TFE 2020 — Abstract scientifique

Abiogenèse

1. L’apparition de la vie sur Terre

1.1 Soupe primordiale

Aussi appelé bouillon prébiotique, la soupe primordiale est la théorie selon laquelle la vie serait apparue au sein d’un milieu liquide contenant les matériaux chimiques responsables de la vie sur Terre comme le carbone ©, l’hydrogène (H2), le potassium (K), l’ammoniac (NH3), l’azote (N2), le magnésium (Mg) et bien sûr l’eau (H2O).

La vie aurait donc émergé de molécules inertes, après une série de réactions physicochimiques, aboutissant aux acides aminés et aux protéines (ARN, ADN). Les premiers organismes auraient été des organismes unicellulaires simples capables d’assimiler, croître, et s’auto-répliquer.

Le chimiste Stanley Miller et le physicien Harold Urey ont réalisé une expérience célèbre en 1950 pour tester cette théorie. Ils ont mélangé des gaz supposés être présents durant la terre primitive et ont ensuite électriquement déclenché le mélange pour simuler une source d’énergie. Les résultats ont été concluants puisque le concoction a effectivement abouti à des acides aminés.

1.2 Panspermie

La panspermie est une théorie spéculative opposée à la soupe primordiale. Elle défend l’idée que le premier organisme vivant provient en réalité d’une « contamination » (délibérée ou naturelle) extraterrestre. Bien qu’elle ne soit pas impossible, elle ne résout pas le mystère de l’émergence des premiers organismes vivants mais le déplace ailleurs. Présent depuis l’antiquité, l’idée s’est concrétisée que très récemment suite à l’incroyable découverte d’organismes dits « extrémophiles » dans des comètes ou dans des milieux terrestres inhospitaliers.

Les hypothèses qui soutiennent cette théorie sont nombreuses, certaines sont plus plausibles que d’autres. Par exemple, la radiopanspermie défend l’idée que les formes de vie sont projetées dans l’espace sous l’effet de la pression de radiation des étoiles. Cependant, différentes études ont montré que les micro-organismes ne peuvent survivre longtemps dans l’espace sans la protection de roches suffisamment grosses. L’organisme en question devrait survivre à trois étapes cruciales pour parvenir à sa destination : l’éjection dans l’espace, la traversée sous les bombardements de particules et de radiations, l’impact sur la planète réceptrice. Il faudrait donc qu’il soit logé au cœur d’un astéroïde assez proéminent. On parle ici de lithopanspermie.

Fred Hoyle et Chandra Wickramasinghe, adeptes de la pathospermie, ont spéculé que plusieurs épidémies sur Terre sont d’origine extraterrestre, notamment la grippe de 1918 qui aurait été apportée par la poussière des comètes simultanément sur Terre, certaines épidémies de polio et de maladies de la vache folle.

Enfin, nous avons la pseudo-panspermie qui est probablement la plus acceptable de ces hypothèses. Celle-ci défend que les molécules naturelles nécessaires pour la vie proviennent de l’espace et ont été incorporées dans la nébuleuse solaire à partir de laquelle s’est formé le système solaire, avant d’être redistribuées plus tard aux planètes (abiogenèse).

2. Première extinction massive

2.1 Les cyanobactéries

Un organisme unicellulairesimple nommé cyanobactérie a relâché de l’oxygène dans l’air créant l’atmosphère idéale pour le développement de la vie complexe. Par ce processus, les organismes vivants durant cette ère ont péri. Ceci représente plus de 90 pourcents des espèces vivantes à ce temps.

Il y a 3.5 milliards d’années, l’atmosphère terrestre était composée de Nitrogène (N2), de dioxyde de carbone (Co2) et du méthane (CH4). L’entièreté de l’oxygène était prisonnier des molécules d’eau (H20). Ces eaux étaient peuplées de microbes anaérobiques, des organismes unicellulaires simples qui amassent de l’énergie via l’absorption de molécules qu’ils trouvent dans l’eau. L’une de ces espèces vivant à la surface de ces eaux, a pu, par le biais d’une adaptation environnementale, développer une structure interne capable de capter l’énergie du soleil. Cette nouvelle capacité est ce qu’on appelle la photosynthèse. Ils avaient ainsi l’énergie nécessaire pour transformer le CO2 ainsi que l’H2O en dioxygène (O2) et en sucre pour se réapprovisionner en énergie. Le O2 rejeté dans l’air était un déchet pour l’organisme et donc toxique pour les autres organismes.

Cet organisme pouvant entièrement se suffire à lui-même, il avait gagné un grand avantage par rapport aux autres espèces. Ce qui lui a permis de se multiplier rapidement et abondamment. Quelques milliards d’années plus tard, il y a 2.5 milliards d’années depuis notre ère, ils ont pollué l’atmosphère de ce nouveau gaz, provoquant une extinction massive de tous les organismes vivants simples.

2.2 La grande oxydation

Ce phénomène est appelé « La grande oxydation ».

Ce changement massif dans l’atmosphère aurait été la cause de la glaciation huronienne. L’oxygène aurait réagi avec le méthane atmosphérique, transformant celui-ci en dioxyde de carbone, produisant un effet de serre 30 fois inférieur, d’où une chute de température. (2.4–2.1 milliards d’années).

L’autre hypothèse postule une accalmie de l’activité volcanique durant 250 millions d’années, entraînant des niveaux moindres de dioxyde de carbone dans l’atmosphère et un effet de serre réduit.

3. Les virus

3.1 Différence entre une bactérie et un virus

Bactérie :

  • Géante par rapport au virus
  • Structure plus complète, considérée comme un organisme

Virus :

  • Contient l’information génétique minimum pour se reproduire (ARN)
  • Minuscule par rapport à la bactérie

Bibliographie

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