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glevesque
Chroniqueur
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 Posté le: Lun 15 Jan 2007 6:23 pm Sujet du message: (Dossier) Les Origines de la Vie (texte version de 2002) |
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Salut à tous
LES ORIGINES DE LA VIE
Table des Matière
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Poste 1 : Les Réactions d’Oxydo-Réductions.
Poste 2 : Synthèse Interstéllaire.
Poste 3 : Synthèse des Éléments Pré-Biotique.
Poste 4 : Les Premières Formes de Vie Unicellulaire.
Poste 5 : Les Premières Colonies de Bactéries
Poste 5 : Les Organismes Pluricellulaires.
Poste 7 : Origine des Différents Capteurs Sensoriels.
Poste 8 : Différentes Formes de la Vie et Extrémophiles.
Poste 9 : Mars, Europa, Titan, les Mystérieuses. |
Les Réactions d’Oxydo-Réductions.
| Code: |
La vie n’est pas le fruit du seul hasard, mais
découle belle et bien de l’évolution chimique
de la matière, qui est alors organisée en des
structures de plus en plus complexes |
La vie est en fait le fruit de l’évolution de la matière organique, située à des niveaux d’organisations et de structurations très complexes. La matière organique est caractérisée par des échanges chimiques réalisés entres les différentes molécules composées de carbones, d’azote, d’oxygène, d’hydrogène, de phosphore etc.. Échanges qui sont alors effectués à partir de différentes réactions d’oxydoréductions ou de transfères d’électron (processus relié aux choses d'affinité et de complémentariter entre les choses atomiques qui compose la nature). Il s’agit en fait, d’un phénomène purement chimique, qui est basé sur l’échange d’électrons ou d’atome d’hydrogène. La vie sur terre est basée sur la chimie du carbone, de part son potentielle électrochimique (électronégativité) qui est très élevée et capable d’entretenir quatre liaisons chimiques différentes à la fois. Ce qui augmentent les différentes possibilités de combinaisons atomiques et moléculaires, portés sur la diversification des molécules organiques et qui est un phénomène nécessaire aux différents processus d’évolution et de développement de la vie. Ce type de réaction chimique appliquée aux différentes molécules centrées sur la chimie du carbone, sont représentés et regroupés à l’intérieur des différentes réactions biochimiques de la matière vivante.
L’énergie des atomes provient essentiellement de leurs différentes configurations électroniques, c’est-à-dire du nombre total d’orbites remplient d’électrons et formant différentes couches superposées que possèdent les atomes, et du nombre d’électron de valence situé sur la dernière orbite de l’atome et déterminer par la distance de ses derniers du noyau. Cette configuration électronique est déterminée par le nombre de proton confinée à l’intérieur du noyau atomique, et qui est toujours le même que le nombre total d’électron, sauf dans les états d’ionisations de la matière, l’atome présente donc une charge et un potentiel électrique neutre. Ses différents attributs de l’atome vont déterminer les différents potentiels possibles et réactionnels électromagnétiques et électrochimiques de la matière, c’est-à-dire de l’électronégativité ou de l’électropositivité d’un l’atome ou d’un l’élément chimique. Le remplissage ou la soustraction en électron de la dernière couche électronique de valence, qui s’effectuent d’une manière bien spécifique d’une couche électronique à l’autre, donne aux atomes ou aux éléments chimiques, certaines propriétés ioniques et électriques supplémentaires.
Les réactions d’oxydoréductions, impliques des molécules ou des atomes donneurs d’électrons ou d’atomes d’hydrogènes, ils seront alors oxydés après la réaction, comme pour le gaz carbonique (CO2) qui est l’état d’oxydation maximum pour le carbone. Ici le carbone a donné deux de ses électrons de valences à chacun des atomes d’oxygène, dans le but d’établires les deux liaisons covalentes. L’oxygène présente une attirance, une affinité ou une électronégativitée chimique plus grande que le carbone, le rendant ainsi beaucoup plus réactif que ce dernier, envers les différentes réactions électrochimiques de la matière. L’état d’oxydation donne aux atomes et aux molécules, une certaine forme de stabilité réactionnelle, par rapport à leur état plus réduit se trouvant alors dans un milieu à forte teneur en oxygène. Ainsi l’hydrogène qui est l’élément le plus électropositif et le plus simple du tableau périodique, ne possédant qu’un seul proton et un seul électron, il aura tendance à se joindre et à donner son électron, aux éléments chimiques les plus électronégatifs, comme l’oxygène pour former entre autre des molécules d’eau (H2O).
Dans ce cas l’hydrogène, tout comme le carbone de l’exemple précédent, est dans un état oxydé et l’oxygène est dans un état réduit, ayant capturés deux nouveaux électrons, rendant ainsi la molécule d’eau plus stable envers les réactions électrochimiques. L’oxygène a la fâcheuse habitude de voler les électrons à ses partenaires tout en les oxydant du même coût.
