La maison d'alzaz ou le blog de l'écologie

16 juillet 2009

L’évolution de la vie

La vieJusqu’au XVIIIème siècle, l’homme, qui s’interrogeait sur les origines du monde, trouvait une réponse dans la cosmogonie de sa religion -que je considère comme une paléo ou archéo-science plutôt qu’un tissu de mensonges- et, pour nous occidentaux, l’explication moyen-orientale biblique de la genèse a suffi durant près de deux millénaires au plus grand nombre. Le monde avait été créé une bonne fois pour toute, par le dieu unique d‘Abraham, Dieu, ce dans un but purement anthropocentrique voire philanthropique strict, et son immuabilité n’était pas à remettre en question. Si au XVIIème siècle l’évêque Ussher avait pu calculer la date de la création du monde en l’établissant avec une précision ridicule en soi (Dimanche 23 octobre 4004 avant J.-C.), en 1743, Buffon donna jusqu’à 70000 ans à notre bonne vieille terre ; au moins, précisera-t-il en avançant 500000 ans un peu plus tard. Kant fît mieux en remontant à plusieurs dizaines de millions d‘années. Dans les deux cas, l’idée d’évolution faisait chemin pour un jour rencontrer Charles Darwin. Aujourd’hui, la certitude d’un monde en perpétuel changement et sans programme préétabli divinement, tout au moins suivant une logique humaine assez cupide, s’appuie sur la connaissance des lois simples de la physique. Son âge : 15 milliards d’années environ ; son moteur, la nécessité. La Science, par définition, s’interdit toute forme de mysticisme.

On peut distinguer deux types d’évolution en ce qui concerne les choses de l’univers : l’évolution cosmique et l’évolution biologique. La deuxième est nettement plus compliquée que la première, les systèmes vivants étant plus complexes que les systèmes inertes. L’évolution du vivant semble répondre à une règle de base : le hasard et la nécessité (théorie néodarwinienne de l’évolution). La conception du monde, pensé dans son début comme dans sa fin (prédestination) par un être transcendant l’espèce humaine, déjà jugée comme sommitale sur terre, s’efface malgré quelques résistances de la part des fixistes (pas d’évolution, le monde est tel qu’il a toujours été) et fondamentalistes de la théologie.

APPARITION ET ORGANISATION DE LA VIE :

L’observation du ciel par les techniques modernes du XXème siècle nous a permis d’assister à la naissance d’étoiles et de pouvoir voir les galaxies les plus anciennes de l’univers, celles qui se situent tellement loin de nous que l‘image qu‘elles nous envoient date du tout début de notre temps. Nous possédons une vision oculaire de ce qui s’est passé dès l’expansion de la matière jusqu’à aujourd’hui en fonction de l’endroit où nos télescopes scrutent le firmament.
Big Bang théorie
L’hypothèse cosmogonique la mieux acceptée est celle du Big-Bang et c‘est celle qui nous servira de base pour la suite. Il y a 15 milliards d’années, un truc rempli d’énergie pure, seule chose en présence, le reste étant soit du vide absolu quand d’autres y verront le néant, chose qui explose en se transformant. De l’énergie primordiale, une petite partie donnera la matière telle que nous la connaissons ; particules élémentaires, interactions, gravitation, jusqu’à la naissance des galaxies primitives nous précédant. Dans les galaxies naissent les étoiles et des étoiles mourantes viendront les planètes et les astéroïdes. Nous sommes faits intégralement de matière stellaire !

De la nébuleuse protosolaire au système solaireIl y a environ 5 milliards d’années, le soleil naît de la concentration gravitationnelle d’une nébuleuse protosolaire, d’un effondrement sur lui-même d’un nuage gazeux en incandescence. Selon les hypothèses les plus récentes, la terre se serait ensuite formée par accrétion d’astéroïdes en 300 millions d’années à partir de ce moment-là. Tout semble aller très vite pour ce qui est de l’apparition des premiers êtres vivants dans les océans chauds de la terre.

