★ À maîtriser
📌 Entre 1924 et 1929, Oparine et Haldane proposent l’hypothèse de la soupe primitive, selon laquelle des composés organiques nécessaires à la vie se seraient formés dans l’eau chaude de la Terre primitive.
Dans l’expérience de Miller, de l’eau chauffée est placée sous un mélange gazeux représentant l’atmosphère primitive supposée, puis le système est laissé réagir. - Stanley Miller
L’expérience de Miller produit des molécules organiques complexes, notamment des acides aminés, à partir de molécules simples, mais ne produit pas de vie. - Stanley Miller
Compléments
📌 La formation de membranes à partir de molécules organiques dans l’eau, notamment de phospholipides, est considérée comme relativement simple, contrairement à la formation des acides nucléiques, plus complexe.
★ À maîtriser
📌 Deux lieux sont proposés pour l’apparition de la vie : la surface des océans, éventuellement à l’interface terre-océan, et les fonds océaniques près des dorsales et des sources hydrothermales.
Compléments
La surface des océans aurait fourni de l’eau chaude favorable aux réactions chimiques, de l’énergie lumineuse et des éléments nutritifs apportés par l’érosion.
Les sources hydrothermales profondes rejettent de l’eau pouvant atteindre 300 °C grâce à la pression et apportent de l’énergie et des éléments chimiques ; des oasis de vie existent près de ces sources aujourd’hui.
Les données présentées ne permettent pas de trancher entre l’hypothèse d’une apparition de la vie près de la surface océanique et celle d’une apparition près des sources hydrothermales profondes.
L’hypothèse actuellement retenue est que les domaines des eucaryotes, des archées et des bactéries dérivent d’un ancêtre commun, LUCA.
Surface éclairée de l’océan ou sources hydrothermales profondes : deux milieux candidats.
★ À maîtriser
La datation de l’apparition de la vie est difficile parce que les premiers organismes étaient unicellulaires et minuscules, et que les sédiments très anciens ont pu être endommagés ou ne plus être conservés.
Des roches du Groenland âgées d’environ 3,8 milliards d’années contiennent de l’apatite, qui peut être produite par le métabolisme de microorganismes mais aussi par des mécanismes abiotiques ; ces roches ne prouvent donc pas la présence de vie.
À 3,4 milliards d’années, des stromatolithes étaient présents ; ils sont constitués de couches de bactéries alternant avec des couches de sédiments dans la roche.
Les données disponibles établissent la présence de stromatolithes à 3,5 milliards d’années, mais ne fixent pas avec certitude l’âge exact de l’apparition de la vie sur Terre.
Compléments
Plus de 500 millions d’années de l’histoire terrestre restent sans roches conservées de cette époque, ce qui empêche de déterminer si la vie est apparue pendant cette période.
Des sédiments australiens âgés de 3,5 milliards d’années, près d’anciennes cheminées hydrothermales, contiennent des filaments segmentés ressemblant à des cyanobactéries, mais leur interprétation comme fossiles est contestée.
Des chercheurs ont contesté en 2018 l’interprétation des structures âgées de 3,7 milliards d’années comme stromatolithes, les considérant comme des structures minérales ; le débat s’est poursuivi.
Les horloges moléculaires estiment la date d’un ancêtre commun en comparant les différences génétiques entre groupes et en utilisant la vitesse des mutations.
Connaître la date d’apparition de la vie aide à évaluer si la vie peut se former facilement dans des conditions difficiles, ce qui influe sur les possibilités envisagées de vie sur Mars et ailleurs dans l’Univers.
L’application des horloges moléculaires à l’ancêtre commun ancestral donne une estimation d’environ 4 milliards d’années.
★ À maîtriser
Les approches paléontologique et moléculaire concordent pour situer l’apparition des eucaryotes vers 1,8 milliard d’années.
Les sédiments de Doushantuo, en Chine, contiennent des embryons d’organismes pluricellulaires et sont encadrés par des roches magmatiques datées de 635 Ma à la base et de 555 Ma au sommet.
Compléments
Les acritarques sont des fossiles microscopiques de microorganismes qu’il est impossible de différencier précisément à partir des indices décrits.
Selon l’approche paléontologique, certains acritarques grandissent et présentent une ornementation externe, notamment des piques, vers 1,8 milliard d’années, ce qui est utilisé comme argument en faveur des premiers eucaryotes.
Les horloges moléculaires situent vers 2,7 milliards d’années un changement inexpliqué et vers 1,8 milliard d’années l’apparition des premiers eucaryotes.
Les métazoaires sont plus faciles à étudier dans les archives fossiles que les unicellulaires parce qu’ils sont plus récents et plus gros, donc plus visibles.
Les roches magmatiques associées aux sédiments de Doushantuo reposent sur des roches caractéristiques d’un épisode de Terre englacée.
Kimberella est présenté comme le premier métazoaire fossilisé découvert.
★ À maîtriser
Les épisodes de Terre englacée sont associés à une diminution de la vie dans les océans, suivie d’une reprise de la vie.
L’apparition des eucaryotes est située après le premier épisode de Terre englacée et celle des métazoaires après le deuxième épisode.
Compléments
La formation de Doushantuo est présentée comme confirmant le lien entre les épisodes de Terre englacée et l’apparition des métazoaires.
Les épisodes de Terre englacée pourraient avoir joué un rôle crucial dans l’apparition de la diversité du vivant.
Terres englacées → diminution de la vie océanique, puis reprise et diversification.
★ À maîtriser
Compléments
Le fer précipite après oxydation → l’oxygène peut ensuite gagner l’atmosphère.
★ À maîtriser
Juste avant le Cambrien apparaît la faune d’Ediacara, considérée comme la première vraie faune connue sur Terre.
