QCM : Origine et évolution du vivant (43 questions)

Explication

L’organisation progresse des atomes vers les molécules simples, puis les macromolécules et les constituants cellulaires, avant les cellules, tissus, organes et organismes. Les autres suites inversent l’ordre moléculaire, déplacent tissus et organes, ou sautent un niveau intermédiaire.

Explication

Le métabolisme cellulaire comprend à la fois l’anabolisme et le catabolisme, et met en jeu l’ATP. Le seul catabolisme ou la seule synthèse ne couvrent qu’une partie du métabolisme, tandis que l’oxygène ne remplace pas l’ATP dans cette définition.

Explication

L’accrétion progressive de poussières et d’astéroïdes a formé la Terre comme protoplanète à partir d’environ 4,5 milliards d’années. La croûte et les océans relèvent d’étapes ultérieures, et la formation de la Lune est associée à une collision.

Explication

Le dégazage a enrichi l’atmosphère primitive en vapeur d’eau, qui représente environ 80 %, et en CO₂, autour de 15 %, avec 1 à 5 % de N₂. Les autres compositions inversent les gaz dominants ou attribuent à l’azote une proportion trop importante.

Explication

Le refroidissement a permis la condensation de l’eau et la formation des océans ; le CO₂ s’est alors dissous dans l’eau et a été piégé dans les roches calcaires. Le dégazage atmosphérique est une étape antérieure, tandis que la formation de la Lune est liée à une collision.

Explication

Les premières formes de vie sont présentées comme marines, thermophiles ou hyperthermophiles, anaérobies et barophiles. « Aérobies » confond leurs conditions avec celles d’organismes utilisant l’oxygène; « terrestres » déplace leur milieu; « mésophiles » et « non barophiles » écartent deux caractéristiques mentionnées.

Explication

Le GOE associe la production d’O₂ par les premiers organismes photosynthétiques, principalement attribuée aux cyanobactéries, à sa libération atmosphérique après l’oxydation des minéraux aquatiques, notamment du fer. « Les animaux » attribue mal la production, « avant l’oxydation » inverse l’ordre et les bactéries anoxygéniques ne produisent pas d’O₂.

Explication

La classification oppose les hypothèses extraterrestres de panspermie aux théories terrestres d’évolution chimique, et indique qu’aucun argument n’est fourni pour les créations divines. « Panspermie terrestre » inverse la catégorie; « créations étayées » contredit le statut indiqué; « évolution chimique extraterrestre » la classe à tort.

Explication

L’abiogenèse, ou archébiose, désigne l’apparition de la vie terrestre par des processus chimiques spontanés à partir de molécules abiotiques. « Panspermie » suppose un apport extraterrestre; « création divine » relève d’une autre famille d’explications; la synthèse organique seule ne désigne pas cette théorie de l’apparition de la vie.

Explication

Le scénario progresse des atomes aux molécules inorganiques simples, puis aux molécules organiques simples, aux macromolécules fonctionnelles et enfin à l’organisation en protocellule. « Molécules organiques avant inorganiques » inverse deux étapes; « protocellule avant macromolécules » inverse la fin du parcours; commencer par la protocellule bouleverse la séquence.

Explication

La panspermie désigne l’insémination de la Terre par des molécules organiques ou des micro-organismes d’origine céleste. La biogenèse concerne l’apparition du vivant à partir du vivant, la sélection naturelle décrit un mécanisme évolutif et la génération spontanée une hypothèse distincte.

Explication

La panspermie naturelle correspond à un ensemencement aléatoire ou naturel par des corps célestes. La panspermie dirigée suppose une intention, tandis que la synthèse prébiotique porte sur la formation de molécules et la génération spontanée est une autre hypothèse.

Explication

La bactérie étudiée est chimioorganotrophe aérobie et nécessite donc de l’oxygène; de plus, son expulsion d’une planète et son entrée atmosphérique avec atterrissage n’ont pas été étudiées. La photosynthèse, la formation de spores et la fixation de l’azote ne sont pas les critiques formulées ici.

Explication

Murchison contient les acides aminés indiqués, d’autres acides aminés non protéiques et des polymères de moins de 20 acides aminés. Des polymères de plus de 20 acides aminés changent le seuil, les lettres citées ne désignent pas toutes des bases et la présence de membranes complètes n’est pas rapportée.

Explication

Les analyses révèlent des acides aminés et leurs polymères, l’adénine et la guanine, des hydroxypyrimidines, de l’uracile, des riboses et du phosphore. L’option qui substitue hydroxypurines et bases pyrimidiques seules inverse les catégories, tandis que membranes intactes et glucose ne font pas partie de cet inventaire.

