Bioastronomie - L'évolution chimique (III)

 

http://www.astrosurf.com/luxorion/bioastro-originevie3.htm

L'origine de la vie

Ecrit en collaboration avec le Pr Cyril Ponnamperuma, U.Maryland

L'évolution chimique (III)

Quand nous passons de la biochimie à la biologie, nous savons que l'évolution darwinienne est aujourd'hui la pierre d'achoppement de la biologie moderne. Si nous acceptons cette évolution introduite en 1859 par Darwin[10]dans le célèbre ouvrage "De l'origine des espèces par voie de sélections naturelles", nous devons alors postuler une autre forme d'évolution avant l'évolution darwinienne : l'évolution chimique, déjà définie en 1861 par le physicien anglais Tyndall qui compris qu'il fallait "lier la vie présente de notre planète avec le passé" et découvrir comment elle avait pu interagir avec la matière.  

La mitose.

Quand nous passons de la biochimie à la biologie, nous savons que l'évolution darwinienne est aujourd'hui la pierre d'achoppement de la biologie moderne. Si nous acceptons cette évolution introduite en 1859 par Darwin[10]dans le célèbre ouvrage "De l'origine des espèces par voie de sélections naturelles", nous devons alors postuler une autre forme d'évolution avant l'évolution darwinienne : l'évolution chimique, déjà définie en 1861 par le physicien anglais Tyndall qui compris qu'il fallait "lier la vie présente de notre planète avec le passé" et découvrir comment elle avait pu interagir avec la matière.  

L'astrobiologie nous relie au cosmos. Document ESA.

L'univers a débuté il y a environ 15 milliards d'années avec le Big Bang. Ensuite la matière s'est formée, édifiant étoiles, galaxies et planètes. Il y a 4.6 milliards d'années, le Soleil et les planètes se sont formés. La plus ancienne trace de vie sur Terre date de 3.8 milliards d'années. Donc la vie sur Terre doit avoir commencé un jour entre ces deux dates.

Avant d'étudier ce point plus en détail, nous devons nous rappeler que la Terre est le seul lieu dans l'univers où nous savons que la vie existe, c'est le seul laboratoire dans lequel une expérience réussie ait été faite. En étudiant ce qui s'est passé sur Terre, nous pouvons prétendre que si les lois de la physique et de la chimie sont des lois universelles, nous pouvons alors extrapoler d'ici les autres possibilités de vie sur d'autres planètes gravitant autour d'étoiles similaires à la nôtre, dans d'autres galaxies à travers l'univers.

La recherche de la vie en dehors de la Terre est devenue une étape nécessaire à l'étude de l'origine de la vie. L'Académie Nationale des Sciences américaine (NAS) soulignait dans un document sur le programme spatial que la recherche de la vie extraterrestre était le but principal de la biologie spatiale. Aujourd'hui, plus de 80% des gens croient que la vie peut exister dans l'univers.  

Avec tous ces arguments en faveur de l'étude de l'origine de la vie, rappelons-nous ce que les Anciens pensaient du sujet. Convaincu que la vie naissait spontanément, Aristoteles proposait que les lucioles apparaissaient avec la brume matinale. A l’époque de Galilée, sans que lui-même n’y souscrive pour autant, les philosophes pensaient encore que les insectes naissaient à partir de l’évaporation du cidre. Cette philosophie de la "génération spontanée" fut incrustée chez tous les penseurs et naturalistes médiévaux dont van Helmont, Newton et Descartes furent les garants. Nous avons également des références dans le monde de la littérature. Virgile par exemple, nous dit comment un essaim d'abeilles est né de la carcasse d'un veau. Mais il y a aussi les potions magiques, les projets des alchimistes ainsi que les idées propagées par les sectes religieuses sur la création de l'homme à partir de l'argile. De telles idées ne peuvent pas longtemps supporter les questions de la rigueur scientifique que nous donnaient déjà par exemple les discussions avec Redi, Spallanzani et consorts.

Portrait de Louis Pasteur réalisé par Edelfelt vers 1885.

Au début du XVIIeme siècle, le chimiste belge Jan van Helmont croyait pouvoir créer la vie en partant d'objets inanimés, organiques et minéraux et quelques jours d'incubation. Il avait bien pour sa défense découvert des souris vivantes après avoir laissé des graines de froments sous un linge sale... 

