la découverte de plantes et d’animaux fossiles, disparus à des époques où beaucoup d’espèces actuelles n’existaient pas encore suggère l’idée de l’Evolution.
De nouvelles espèces ou des individus nouveaux pouvaient-ils se former spontanément à tout moment à partir de matière inerte ? Pasteur avait démontré, non sans peine, qu’il n’en était rien. Même en admettant une évolution à partir d’êtres rudimentaires, la question de l’origine restait entière.

De quoi est faite la matière vivante ?

Ses éléments sont empruntés au minéral. Les principaux, carbone, hydrogène, oxygène et azote, sont accompagnés en plus faibles proportions de phosphore, de soufre, de chlore, de métaux : sodium, potassium, magnésium, calcium, et de quelques oligoéléments : fer, iode et quelques autres à l’état de traces. Au total, une trentaine d’éléments sont indispensables à la vie.
Carbone, hydrogène et oxygène constituent les sucres et les corps gras. Dans les protéines il y a de plus de l’azote et parfois du soufre. Ces substances sont les constituants essentiels de la matière vivante. S’y ajoutent les acides nucléiques : acide ribonucléique (ARN) acide désoxyribonucléique (ADN) qui renferment aussi du phosphore, ainsi qu’une foule d’autres molécules, hormones, vitamines, neurotransmetteurs, qui agissent en très faibles quantités.

Deux découvertes fondamentales ont été faites il y a une cinquantaine d’années :

Des acides aminés, constituants des protéines, des sucres, des bases présentes dans les acides nucléiques, bref toutes les molécules spécifiques de la vie, peuvent se former spontanément par action des rayons ultra violets sur des molécules simples présentes dans l’atmosphère de planètes ou de satellites . On en trouve aussi dans les météorites carbonées.
A la même époque, on commence à comprendre le mécanisme fondamental de la cellule vivante : son programme de synthèse des protéines est codé dans la double hélice de l’ADN et traduit, puis effectué par l’ARN. Toutes les autres réactions sont catalysées par des protéines spécifiques, les enzymes. L’ADN est le support de l’information transmise d’une génération à la suivante.
Il y avait loin d’une masse goudronneuse renfermant quelques molécules utiles à une cellule organisée capable de se reproduire, mais la question de l’origine de la vie était désormais circonscrite, en admettant que la « soupe primitive » avait pu évoluer peu à peu vers une structure plus élaborée.