Les organismes d’Ediacara semblent ne pas avoir de descendants et disparaissent sans présenter l’organisation des métazoaires actuels.
Au début du Cambrien, une explosion de la vie met en place les grands groupes d’organismes actuels ainsi que d’autres groupes disparus depuis.
Compléments
Les organismes d’Ediacara sont pluricellulaires, fossilisés et mesurent plusieurs centimètres ; ils ont un corps mou et sont fixés au fond ou flottants.
Cloudina est le premier organisme connu à posséder un test calcaire, long de quelques millimètres, qui aurait pu le protéger des prédateurs.
La recherche étudie les liens entre l’évolution de la vie et l’histoire de la Terre, notamment celle du climat, et cherche des gisements de fossiles pour les périodes clés.
Ediacara : organismes sans descendants identifiés ; Cambrien : apparition des grands groupes.
★ À maîtriser
Les schistes de Burgess sont des sédiments très fins et épais qui contiennent de nombreux fossiles exceptionnellement bien conservés.
Les fossiles de Burgess comprennent des ancêtres de tous les organismes vivants actuels, et aucun embranchement de l’arbre du vivant n’est apparu après Burgess.
Compléments
La conservation des parties molles, comme les branchies, est extrêmement rare.
Des décrochements de couches sédimentaires de falaise ont tué et enseveli les organismes vivants, les isolant de la dégradation par l’air et les autres organismes.
De nombreux organismes apparus au début du Cambrien n’ont pas eu de descendants, ce qui remet en cause une histoire du vivant représentée comme une progression continue vers les groupes actuels.
Un organisme segmenté découvert à Burgess pourrait être un ancêtre de la chorde et le premier ancêtre des chordés actuels.
La multiplication des plateaux continentaux et une chimie océanique favorable à la formation de carbonate de calcium sont proposées comme conditions pouvant expliquer la persistance de certains embranchements, mais cette explication reste incomplète.
Une falaise ensevelit rapidement les organismes, préservant même leurs parties molles.
★ À maîtriser
Au XIXe siècle, Louis Pasteur réfuta la génération spontanée par des expériences contrôlées montrant que la vie ne pouvait pas apparaître sans contact avec l’air.
En 1924, Alexandre Oparine et John Haldane proposent la théorie de la soupe primitive, selon laquelle la vie serait issue de composés chimiques simples dans des océans chauds.
En 1953, Stanley Miller simule une atmosphère primitive avec de l’eau, du méthane, de l’ammoniac et de l’hydrogène, et produit des acides aminés sans créer la vie.
📌 Deux hypothèses situent l’apparition de la vie soit à la surface des océans, avec l’eau chaude, l’énergie solaire et les nutriments issus de l’érosion, soit près des sources hydrothermales sous-marines, riches en éléments chimiques.
Compléments
En 1648, Jean-Baptiste Van Helmont affirmait que des souris pouvaient naître en enfermant une chemise sale dans un vase rempli de froment.
L’hypothèse de Miller a été abandonnée parce que l’atmosphère primitive n’était probablement pas composée des gaz utilisés dans son expérience, qui a néanmoins inauguré l’expérimentation scientifique sur l’origine de la vie.
Les phospholipides, constituants essentiels des membranes cellulaires, peuvent se former spontanément dans l’eau.
La formation des acides nucléiques comme l’ADN et l’ARN est plus complexe que celle des molécules organiques et des membranes, et le mécanisme de leur formation reste inconnu.
L’hypothèse selon laquelle l’ARN serait apparu avant l’ADN suppose que les premiers organismes l’utilisaient comme matériel génétique.
Des cristaux d’argile auraient pu contribuer à organiser les molécules organiques et à faciliter la formation de structures complexes.
La soupe primitive propose une origine chimique ; Pasteur réfute la génération spontanée.
★ À maîtriser
Les premières formes de vie seraient des microorganismes unicellulaires apparus dans les océans il y a plusieurs milliards d’années.
Des stromatolithes créés par des couches de cyanobactéries existaient déjà il y a 3,4 milliards d’années.
Compléments
Des roches vieilles de 3,8 milliards d’années contenant de l’apatite fournissent des indices possibles d’activité biologique, mais l’apatite peut aussi se former par des processus abiotiques.
Des sédiments australiens vieux de 3,5 milliards d’années, proches d’anciennes cheminées hydrothermales, contiennent des filaments ressemblant à des cyanobactéries, dont la nature biologique a été contestée.
En 2016, des géologues ont proposé que des stromatolithes âgés de 3,7 milliards d’années indiquent une forme de vie encore plus ancienne.
La découverte de vie dans un environnement extrême alimenterait l’hypothèse que la vie peut se former dans des conditions rudes et les spéculations sur une vie passée sur Mars, où des océans existaient autrefois.
★ À maîtriser
Compléments
La divergence entre les bactéries, les archées et les eucaryotes reste mal comprise.
Des fossiles d’acritarches, des microorganismes aux structures complexes, étayent l’estimation de l’apparition des eucaryotes vers 1,8 milliard d’années.
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1. Quelle idée centrale caractérise la génération spontanée ?
2. Quelle proposition résume l’hypothèse de la soupe primitive formulée par Oparine et Haldane entre 1924 et 1929 ?
Mémorisez les concepts clés de Origine de la vie sur Terre avec 81 flashcards interactives.
Quelle théorie définit la génération spontanée ?
La théorie selon laquelle des êtres vivants apparaissent spontanément à partir de matière non vivante.
D’après la génération spontanée, de quoi des êtres vivants peuvent-ils apparaître ?
De matière non vivante, comme l’herbe et l’eau.
Quelle hypothèse Oparine et Haldane proposent-ils entre 1924 et 1929 ?
L’hypothèse de la soupe primitive.
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