Explication

La détection de glycérol et d’hydrocarbures, notamment d’alcanes et d’hydrocarbures aromatiques, ne signifie pas que des lipides membranaires sont présents. Déduire des membranes ou des phospholipides de ces molécules confond des composés simples détectés avec les constituants des membranes cellulaires.

Explication

La température, la pression, la vitesse, la taille du corps et son angle d’entrée peuvent dégrader rapidement les molécules, tandis que l’impact dissémine les éjectas. La conservation intacte néglige cette dégradation, la dissémination seule inverse les deux effets, et la formation de glace n’est pas le mécanisme décrit.

Explication

La fin du Crétacé, il y a 65 à 66 millions d’années, est associée à l’impact d’une météorite de plus de 10 km ayant formé Chicxulub, mais le lien avec les extinctions reste débattu. La dimension de 173 km concerne Bedout, l’explication n’est pas présentée comme confirmée, et Shiva relève d’une autre hypothèse controversée.

Explication

Il y a probablement 3,6 à 4 milliards d’années, Mars avait des océans et des lacs d’eau liquide ainsi qu’une atmosphère plus épaisse qu’aujourd’hui. Les autres combinaisons omettent soit l’eau liquide passée, soit l’épaisseur supérieure de l’atmosphère ancienne.

Explication

Oparine a formulé l’hypothèse en 1924, indépendamment de Haldane en 1929. Haldane est l’autre proposant, tandis que Miller et Urey sont associés aux travaux expérimentaux ultérieurs.

Explication

Le postulat décrit une atmosphère ancienne différente de l’actuelle et surtout dépourvue d’oxygène. La richesse en oxygène reprend la composition actuelle, l’eau liquide n’est pas un gaz atmosphérique et la vapeur d’eau fait partie du milieu primitif.

Explication

La soupe primitive désigne un milieu atmosphérique ancien composé notamment d’hydrogène, de méthane, d’ammoniac, d’hydrogène sulfuré, de vapeur d’eau et de dioxyde de carbone. L’oxygène et l’ozone renvoient à une autre composition, les organismes et molécules organiques ne définissent pas ce mélange, et l’argon ne remplace pas la vapeur d’eau dans la composition donnée.

Explication

Dans l’expérience, les gaz chauffés et soumis aux décharges passent ensuite par un refroidissement où ils se condensent, ce qui permet l’accumulation des composés organiques. Un chauffage supplémentaire ne provoque pas la condensation, l’éclairage ne remplace pas le refroidissement et l’évacuation des condensats empêcherait leur accumulation.

Explication

Les fumeurs noirs des dorsales relèvent de l’hydrothermalisme volcanique, tandis que les fumeurs blancs et les volcans de serpentine des zones de subduction relèvent du non-volcanique. La classification inverse les rattachements des fumeurs, et les deux autres propositions déplacent à tort les volcans de serpentine.

Explication

La serpentinisation produit de l’hydrogène, de la brucite et de la magnétite à partir de péridotite au contact de l’eau. Le méthane et l’ammoniac évoquent des gaz de la soupe primitive, les minéraux carbonatés ne sont pas les produits indiqués et les molécules organiques ne sont pas des produits de ce processus géochimique.

Explication

Les écosystèmes hydrothermaux décrits peuvent reposer sur un métabolisme bactérien utilisant le sulfure d’hydrogène, le dioxyde de carbone et le méthane, en symbiose avec d’autres organismes. L’hydrogène et l’ammoniac renvoient au mélange prébiotique, les acides aminés et les sucres à des produits organiques, et l’azote, l’oxygène et l’eau ne sont pas l’ensemble de substrats indiqué.

Explication

Les explorations non habitées des grands fonds s’appuient sur des technologies modernes depuis les années 1980. Les années 1930 renvoient aux débuts du sonar, les années 1960 à la plongée du Trieste et les années 2000 à une période trop tardive.

Explication

En 1960, le Trieste, piloté par Auguste Piccard et Don Walsh, a atteint 10,96 km dans la fosse des Mariannes. 3,15 km correspond à une plongée antérieure du Trieste, tandis que 11 km et 4 km sont des profondeurs associées à d’autres repères d’exploration.

Explication

La réaction de Fischer-Tropsch combine $n$ CO et $2n+1$ $\mathrm{H_2}$ pour former un alcane $\mathrm{C_nH_{2n+2}}$ et de l’eau; la magnétite peut la catalyser. La formation de méthane à partir de CO et d’hydrogène correspond à la réaction de Sabatier.