Ces dernières années, le scénario s’est précisé. Actuellement, si les protéines, les ARN et les ADN sont indispensables les uns aux autres, l’ADN constituant le programme de synthèse des protéines renfermé dans le noyau des eucaryotes ou dispersé dans celui des procaryotes, l’ARN servant d’intermédiaire sous forme d’ARN messager, d’ARN de transfert et d’ARN ribosomal, les protéines interviennent dans toutes les réactions, y compris la synthèse ou la réplication des acides nucléiques, il est évident qu’un mécanisme aussi compliqué n’a pu apparaître spontanément d’un coup.
Les protéines sont de longues chaînes constituées d’une vingtaine d’espèces d’acides aminés soudés bout à bout dans un ordre précis spécifique de chacune. Leurs propriétés catalytiques sont liées au fait qu’elles se replient sur elles mêmes en une pelote qui leur permet de jouer un rôle analogue à celui d’une machine outil.
Les acides nucléiques sont aussi formés en longues chaînes comportant de l’acide phosphorique, des sucres, ribose ou désoxyribose, portant eux mêmes des bases, adénine, guanine, cytosine et uracile pour l’ARN, cette dernière étant remplacée par de la thymine dans l’ADN.
L’ADN est constitué de deux brins complémentaires assemblés en une double hélice. Ces brins sont rigides, stables, n’ont aucune propriété catalytique et ne peuvent se répliquer sans l’intervention de protéines. L’ARN est constitué d’un brin unique, souple, peut se replier en pelote, et on lui a reconnu des propriétés catalytiques, plus modestes il est vrai que celles des protéines, et la propriété de s’auto-répliquer. Il apparaît donc comme le meilleur candidat pour jouer le rôle initial.
Un mécanisme fondamental est l’appariement des bases des acides nucléiques : l’adénine se lie facilement, par une liaison réversible, à la thymine ou à l’uracile, et la cytosine de même à la guanine. Ces liaisons interviennent dans le processus de réplication, permettant à un brin de servir de support à un brin complémentaire.
Il était nécessaire aussi que les molécules intervenant dans ces mécanismes puissent s’isoler de l’extérieur, soit en se fixant sur un support, argile ou pyrite, soit mieux en s’enfermant dans une membrane semi-perméable limitant les échanges avec l’extérieur, ancêtre des membranes cellulaires.
L’ARN a une autre propriété essentielle, celle de se lier avec les acides aminés constituants des protéines. C’est ainsi qu’a pu s’ébaucher le code génétique, correspondance entre chaque acide aminé et un triplet de trois bases contiguës de l’ARN. Il est possible que les acides aminés soient ainsi intervenus pour faciliter la réplication de l’ARN, mais à cette époque celui-ci ne codait pas encore la synthèse des protéines.
On peut se demander si la réplication spontanée de l’ARN a été la première étape vers la vie. En effet, on ne sait pas actuellement produire de l’ARN sans l’intervention d’enzymes. Il est vraisemblable que cette synthèse a été précédée par des mécanismes plus rudimentaires dont nous n’avons aucune idée parce qu’on n’en a pas retrouvé la trace.
L’apparition de l’ADN n’a pu intervenir qu’après que le système ARN- protéine ait suffisamment évolué pour permettre le stockage de l’information nécessaire et un mécanisme précis de synthèse des protéines. En effet, la transformation de l’ARN en ADN exige deux réactions nécessairement catalysées par deux types d’enzymes spécifiques : transformations du ribose en désoxyribose et de l’uracile en thymine. Il fallait également des enzymes pour transcrire l’ARN en ADN et répliquer l’ADN lui même. L’ADN s’est ensuite imposé pour le stockage de l’information génétique en raison de sa stabilité supérieure à celle de l’ARN, et de la possibilité de réparer les erreurs de transcription, ces deux avantages découlant de sa structure en double hélice.
Pendant très longtemps, soit environ trois milliards d’années, la vie n’a existé que sous forme d’organismes unicellulaires parmi lesquels on distingue les bactéries et les archées, sans noyau ni reproduction sexuée, et les eucaryotes plus perfectionnés possédant un noyau renfermant l’ADN . Ces trois formes de vie ont nécessairement une origine commune car leurs mécanismes fondamentaux et leur code génétique sont identiques. On n’est pas certain de la façon dont elles ont évolué à partir d’un ancêtre commun, et on soupçonne le rôle qu’auraient pu jouer des virus, leur ARN ou leur ADN dans des échanges de matériel génétique entre les uns et les autres. Les virus ne sont en effet que des paquets d’ARN ou d’ADN emballés dans des protéines, et ne peuvent se reproduire qu’en parasitant des cellules.
Jacques Monod, qui a contribué de façon importante à la compréhension des mécanismes essentiels de la cellule vivante, considérait que l’évolution était dirigée par le hasard qui, par des accidents de transcription, introduit des modifications dans les gènes, et la nécessité qui ne retient que ceux qui sont compatibles avec la survie des individus, qu’ils soient indifférents ou, beaucoup plus rarement , favorables à une meilleure adaptation au milieu.