Nous savons, par des preuves expérimentales, que des atomes propres au monde minéral (carbone, oxygène, hydrogène, azote…) donnent par combinaison des molécules organiques (aldéhyde, acide cyanhydrique…). Ces dernières peuvent, toujours par réaction chimique, donner des molécules prébiotiques (acides aminés, acides nucléiques qui sont propres à la vie). Ces précurseurs de protéines et d’ADN fourniraient la base de la chimie du vivant ou biochimie. La terre, véritable laboratoire expérimental, a pu connaître un tel type d’évolution chimique jusqu’à apparition des premières bactéries (protobactéries) il y a probablement plus de 4 milliards d’années.
Evolution prébiotique laboratoire
Evolution prébiotique laboratoire 1
Evolution prébiotique laboratoire 2
Contrairement à ce que nous croyions il a encore à peine 20 ans, la vie est un phénomène qui doit être assez fréquent dans l’univers et surtout plus rapide qu’on ne l’imaginait. Tellement rapide que certains, n’y croyant pas, préfèrent avancer la théorie de panspermie ou inoculation du vivant de manière extra-terrestre ; nous serions peut-être des Martiens, à la base. Bactéries, j’entends bien.
Evolution prébiotique acides aminés
Toujours est-il que, quel que soit le départ, c’est dans une soupe primitive chaude que la vie va se développer d‘abord. L’accumulation des molécules prébiotiques, incorruptibles puisqu’il n’y a pas d’oxygène actif (O2) dans l’atmosphère ou dans l’océan primitif, va entraîner un processus irréversible : la formation de complexes moléculaires, de micro-organismes élémentaires.

Chromosomes et ADNCes protobiontes (prototypes de la cellule moderne) sont une véritable révolution cosmique et matérialiste. La matière cristalline et inerte va s’animer certes, mais là ne réside pas l’exceptionnel. Les premiers êtres vivants sont doués de facultés totalement innovantes ; branchés sur le soleil, ils transforment son énergie. Citons :

l’auto-conservation : permise par l’absorption de nutriments, leur assimilation et leur transformation en énergie d’action grâce à la respiration ou à la fermentation (au passage, le pendant de la photosynthèse) ;

l’auto-reproduction : par division cellulaire initialement, grâce à la sexualité par la suite. La matière s’émancipe, échange, partage ;

l’auto-régulation : c’est-à-dire la possibilité d’une souveraineté biologique en s’auto-administrant dans l’ensemble des réactions bio-organiques concernant l‘individu. Ce sont les gènes des chromosomes qui permettent cette liberté relative de la matière.

Colonie d'Escherichia coliLes premières bactéries disposaient de peu de gènes et il en faut plusieurs milliers pour faire un être humain. L’évolution passera par la complexion des gènes, porteurs de l’information permettant la vie et des programmes moléculaires que nous sommes en partie. En 4 milliards d’années, la vie a conquis une couche de 20 kilomètres d’épaisseur autour de la planète, la biosphère, et a colonisé tous les milieux sans exception. La masse vivante de la biosphère représente quelques 30000 milliards de tonnes d’êtres vivants et il faut y rajouter toute la matière dérivée de ces organismes après leur mort (houille, pétrole, gaz naturel, tourbe, humus…). Nul ne connaît le nombre exact des espèces en présence. 5 millions ? 30 millions peut-être. Chaque année, cette ponction minime faite par le vivant sur le compte de notre soleil accroît de 200 milliards de tonnes (en poids sec) la biomasse biosphérique.

LA VIE A LA CONQUÊTE DE LA TERRE :

Bactéries vertes sulfureuses ChlorobiNotez bien que nos premiers êtres vivants (archéobactéries) se passent complètement d’oxygène et ne respirent pas comme nous, on dit qu’elles pratiquent la fermentation. Se passant d’oxygène, elles ont une respiration anaérobie. Plus tard le système sera amélioré pour être beaucoup plus rentable : nous respirons de l’oxygène, ou dioxygène (O2). La photosynthèse, apanage des végétaux chlorophylliens modernes, est toutefois inventée en moins d’un milliard d’années par des bactéries usant de dioxyde de soufre à la place de la molécule d’eau (H20). Ce sont des bactéries dites vertes sulfureuses (photo en haut à droite).