Explication

Le formaldéhyde produit par la chimie abiotique hydrothermale peut contribuer à la synthèse d’acides aminés et de bases azotées. La catalyse de la synthèse d’alcanes est attribuée à la magnétite, tandis que la serpentine et la brucite sont des produits de la serpentinisation.

Explication

La dépendance à l’hôte et les pertes secondaires peuvent réduire le génome des parasites et endosymbiotes, ce qui rend leur étude peu fiable pour identifier les gènes minimaux. L’autonomie supposée ignore la dépendance, l’acquisition de gènes ne correspond pas à la limite décrite, et les gènes conservés ne sont pas pour autant dispensables.

Explication

Les scénarios regroupent un monde métabolique ou protéique, un monde ARN/ADN et un monde compartimenté ou lipidique. Les autres ensembles déplacent ou fusionnent des catégories distinctes.

Explication

Dans ce scénario, les chaînes simples se forment d’abord de manière abiotique, adoptent une conformation adéquate, sont reliées par une ARN ligase, puis une activité de réplication apparaît. La réplication n’anticipe pas la ligation, et l’ARN ligase n’assure ni la formation abiotique initiale ni la réplication.

Explication

L’inclusion d’ARN dans des vésicules pourrait permettre une sélection par l’interaction de la réplication, du transfert d’acides gras, du stress osmotique, de la division et de la compétition. La réplication seule omet plusieurs mécanismes, le transfert mentionné concerne les acides gras, et le scénario ne favorise pas la disparition des vésicules avec génome.

Explication

Les phyllosilicates peuvent adsorber, retenir et concentrer les molécules organiques, tout en les protégeant de la dégradation, ce qui favorise leur polymérisation. La synthèse d’énergie n’est pas le mécanisme décrit, et la dispersion ou la dégradation s’oppose à cette fonction.

Explication

La théorie du métabolisme de la pyrite associe la pyrite, abondante près des sources hydrothermales, au stockage de molécules comme l’ATP et à la fixation de molécules carbonées et d’acides nucléiques. La serpentine et la montmorillonite sont des phyllosilicates liés au métabolisme de l’argile, tandis que le minéral cité est le sulfure de fer.

Explication

LUCA désigne le concept théorique d’un dernier ancêtre commun universel de type cellulaire. « Dernier ancêtre des archées » restreint son champ aux archées, « premier ancêtre des eucaryotes » désigne FECA, et l’ancêtre propre aux bactéries n’est pas universel.

Explication

Le modèle décrit LUCA comme une cellule unicellulaire à mécanismes génétiques simples et dotée d’une membrane lipidique. Le métabolisme aérobie inverse son caractère anaérobie, tandis que la paroi protéique et l’organisation multicellulaire ne correspondent pas aux caractéristiques indiquées.

Explication

La succession d’interactions, notamment symbiotiques et endosymbiotiques, conduit à une complexification cellulaire et à la diversité des procaryotes et des eucaryotes. La simplification inverse l’effet décrit, la restriction aux procaryotes écarte les eucaryotes, et l’inversion causale ne respecte pas la succession proposée.

Explication

TANPOPO a exposé des bactéries pendant un an à l’extérieur de l’ISS, sur la plateforme du module KIBO, en orbite basse à environ 400 km d’altitude. L’option « à l’intérieur » confond l’exposition externe avec un emplacement pressurisé, tandis que 4 000 km et quelques jours modifient respectivement l’altitude et la durée.

Explication

La collision de Deep Impact avec Tempel-1 a mis en évidence de l’eau sous forme de glace cristalline ; sa formation peut endommager les cellules sans entraîner systématiquement la destruction des molécules et des organismes. L’affirmation d’une destruction systématique généralise excessivement l’effet, et la glace amorphe désigne une forme distincte de glace.

Explication

L’atmosphère martienne actuelle est composée d’environ 95,3 % de CO2 et sa pression est proche de $6\times10^{-3}\ \mathrm{bar}$. L’option avec 95,3 % de N2 inverse les proportions des deux principaux gaz, celle avec 0,13 % de CO2 reprend la proportion d’O2, et la pression proche de 1 bar est trop élevée.

Explication

L’expérience initiale a révélé cinq acides aminés après une semaine, mais ni sucres, ni bases des acides nucléiques, ni acides nucléiques entiers. Les vingt-cinq acides aminés renvoient à des analyses plus fines ultérieures; les deux autres distracteurs ajoutent des produits non mis en évidence dans l’expérience initiale.