Plus récemment, Christian de Duve insiste sur le fait que le hasard est étroitement contraint. Le nombre de mutations possibles, s’il est très grand, a toutes les chances de se produire sur un très grand nombre de cellules et dans un temps suffisamment long, chez les bactéries en particulier. Les mutations qui les rendent résistantes ont du se produire bien avant l’emploi des antibiotiques mais, n’apportant alors aucun avantage, elles n’avaient aucune chance de se répandre.
Si l’évolution s’est faite dans le sens d’une complexité croissante aboutissant actuellement aux primates et à l’Homme par exemple, mais aussi à bien d’autres espèces, elle n’en a pas moins maintenu jusqu’ici des espèces beaucoup plus frustes, et les bactéries ont peu évolué depuis leur origine.
La vie telle que nous la connaissons a certainement eu une origine unique, un ancêtre commun à toutes les espèces. On peut se demander si sur d’autres planètes, dans d’autres conditions, les mêmes matériaux de départ, qui sont répandus partout, auraient pu conduire à d’autres formes de vie avec un autre code génétique et des mécanismes différents, tout en répondant à l’idée que nous nous faisons de la vie dans son sens le plus général : des êtres individualisés capables de se développer, d’échanger de la matière et de l’énergie avec l’extérieur et de se reproduire presque à l’identique à partir de matériel génétique, quel qu’il soit. Il est bien évident qu’aujourd’hui nous n’avons pas la réponse, mais la question nous préoccupe tant qu’on cherche là ou nous pouvons déjà aller ou tout au moins envoyer des engins d’exploration, comme sur Mars, ou aussi sur des satellites comme Titan et Europe, même si les conditions y sont beaucoup moins favorables que sur Terre, la présence d’eau liquide paraissant indispensable. On sait déjà qu’on peut y trouver tout au moins les matériaux pré biotiques qui sont à l’origine de la vie que nous connaissons.
La reproduction est une des caractéristiques essentielles de la vie. Chez les procaryotes, bactéries et archées, elle se fait par simple division de la cellule après doublement du matériel génétique et partage des constituants cellulaires, mais elle s’accompagne fréquemment aussi d’échange de fragments d’ADN ou d’ARN d’une cellule à l’autre. Ce mode de reproduction ne permet pas une grande diversification : les bactéries ont peu évolué.
Les eucaryotes unicellulaires sont beaucoup plus diversifiés ; leur matériel génétique, l’ADN, est stocké dans leur noyau, et c’est dans ce noyau qu’il est transcrit sous forme d’ARN messager qui migre ensuite vers les ribosomes, machines outils pour la synthèse des protéines.
Quelle est leur origine ? Ils semblent avoir emprunté leur matériel génétique à la fois aux bactéries et aux archées ; leur noyau pourrait être le reste d’une archée absorbée par une bactérie, alors que leurs mitochondries, organites fournissant l’énergie aux cellules sous forme d’adénosine triphosphate (ATP) , auraient une origine bactérienne.
Les eucaryotes primitifs auraient évolué selon plusieurs directions :
Des eucaryotes unicellulaires ou protistes comme les amibes.
Des pluricellulaires, dont les algues qui possèdent des organites d’origine bactérienne, les chloroplastes, permettant la synthèse chlorophyllienne, c’est à dire l’assimilation du gaz carbonique sous l’effet de la lumière
Parmi les trois sortes d’algues, rouges, brunes et vertes, ces dernières sont à l’origine des végétaux terrestres. Les autres pluricellulaires ont divergé pour donner d’une part les champignons, d’autre part les animaux dont les plus primitifs sont les éponges.
Si les modes de reproduction des eucaryotes sont très variés, le plus important est la reproduction sexuée. Les végétaux les plus anciens, algues, mousses et fougères, alternent reproduction sexuée et reproduction par spores. Cette dernière permet de disperser un grand nombre de cellules reproductrices qui en germant donnent des individus mâles, femelles ou bisexués. La fécondation, fusion des cellules reproductrices mâles et femelles permet une diversification beaucoup plus grande que la reproduction asexuée grâce au brassage des gènes qui en résulte, chaque partenaire apportant la moitié de son génome. C’est elle qui a permis à l’évolution d’aboutir aux espèces actuelles.
Les plantes à fleurs ont abandonné la reproduction par spores et, à l’exception des cas de parthénogenèse, les animaux se reproduisent essentiellement par voie sexuée ; les techniques récentes de clonage exigent une intervention humaine et n’ont évidemment pas lieu spontanément.
