Poussière de vie, une histoire du vivant
Christian de Duve
Dans ce livre, Christian de Duve nous raconte l'histoire de la vie depuis son origine jusqu'à son évolution future possible. Comment est apparue la soupe prébiotique ? Comment sont nées les protocellules, puis les cellules, les microorganismes, les animaux, les plantes et enfin l'homme ? Comment la vie évoluera-t-elle ? C'est un livre très complet et encore actuel qui satisfera les amateurs de détails techniques.
Morceaux choisis
Les thioesters formeraient les premiers catalyseurs prébiotiques.
Les aliments fournissent les électrons (les aliments sont les réducteurs, ils sont oxydés)
L'oxygène est l'accepteur final (c'est l'oxydant et il est réduit)
Cycle Fer-Soufre
Cycle eau-oxygène
La soupe prébiotique comprend des thiols, des acides aminés et organiques
Leur association forme les thioesters.
Ceux-ci fournissent la catalyse (peptides) et l'énergie
Avec le fer ces derniers seraient à l'origine du protométabolisme lui-même précurseur du monde à ARN.
90% des réactions dans les organismes vivants sont des transferts d'électrons et des transferts de groupe (ex: AMP-> ATP)
Ces transferts se font à l'aide de coenzymes transporteurs.
Le métabolisme a dû apparaître en concordance avec le prométabolisme.
La première phase du processus biogénique a dû être rapide (fragilité des composants chimiques) et se comptait probablement en années
L'information apparut comme une propriété nouvelle des premières molécules d'ARN.
Les gènes ont deux propriétés fondamentales
1) ils peuvent être copiés (transmission héréditaire)
2) ils peuvent êtres exprimés (phénotype)
ADN réplication(vers ADN) -> (transcription) ARN -> (traduction) Protéine
Les flèches désignent un transfert d'information.
A—T(U)
G—C
Cet appariement permet le copiage du matériel génétique , 1953, Crick
La réplication se fait en laissant faire l'agitation moléculaire aveugle qui apporte les bonnes molécules au bon moment.
Grâce à la réplication, un mécanisme de sélection par amplification apparaît.
Il existe une évolution darwinienne à l'échelle moléculaire.
La sélection naturelle agit à l'aveugle sur les matériaux que lui présente le hasard.
Le gène égoïste est uniquement attaché à sa propre réplication.
Première sélection= les molécules A, G, U et C de l'ARN
Ensuite apparurent les ARN de transfert
Les protéines sont constituées d'acides L-aminés (gaucher)
La
simple capacité de fabriquer des peptides était un avantage pour
les protocellules concernées, et toute mutation des ARN qui améliorait
cette capacité conférait un avantage sélectif sur les autres
protocellules.
La traduction et le code génétique émergeraient comme produits de la sélection naturelle.
Le métabolisme remplace le protométabolisme.
L'avantage du stockage de l'information génétique sous une forme distincte a conduit à la formation de l'ADN.
Toute
propriété de surface favorisant la croissance asymétrique et le
bourgeonnement des premières protocellules aurait été automatiquement
sélectionnée pour peu qu'elle fut héréditairement transmissible.
La vie serait née dans un milieu acide (émergence des pompes à protons) et chaud.
Au début l'hétérotrophie n'a pas dépendu d'organismes autotrophes mais de la manne céleste de la chimie abiotique.
Tous les organismes vivants connus descendent d'un ancêtre commun unique.
Luca serait un procaryote thermophile autotrophe (non phototrophe) archébactérien.
Apparition des eubactéries adaptés à un environnement moins chaud (par mutation)
Les eubactéries se rencontrent maintenant partout.
Dans une eubactérie, un cytochrome rouge se transforma en chlorophylle verte
grâce à l'émergence d'une variante de la molécule de porphyrine dans
laquelle le trou central se trouva occupé par un atome de magnésium au
lieu d'un atome de fer.
Les phototrophes procaryotes possédant les deux photosystèmes sont appelés cyanobactéries (stromatholites, 3,5 milliards d'années)
La branche eucaryote serait né d'un ancêtre procaryote de type archébactérien avec des traits eubactériens acquis.
Ere pré-endosymbionte
Ere post-endosymbionte
Les plus anciens eucaryotes connus sont diplomonade, groupe contenant Giardia lamblia (à deux noyaux)
Eucaryote primitif anaérobie
Chez les eucaryotes le nucléole abrite la synthèse et la maturation des ARN ribosomiques.