Stromatolithes précambriens (Montana)Plus évoluées, plus sophistiquées mais toujours sans noyau, les cellules procaryotes, des cyanobactéries (algues bleues ou encore cyanophycées), laisseront des traces vieilles de 1,3 milliards d’années sous la forme de monticules de roches ressemblant à des empilement de crêpes ou stromatolithes (photo de gauche). De telles structures existent encore aujourd’hui dans lesquelles on peut observer l’activité de ces algues microscopiques photosynthétisantes ainsi que le phénomène de précipitation chimique donnant lieu à ces concrétions calcaires horizontales.Cyanophycées fossiles (Bitter springs formation) Malheureusement, les temps géologiques ont détruit la plupart des fossiles antécambriens (avant le début de la sortie des eaux), la tectonique des plaques étant la première responsable, mais chaque découverte nous fait énormément progresser sur la connaissance des premiers pas de la vie.

Diversité des espèces terrestres pls
A partir de ce prototype chlorophyllien et pour simplifier, une dichotomie va se faire entre les organismes qui garderont cette chlorophylle et ceux qui la perdront. Durant des milliards d’années, l’évolution partira du végétal, passera par l’animal pour en arriver à l’homme. Vision biblique mais quasiment vraie. Plus sérieusement, les premières cellules à noyau, ou cellules eucaryotes, apparaissent il y a peut-être 1,5 milliards d’années. Elles seraient issues d’une transformation radicale des structures cellulaires, favorisée par l’union (symbiose) : soit avec une bactérie ayant perdu sa chlorophylle et devenue mitochondrie (respiration) ; soit avec une autre bactérie l’ayant conservé et ayant donné les chloroplastes, organites cellulaires spécialisés dans la photosynthèse. C‘est la théorie symbiotique de l‘évolution.

L’atmosphère terrestre primitive, dépourvue d’oxygène, a commencé à changer de composition lorsque les premières bactéries photosynthétisantes se mirent à rejeter, comme déchet de leur métabolisme, de l’oxygène en quantité non négligeable. D’un côté, ce gaz est un déchet pour la plupart des êtres vivants de cette époque (bactéries), donc toxique et mortel. Son accumulation progressive obligera ces organismes à muter pour s’en protéger. Fossiles les plus anciens cellules eucaryotesAinsi les premiers organismes cellulaires à noyau (cellules eucaryotes : photo de fossiles datant de 800 millions d’années à gauche, 950 ma à droite). De l’autre, il va permettre à la longue l’apparition d’animaux à respiration aérobie (avec oxygène), invertébrés d’abord, vertébrés plus tard. Un nouvel écosystème s’est mis peu à peu en place : des végétaux chlorophylliens capables de transformer la matière minérale en matière organique (dits autotrophes) grâce à l’énergie lumineuse du soleil et des animaux utilisant cette matière organique (dits hétérotrophes) qui constitue le corps des végétaux.

De – 4 milliards d’années à – 700 millions environ, la vie ne se trouve que dans les mers, les océans, les lagunes littorales ou continentales, les lacs… dans l’eau uniquement. Rien ne peuple la terre ferme, ni végétaux ni animaux et bien entendu, pas un insecte dans l’air. La raison en est simple : la couche d’ozone, absente jusque là, ne sera effective qu’après une longue production d’oxygène gazeux (O2). Sans couche d’ozone (O3 dérivé de O2grâce aux photons solaires), les rayons ultraviolets du soleil empêchent toute vie terrestre à l’individu ne portant pas de scaphandre spécial…

Faune de Burgess
Mollusque présumé Wiwaxia Burgess CambrienCe n’est donc qu’à partir de la fin du précambrien (680 millions d’années) que la terre a pu commencer à se peupler par toutes sortes d’organismes sortis des eaux. Le processus sera très lent et les premiers fossiles récoltés sont marins. Ceux du site d’Ediacara -fin-précambrien- en Australie donne l’aperçu d’une faune pauvre, représentée essentiellement d’organismes à corps mous (coélentérés), alors que ceux des schistes de Burgess / Shale aux Canada -Colombie britannique- sont déjà extrêmement variés. A cette époque, la teneur en oxygène de l’atmosphère n’est que le dixième de la notre. Au Carbonifère (350 millions d’années), la vie végétale se répand de telle façon que la teneur en oxygène a dû doubler par la photosynthèse globale. Arthropode Aysheaia Burgess CambrienConcurrence et compétition vont pourvoir à l’évolution et surtout au remplacement de groupes par d’autres. Seules les niches écologiques ne changent pas. Les modifications du milieu, climatiques ou géographiques essentiellement, y contribuent également pour une bonne part. Premiers cordés (vertébrés) Pikaia CambrienLe résultat est une adaptation constante des individus aux nouvelles conditions, les plus faibles étant tout simplement éliminés par la nature (sélection naturelle). Le rythme de l’évolution n’est pas constant. Tantôt normal, il permet un remplacement des espèces tous les 2 à 3 millions d’années, il s’accélère ou ralentit parfois.