L’évolution n’a pas été programmée à l’avance ; des causes multiples interviennent de façon aléatoire d’une génération à l’autre, et l’information transmise par les gènes est très insuffisante pour commander tous les détails du développement d’un individu complet à partir d’une cellule initiale. Elle programme uniquement la synthèse des protéines et laisse une part d’imprévu : deux vrais jumeaux se ressemblent mais ne sont pas identiques ; le développement de leur cerveau par exemple se fait de façon aléatoire par la croissance anarchique de leurs neurones qui n’obéit pas à un plan rigoureux.
Des gènes spécifiques interviennent dans le développement d’un organisme et commandent en particulier la durée de l’action d’autres gènes. C’est ainsi que si le Chimpanzé et l’Homme ont des génomes presque identiques, leur développement ne se fait pas au même rythme : plus lent pour l’Homme, il lui donne plus de temps pour développer davantage son cerveau et garder une physionomie qui ressemble plus à celle du jeune Chimpanzé qu’à l’adulte.
L’œil semble être apparu indépendamment chez des espèces comme les mollusques, les insectes et les vertébrés, et avec une anatomie différente, mais un même type de gène serait intervenu chaque fois.
L’évolution se fait à la fois verticalement, en créant successivement des espèces qui succèdent les unes aux autres, et horizontalement en multipliant des espèces apparentées de plus en plus nombreuses à partir d’une seule souche, comme les pinsons de Darwin.
Le critère qui distingue deux espèces voisines est l’impossibilité d’une fécondation croisée qui aboutit au mieux à des hybrides stériles. On s’est longtemps demandé si l’évolution procède par sauts brusques ou par degrés insensibles d’une espèce à l’autre. Il semble que si certaines espèces restent stables pendant un temps très long tant que leur environnement est favorable, des groupes restreints isolés puissent accumuler des mutations provoquant rapidement l’apparition d’espèces nouvelles si le milieu se modifie, ce qui explique qu’on ne trouve pas d’intermédiaires dans les gisements de fossiles et qu’à l’échelle des temps géologiques l’évolution paraît se faire par sauts, une espèce éteinte étant immédiatement suivie d’espèces différentes.
La durée de vie des espèces est extrêmement variable et dépend de leur environnement. L’histoire de la vie sur Terre a été marquée par une série d’extinctions massives, la plus importante au Permien il y a 250 millions d’années a fait disparaître 90% des espèces ; la plus récente à la fin du Crétacé, datant de 65 millions d’années, marquée par la fin des dinosaures, sauf ceux qui étaient destinés à devenir des oiseaux, et de toutes les autres espèces terrestres d’un poids de plus d’une vingtaine de Kg.
Chaque extinction est suivie d’un renouvellement complet de la faune à partir des espèces qui ont subsisté, les végétaux résistant mieux. Les causes des extinctions peuvent être diverses : la dérive des continents modifie les conditions climatiques : température, humidité ou sécheresse, rapprochement ou séparation des blocs continentaux variations du niveau des mers. D’autres causes sont plus brutales : volcanisme intense, chute de météorites, cette dernière étant probablement responsable de la plus récente extinction.
La vie est apparue très tôt, il y a environ 3,8 milliards d’années sur une Terre qui n’avait pas encore 1 milliard d’années et a préparé pendant près de 3 milliards d’années, sous forme de bactéries et d’archées, les gènes et les mécanismes qui allaient permettre l’explosion du Cambrien il y a 540 millions d’années avec des êtres pluricellulaires qui se sont diversifiés, ont laissé des fossiles comme ceux de la faune de Burgess au Canada, et dont beaucoup sont à l’origine des espèces actuelles. Cette époque a été précédée, plusieurs millions d’années plus tôt, de formes de vie plus modestes, d’animaux mous dont on a retrouvé les traces, la faune d’Ediacara en Australie et quelques autres sites.
Les plantes terrestres, les premiers vertébrés et les insectes sont apparus il y a plus de 400 millions d’années, les dinosaures et les premiers mammifères de 250 à 200 millions, après l’extinction catastrophique du Permien, les oiseaux et les plantes à fleurs de 200 à 150 millions, les singes il y a environ 60 millions d’années.
Il est remarquable que bien des gènes essentiels aux espèces actuelles soient hérités, parfois peu modifiés, de leurs ancêtres les plus lointains, en particulier ceux qui participent aux fonctions vitales communes à tous, comme le développement d’un individu à partir d’une cellule unique. Malgré son extraordinaire diversité, l’unité fondamentale de la vie s’impose, son histoire se précise peu à peu, et, à côté de toutes ces découvertes, les anciens mythes paraissent bien puérils, et l’imagination qui les a créés bien pauvre, même si on peut y trouver le charme de la naïveté.