En 1861, Pasteur démontra que la fermentation d'un milieu de culture bouilli ne pouvait s'effectuer que dans l'air ambiant, en présence de micro-organismes. Tyndall démontra que ces organismes étaient en suspension dans l'air. L'idée que la vie avait une origine chimique commençait à germer. Leurs expériences allaient une fois pour toutes rallier à eux les théoriciens de la génération spontanée, triomphe de la raison sur le mysticisme.

Mais aujourd'hui nous revenons à la génération spontanée. Nos chercheurs ne parlent pas de la poule et de l'oeuf primordial, mais plutôt de la séquence ordonnée de l'atome à la petite molécule jusqu'à la molécule lourde et le système de copie qui est à la base de toute vie.

Au lendemain de la présentation des résultats de Pasteur à l'Académie française, Darwin écrivit une lettre à son ami J.Hooker (1871) : "Si nous pouvions concevoir dans un étang chaud toutes sortes de sels d'ammoniaque et d'acides phosphoriques, la lumière, la chaleur, l'électricité, etc, cette protéine [sera] chimiquement prête à subir des changements plus complexes... Dans cette goutte d'eau nous avons l'entièreté du concept de l'évolution chimique. A nous de recréer le petit étang chaud de Darwin et de retrouver, si pas sa présence, du moins les traces de son évaporation et du métabolisme des créatures qu’il abritait ailleurs dans l'univers. Ce sera l'objet du dossier consacré à la bioastronomie.

Pour plus d'information

L’anatomie et les fonctions des cellules (sur ce site)

Les virus émergents, Institut Pasteur

Protein Data Bank

Microbe Zoo

Microbe.org

Dennis Kunkel Microscopy, Inc

Russell Kightley Media (RKM)

HUGO

Celera Genomics

Human Genome Project

Folding@Home

Cet article a été rédigé en hommage au Pr Cyril Ponnamperuma.

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L'origine de la vie

Ecrit en collaboration avec le Pr Cyril Ponnamperuma, U.Maryland

L'évolution chimique (III)

Quand nous passons de la biochimie à la biologie, nous savons que l'évolution darwinienne est aujourd'hui la pierre d'achoppement de la biologie moderne. Si nous acceptons cette évolution introduite en 1859 par Darwin[10]dans le célèbre ouvrage "De l'origine des espèces par voie de sélections naturelles", nous devons alors postuler une autre forme d'évolution avant l'évolution darwinienne : l'évolution chimique, déjà définie en 1861 par le physicien anglais Tyndall qui compris qu'il fallait "lier la vie présente de notre planète avec le passé" et découvrir comment elle avait pu interagir avec la matière.  

La mitose.

Quand nous passons de la biochimie à la biologie, nous savons que l'évolution darwinienne est aujourd'hui la pierre d'achoppement de la biologie moderne. Si nous acceptons cette évolution introduite en 1859 par Darwin[10]dans le célèbre ouvrage "De l'origine des espèces par voie de sélections naturelles", nous devons alors postuler une autre forme d'évolution avant l'évolution darwinienne : l'évolution chimique, déjà définie en 1861 par le physicien anglais Tyndall qui compris qu'il fallait "lier la vie présente de notre planète avec le passé" et découvrir comment elle avait pu interagir avec la matière.  

L'astrobiologie nous relie au cosmos. Document ESA.

L'univers a débuté il y a environ 15 milliards d'années avec le Big Bang. Ensuite la matière s'est formée, édifiant étoiles, galaxies et planètes. Il y a 4.6 milliards d'années, le Soleil et les planètes se sont formés. La plus ancienne trace de vie sur Terre date de 3.8 milliards d'années. Donc la vie sur Terre doit avoir commencé un jour entre ces deux dates.

Avant d'étudier ce point plus en détail, nous devons nous rappeler que la Terre est le seul lieu dans l'univers où nous savons que la vie existe, c'est le seul laboratoire dans lequel une expérience réussie ait été faite. En étudiant ce qui s'est passé sur Terre, nous pouvons prétendre que si les lois de la physique et de la chimie sont des lois universelles, nous pouvons alors extrapoler d'ici les autres possibilités de vie sur d'autres planètes gravitant autour d'étoiles similaires à la nôtre, dans d'autres galaxies à travers l'univers.

La recherche de la vie en dehors de la Terre est devenue une étape nécessaire à l'étude de l'origine de la vie. L'Académie Nationale des Sciences américaine (NAS) soulignait dans un document sur le programme spatial que la recherche de la vie extraterrestre était le but principal de la biologie spatiale. Aujourd'hui, plus de 80% des gens croient que la vie peut exister dans l'univers.  