Il faut imaginer les paysages prébiotiques et leurs changements subis grâce à l’activité de la biosphère. Celle-ci en a accéléré les transformations, en absorbant, assimilant, édifiant, respirant, transpirant, détruisant, accumulant…
Pterodactylus elegans fin Jurassique (II aire 150 ma)

VIVRE, C’EST PRENDRE UN RISQUE MORTEL :

La vie a traversé près de 25 crises majeures depuis son apparition sur terre. Certaines d’entre elles sont remarquables :

– la première connue a lieu à la fin du Précambrien (600 millions d’années environ) et a bouleversé le monde Extinction de la fin du Permienmarin de l’époque, la terre ferme n’est pas encore peuplée ;

– la plus grave est la seconde et a lieu à la fin de l’ère primaire, au Permien exactement (250 millions d’années). 80% des espèces terrestres et marines se seraient éteintes ;

– la suivante se situe entre le Trias et le Jurassique (210 millions d‘années), à l’Ere secondaire. 50% de la faune disparaît alors ;

– la plus célèbre est l’hécatombe de la fin du crétacé (63 millions d’années) qui a connu la fin des dinosaures et l’extinction de 50 à 60% des espèces animales existantes.

Couche d'iridium due à la chute d'une météorite 63 maLes hypothèses émises pour tenter d’expliquer ces phénomènes cataclysmiques ne manquent pas : explosions volcaniques spectaculaires, chute de météorites, explosion de supernovae, changements climatiques, transgressions et régressions marines, dérèglement hormonal, passage du soleil d’un bras galactique à un intervalle plus vide… Certains évoquent même la variation de la constante physique G de la gravitation grâce aux super-cordes ! Il ne s’agit pas forcément d’accidents brusques et brefs. Quelques scientifiques pensent que les écosystèmes ne sont qu’en équilibre précaire et que la sélection naturelle a certainement beaucoup joué dans ces étranges bouleversements. Dans ce cas, les extinctions se sont déroulées sur des centaines de milliers d’années voire des millions.

Squelette de Dodo  XIXème siècleA chacune de ces crises, la nature semble, après une phase de désolation, en sortir renforcée et, le plus souvent, il s’en suit une explosion formidable du nombre des espèces nouvelles. Les dinosaures ont été favorisés par la crise fin triasique alors que celle du Crétacé leur aura été fatale. Ce sont les mammifères qui en auront bénéficié à la place mais ne fanfaronnons pas, nous serions en train de vivre la sixième extinction de masse majeure, celle du Pléistocène-Holocène, largement due à l’expansion d’Homo sapiens (-200000 ans à aujourd’hui) ; elle pourrait, à terme, mettre tout simplement fin à l‘humanité adamique.
Le tourbillon de la vie

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12 commentaires »

  1. Des milliards d’années en un article!
    Un article à ruminer.

    Commentaire par Pangloss — 16 juillet 2009 @ 20 h 29 min | Réponse

    • J’en ai pris un sacré coup de vieux…

      Commentaire par alzaz — 17 juillet 2009 @ 10 h 59 min | Réponse

  2. Super.
    http://fr.rian.ru/science/20090707/122248935.html

    Commentaire par yelrah — 17 juillet 2009 @ 9 h 48 min | Réponse

    • J’ai lu l’article mais je ne suis pas d’accord avec le fond : « La reproduction sexuée serait apparue au cours de l’évolution COMME une protection génétique contre les parasites » qu’on pourrait interpréter comme le résultat d’une volonté intelligible, voire divine il n’y a qu’un pas.