Ethiopie : Echos d’un voyage insolite par l’Amiral Merer

Ethiopie : Echos d’un voyage insolite

MERERpar Laurent Mérer

Avant-propos

Ce n’est ni un géographe, ni un historien ni un ethnologue mais un voyageur occidental curieux qui invite à parcourir en sa compagnie (en 2012) un pays méconnu ou tout du moins une partie : l’Ethiopie. Pourquoi ce pays ? Entre autres pour aller à la découverte de ces premiers royaumes chrétiens du IVè et Vè siècle, évangélisés à la même époque que la Bretagne, où se mêlent l’histoire et la légende, véritable trou noir situé au sud de l’Egypte d’où part le Nil Bleu.

A) L’ETHIOPIE en quelques données

800px-Ethiopia_climate_mapC’est un vaste pays de 1 100 000 km2, peuplé de 90 millions d’habitants (qui comptera 200 millions à la fin du siècle), avec une économie essentiellement pastorale et agricole (85 % de la population sont des paysans), avec 40 millions d’enfants de moins de 15 ans et dont le PIB/hab est 33 fois moindre que le PIB/hab français.
Située au cœur de la corne de l’Afrique, l’Éthiopie est encadrée par des pays voisins «agités» : au nord l’Erythrée et le Soudan, à l’ouest le Soudan du Sud, à l’est Djibouti et la Somalie, et au sud la Somalie et le Kenya.Elle a perdu son accès direct en 1993 à la mer après le conflit avec l’Erythrée.
Le pays est composé de hauts plateaux en son centre dont l’altitude varie entre 1800 et 3000 mètres, et dont la plus haute montagne atteint 4533 mètres. Un grand nombre de cours d’eau sillonne le plateau, notamment le Nil Bleu qui s’écoule depuis le lac Tana. Le plateau descend progressivement vers les basses terres du Soudan à l’ouest et les plaines inhabitées de Somalie au sud-est.
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LE FILS DE SAUL en novembre 2015 à La Salamandre à 14h30

LE FILS DE SAUL    – novembre 2015

le lundi 16 novembre à LA SALAMANDRE
de Laszlo Nemes (Hongrie – 2015 – 1h47)
Avec Geza Rörhrig…
Interdit aux moins de 12 ans
le fils de saülOctobre 1944, Auschwitz-Birkenau.
Saul Ausländer est membre du Sonderkommando, ce groupe de prisonniers juifs isolé du reste du camp et forcé d’assister les nazis dans leur plan d’extermination. Il travaille dans l’un des crématoriums quand il découvre le cadavre d’un garçon dans les traits duquel il reconnaît son fils. Alors que le Sonderkommando prépare une révolte, il décide d’accomplir l’impossible : sauver le corps de l’enfant des flammes et lui offrir une véritable sépulture.
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 « Le Fils de Saul » est assurément un film tendu et oppressant, on en ressort troublé mais conscient d’avoir assisté à un choc esthétique. Avoiralire.com
Le jeune cinéaste Laszlo Nemes affronte la question ultime du 7e art – peut-on filmer « l’inmontrable » ? – et formule une réponse d’une grande exigence. La Croix
La bande annonce : https://youtu.be/2M00zf2FYEc

Eternel Goncourt par J-C Guichen

Eternel Goncourt

 par J-C Guichen

«  Partout où l’on parle Anglais, personne n’ignore le nom de Dingley, l’illustre écrivain. »

De temps en temps je visite la cabane où sont déposés, vieux journaux, revues, publicités… Du fatras, ce jour là émergeait une reliure cuir qui me semblait d’une bonne facture. Je la retire et j’ai dans la main un livre avec un dos Lire la suite