Avec tous ces arguments en faveur de l'étude de l'origine de la vie, rappelons-nous ce que les Anciens pensaient du sujet. Convaincu que la vie naissait spontanément, Aristoteles proposait que les lucioles apparaissaient avec la brume matinale. A l’époque de Galilée, sans que lui-même n’y souscrive pour autant, les philosophes pensaient encore que les insectes naissaient à partir de l’évaporation du cidre. Cette philosophie de la "génération spontanée" fut incrustée chez tous les penseurs et naturalistes médiévaux dont van Helmont, Newton et Descartes furent les garants. Nous avons également des références dans le monde de la littérature. Virgile par exemple, nous dit comment un essaim d'abeilles est né de la carcasse d'un veau. Mais il y a aussi les potions magiques, les projets des alchimistes ainsi que les idées propagées par les sectes religieuses sur la création de l'homme à partir de l'argile. De telles idées ne peuvent pas longtemps supporter les questions de la rigueur scientifique que nous donnaient déjà par exemple les discussions avec Redi, Spallanzani et consorts.

Portrait de Louis Pasteur réalisé par Edelfelt vers 1885.

Au début du XVIIeme siècle, le chimiste belge Jan van Helmont croyait pouvoir créer la vie en partant d'objets inanimés, organiques et minéraux et quelques jours d'incubation. Il avait bien pour sa défense découvert des souris vivantes après avoir laissé des graines de froments sous un linge sale... 

En 1861, Pasteur démontra que la fermentation d'un milieu de culture bouilli ne pouvait s'effectuer que dans l'air ambiant, en présence de micro-organismes. Tyndall démontra que ces organismes étaient en suspension dans l'air. L'idée que la vie avait une origine chimique commençait à germer. Leurs expériences allaient une fois pour toutes rallier à eux les théoriciens de la génération spontanée, triomphe de la raison sur le mysticisme.

Mais aujourd'hui nous revenons à la génération spontanée. Nos chercheurs ne parlent pas de la poule et de l'oeuf primordial, mais plutôt de la séquence ordonnée de l'atome à la petite molécule jusqu'à la molécule lourde et le système de copie qui est à la base de toute vie.

Au lendemain de la présentation des résultats de Pasteur à l'Académie française, Darwin écrivit une lettre à son ami J.Hooker (1871) : "Si nous pouvions concevoir dans un étang chaud toutes sortes de sels d'ammoniaque et d'acides phosphoriques, la lumière, la chaleur, l'électricité, etc, cette protéine [sera] chimiquement prête à subir des changements plus complexes... Dans cette goutte d'eau nous avons l'entièreté du concept de l'évolution chimique. A nous de recréer le petit étang chaud de Darwin et de retrouver, si pas sa présence, du moins les traces de son évaporation et du métabolisme des créatures qu’il abritait ailleurs dans l'univers. Ce sera l'objet du dossier consacré à la bioastronomie.

Pour plus d'information

L’anatomie et les fonctions des cellules (sur ce site)

Les virus émergents, Institut Pasteur

Protein Data Bank

Microbe Zoo

Microbe.org

Dennis Kunkel Microscopy, Inc

Russell Kightley Media (RKM)

HUGO

Celera Genomics

Human Genome Project

Folding@Home

Cet article a été rédigé en hommage au Pr Cyril Ponnamperuma.

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[10] C.Darwin, "L'Origine des espèces", op.cit.

[11] Cette célèbre lettre est extraite de F.Darwin, "The life and letters of Charles Darwin", Vol.2, D.Appleton, 1887. Ce texte est repris dans C.Ponnamperuma, "Cosmochemistry and the origin of life", Reidel, 1983, p1 - Consulter également “Extraterrestrial Life. An Anthology and Bibliography”, compilé par Elie A.Shneour/ Eric A.Ottesen, Princeton University/NAS & NRC, 1966.

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[10] C.Darwin, "L'Origine des espèces", op.cit.

[11] Cette célèbre lettre est extraite de F.Darwin, "The life and letters of Charles Darwin", Vol.2, D.Appleton, 1887. Ce texte est repris dans C.Ponnamperuma, "Cosmochemistry and the origin of life", Reidel, 1983, p1 - Consulter également “Extraterrestrial Life. An Anthology and Bibliography”, compilé par Elie A.Shneour/ Eric A.Ottesen, Princeton University/NAS & NRC, 1966.



24/11/2007
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