      Pour moi, la sexualité vient petit à petit parce qu’elle est contenue d’une façon ou d’une autre dans le programme originel du protobionte (et plus : dans la trame cosmique) en tant que possible organo-biologique. Certes, il devait y avoir nécessité devant une menace parasitique mais c’est le hasard qui a dû jouer d’abord. J’ignore si Dieu joue au dés mais je ne vois pas pourquoi il ne s’en amuserait pas plus que de faire un truc où tout est prévu à l’avance. Personnellement, ça ne serait pas une ré-création pour moi. Si de dieu il y a, il n’est pas automatiquement le créateur du monde et s’il l’est, il ne faut pas le ramener à la mesquinerie humaine, à ses incohérences.

      La sexualité apparaît et il s’avère que l’échange des informations (génétiques ici) accélère la Création et confère des propriétés nouvelles dont celle de produire des résistances par pur hasard même si c’était nécessaire. Le hasard prime sur le besoin. La Nature se rate plus souvent qu’elle ne se réussit bien qu’elle paraisse en position de succès en tenant bon.

      L’homme n’a pas été voulu par le « Tout-Un », c’est un essai parmi les autres. Notre sort ne vaut pas mieux que celui qui a été fait aux dinosaures ! méfions-nous de cette sale version d’un dieu anthropophile.

      Commentaire par alzaz — 17 juillet 2009 @ 10 h 58 min | Réponse

  3. Ben en attendant je ne suis pas mécontent que cela se passe de cette façon !

    Commentaire par yelrah — 17 juillet 2009 @ 11 h 08 min | Réponse

    • Ben , si tu veux, on peut dormir tranquille quant aux choses de la Nature. C’est des humains qu’il faut se méfier. Donc de soi-même.

      Commentaire par alzaz — 17 juillet 2009 @ 11 h 28 min | Réponse

  4. Euh, c’était une bête vanne, je ne suis pas mécontent que ce soit sexué quoi …

    Commentaire par yelrah — 20 juillet 2009 @ 14 h 43 min | Réponse

    • Ach le cul… les bactéries avaient pensé à tout.

      Commentaire par alzaz — 21 juillet 2009 @ 14 h 02 min | Réponse

  5. Comme toujours, c’est avec une grande joie que je découvre un article dont tu es l’auteur… ce blog tombe à pic : lorsque je décide d’être végétarien et écologiste !
    Étant donné qu’en Algérie (comme tu dois le savoir) l’évolution est point enseignée, alors que même les professeurs « incompétents » nient complètement l’évolution en se basant sur des critères religieuses.
    J’ai pas lu tout le blog, mais je compte le faire 🙂
    Je vois que t’as du boulot, et dire que moi j’arrive même pas à finir le dernier paragraphe de mon article sur le paléolithique algérien…
    Sinon, il y a un site très bien fait sur les sciences naturelles accessible à un vaste public, je pense qu’il t’aidera (je pense !) pour l’accessibilité de tes articles aux enfants ainsi qu’aux religieux… Voici l’adresse : geopedia.fr

    En passant, j’ai quelques ouvrages, photos et documents assez précieux pour la rédaction de ton blog sur l’histoire de l’Algérie, j’essayerais de te contacter.

    À très bientôt,
    Alex Enrekhtouès.

    Commentaire par Enrekhtouès — 16 mai 2010 @ 23 h 25 min | Réponse

    • Salut,

      Hé oui, je passe pas mal de temps sur l’ensemble de mes blogs ; il faut dire que je suis invalide et que je ne travaille plus depuis quelques temps.

      J’espère que tu apprécieras les autres articles. Pour l’enseignement en Algérie, il y a des progrès à faire et c’est pourquoi il faut se battre pour la liberté de penser, de parler, de critiquer. Sans critique, pas de progrès. Idem en matière de religion, on doit pouvoir croire comme on le veut (Coran, sourate II, verset 256).

      Bon courage pour tes articles, l’histoire de l’Algérie est autant complexe que riche. Moi, c’est pour faire une carte que j’ai parfois du mal…

      A+

      Commentaire par alzaz — 17 mai 2010 @ 23 h 12 min | Réponse

  6. Merci Alzaz, voilà un article impeccable, clair, bien documenté, que du bonheur!

    Commentaire par Virginie Lou-Nony — 18 juin 2012 @ 21 h 46 min | Réponse


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