Tous les ribosomes sont dans le cytoplasme.
D'extracellulaire, la digestion est devenue intracellulaire.
Les cyanobactéries ingérées devinrent les chloroplastes, les peroxysomes (sans ADN) et les hygrogénosomes (sans ADN)
L'actine et la tubuline dont des chefs d'œuvre d'ingénierie protéique.
On ignore ce qui amena certaines cellules eucaryotes à se grouper.
Les myxomycètes sont constitués de protistes unicellulaires qui se regroupent quand les conditions sont difficiles (avec l'AMPc)
Les bactéries pratiquent la conjugaison et la recombinaison génétique.
La reproduction sexuée est une prérogative des eucaryotes (avec une alternance systématique entre diploïdie et haploïdie)
Les gènes régulateurs codent pour les facteurs de transcription
Les gènes ménagers codent pour les enzymes et protéines structurelles
Ernst Haeckel, disciple de Darwin: l'ontogenèse (développement de l'embryon) récapitule la phylogenèse (l'évolution).
C'est le principe de récapitulation.
Diploblastes (ancêtre des éponges, coelentérés, symétrie radiale), triploblaste (plan à trois feuillets qui caractérise la majeure partie du monde animal), ancêtre des vers (nématodes)
Endoderme, ectoderme, mésoderme
Caenorhabditis elegans possède 959 cellules.
Tous les animaux ont un besoin absolu d'oxygène.
Gènes régulateurs homéotiques (homéobox)
Annélides puis arthropodes en passant par mollusques
Inversion de la tête et de la bouche des deutérostomiens (bouche en second), ancêtre des vertébrés.
Les reptiles inventent l'œuf amniotique
Louis Pasteur: la hasard ne favorise que les esprits préparés.
On ignore si les dinosaures avaient le sang chaud ou froid.
Cycle proie-prédateur de Lotka-Volterra
Gaïa, la terre s'autocorrige, lien entre la vie et l'environnement.
Les vertus de l'ADN de 'rebut'
Il existe des gènes morts et des gènes segmentés, exons, introns
Du cerveau à la main et, en retour, de la main au cerveau.
300 000 générations depuis le plus proche ancêtre que nous nous partageons avec le chimpanzé.
L'ève mitochondriale, débat non clos.
Hormis les éponges, tous les animaux possèdent des neurones.
Ganglions, nerfs
Dessins de Santiago Ramôn y Cajal (1852-1934)
Ce que nous pouvons faire est inscrit dans nos gènes. Ce que nous faisons de nos potentialités dépend de notre environnement.
Le retardement (néoténie)
La pensée est, sans aucun doute, un produit de l'activité polyneuronale.
Elle est un produit de l'évolution.
La continuité dans le temps
est une propriété fondamentale des opérations du cerveau qui donnent
naissance à la pensée. Elle nous est indispensable pour avoir la
sensation de demeurer la même personne alors que le temps s'écoule.
Danniel Dennet, 1991: la conscience n'existe pas.
Pierre Jean Gorges Cabanis (1757-1808) le cerveau secrète la pensée comme le foie secrète la bile.
Monisme: les neurones produisent la conscience mais celle-ci agit-elle sur eux en retour ?
Oui selon Roger Penrose.
Et qu'en est-il du libre arbitre ?
Albert Rench: "Il y a beaucoup plus d'indices contre le libre arbitre que pour"
L'activité
des circuits neuronaux du cortex cérébral est à la fois nécessaire et
suffisante pour qu'il y ait création culturelle.
Les vérités mathématiques sont-elles découvertes ou bien des inventions de l'esprit humain ?
L'homme, comme beaucoup de ses précurseurs est un animal social.
Herbert Spencer: père du darwinisme social (le comportement est tout entier inné)
Tous créés égaux
Une femme produit environ 600 ovules dans sa vie
Nous sommes des animaux agressifs
Notre salut exige non pas moins de science mais plus de sagesse.
Le sens de la vie
Teillard de Chardin: très contesté, guère lu par biologistes contrairement à Monod
Henri Bergson (1859-1941) évolutionniste convaincu, prix nobel de littérature, élan vital
Selon de Duve, la vie est présente partout dans l'univers. Elle doit nécessairement se produire.
