Origine et diversité de la vie - Collège Lionel

Origine de la vie sur Terre
Y a-t-il une alternative à Adam et Ève?
Chapitre 25
Collège Lionel-Groulx
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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
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Plan du cours
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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
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La formation de la Terre
Voyage aux origines
de la Terre
00:00 à 10:00
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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.
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Conditions de la Terre primitive:
favorisent l’origine de la vie?
Atmosphère primitive
• Principaux gaz: CH4, NH3,
H2O, CO2, H2S
• Rayons UV intenses
(Pourquoi?)
• Foudre
• Environnement
possiblement réducteur
Océan primitif
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Soupe primitive
Eau froide
Sources hydrothermales
Apport extraterrestre de
composés organiques
(donne des électrons: favorise la
formation de molécules)
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La formation de la Terre
Voyage aux origines
de la Terre
12:45 à 18:50
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Les 4 étapes de l’origine de la vie
1. 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!)
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Les 4 étapes de l’origine de la vie
2. 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.
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Les 4 étapes de l’origine de la vie
3.
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
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Les 4 étapes de l’origine de la vie
4.
Origine des molécules
• Une vésicule contenant de l’ARN
capable d’autoréplication et
capables d’autoréplication
–
–
–
ARN = origine de
l’information génétique
dotée de pouvoir catalytique se
serait distinguée de ses voisines
• Les gouttelettes les plus stables
et ayant la capacité de
L’ARN possède à la fois un
concentrer les molécules
génotype (sa séquence) et un
organiques de leur
phénotype (sa forme 3D)
environnement auraient pu
grossir jusqu’à se diviser et
En labo, la sélection naturelle
transmettre leurs
a produit des ribozymes
caractéristiques à des
capables d’autoréplication
gouttelettes filles.
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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
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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…
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LUCA : Last Universal Common
Ancestor

Hypothèse courante: Tous les êtres vivants ont un
ancêtre commun.
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LUCA : Last Universal Common
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?
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L’origine des eucaryotes
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16
Phylogénie des Végétaux
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17
Phylogénie des animaux
Le règne des Animaux
L’embranchement des Cordés
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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!
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