Il y a aussi les molécules ou les atomes accepteurs d’électrons ou d’atomes d’hydrogènes, ils seront alors réduits après la réaction, comme pour le méthane (CH4) qui est l’état de réduction maximum pour le carbone. Ici les quatre atomes d’hydrogène ont donné au carbone leur seul électron de valence, pour ainsi former les quatre liaisons covalente de cette molécule. Ici l’hydrogène est dans un état oxydé, ayant joué le rôle d’un agent réducteur pour le méthane, tout comme le carbone dans la molécule de CO2, et le carbone est dans un état réduit, ayant joué le rôle d’un agent oxydant pour cette molécule, tout comme l’oxygène dans la molécule de CO2. Les molécules de méthane (CH4) ou gaz des marais, seront donc très réactives et inflammables en présence d’oxygène moléculaire (O2) contenu dans l’atmosphère, ou envers d’autres atomes ou molécules présentant une électronégativités, une affinité ou une attirance chimique plus grande, comme l’azote, le fluor et le chlore par exemple.
Pouvant provoquer ainsi différentes réactions chimiques très rapides, et pouvant même êtres à l'occasion très explosive. Ainsi selon la proportion d’atomes d’oxygènes et d’hydrogènes entrant dans la composition des différents composés chimiques ou organiques. Ils seront soit dans un état oxydé ou réduit. Comme pour les hydrocarbures, les acides gras, les graisses représentées par les lipides, et tous les hydrates de carbones regroupant les sucres. Ses différents composés organiques sont très réactifs, en présence d’oxygène ou d’atomes présentant des affinités et des propriétés équivalentes, ils son caractérisées par leurs différents états réduits, pouvant ainsi servirent de réserves d’énergie pour toutes sortes de réactions biochimiques effectuées à l’intérieur des cellules.
Dernière édition par glevesque le Lun 05 Fév 2007 12:30 am; édité 3 fois |
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glevesque
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| Posté le: Lun 15 Jan 2007 6:24 pm Sujet du message: |
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Synthèse Interstéllaire.
Les différents processus pouvant conduire à l’origine et à l’évolution de la vie, font donc partie intégrante des lois de la nature. Étant tout simplement une forme d’organisation supérieure que peut prendre la matière, qui cherche ainsi par tous les moyens possibles et selon ses différentes propriétés, à établir des affinités électrochimiques de plus en plus complexe entre les différents composants d’un milieu quelconque. Ceci afin d’acquérir une certaine forme d’équilibre envers leurs différents potentiels d’énergie, et non étant le seul fruit du hasard. Ainsi après la formation d’un système planétaire et selon les conditions du milieu, face aux différentes conditions nécessaire à l’éclosion et au maintient de la vie. Celle-ci se développera petit à petit à la surface de la planète en formation et prendra par la suite, toutes sortes de directions évolutives, pouvant alors se manifester sous différentes formes de vie biologique. Et pourquoi pas, pour finalement atteindre le niveau d’évolution et de développement conduisant à la prise de conscience, comme cela à déjà eu lieu sur notre propre planète.
Certaines des molécules organiques, qui sont essentielles au développement initial de la vie, sont déjà présentes dans les différents milieux interstellaires, lors de la formation des systèmes protoplanétaires et située entre autre, à l’intérieur des gigantesques nuages moléculaires galactiques. Matière organique dont nous retrouvons de plus en plus les traces à l’intérieur de notre propre galaxie. Plusieurs centaines de molécules interstellaires ont déjà été répertoriées jusqu’à ce jour, dont une soixantaine d'entre eux son d’origine organique entrant dans la fabrication ou constituent tout simplement la matière vivante actuelle. Les conditions gravitationnelles étant alors favorables à la concentration de tous ces éléments chimiques et organiques à la surface des objets planétaires en formations, comme les grains de poussières, les cailloux, les planétésimaux, les comètes, les astéroïdes et les planètes. Il est donc rendu possible de poursuivre et de comprendre mieux la suite des évènements, qui sont alors axés sur l’origine et l’évolution de la vie.
A partir du moment ou nous retrouvons dans l'environnement interstellaire du carbone et de l’oxygène en abondance, la chimie du carbone peut alors se mettre en route. Les molécules présente dans ce nuage sont plus complexes que l'on pourrait le croire. Certes, aux grés des chocs, le carbone se combine avec les autres atomes présents (surtout de l'hydrogène), mais surtout la présence de poussières fournit un substrat sur lequel se produisent des réactions chimiques qui utilisent l'énergie du rayonnement stellaire. Ces poussières (de 0,1 mm ou moins), en rapprochant les atomes et les molécules avant leur interaction, jouent le même rôle que les catalyseurs minéraux (mousse de platine par exemple) utilisés en chimie ou l'ion H3+. Les molécules formées résultent principalement de combinaison avec de l'hydrogène. Ces poussières forment des structures floconneuses comportant de la glace amorphe de haute densité, se comportant comme un fluide visqueux, des silicates et des molécules à base de carbone (hydrocarbures simples principalement). Ces particules vont s'agréger pour former deux types de corps solides: les planètes telluriques près du soleil et, plus loin, les noyaux des futures comètes.
| Citation: |
Une référence qui vient du net :
On peut identifier les molécules présente dans ces nuages par leur spectre, en observant actuellement les grands nuages moléculaires qui parsèment le disque de notre galaxie (et des autres!). Bien qu'à l'époque de la formation du soleil la teneur en élément lourd devait être un peu moins élevée, cela nous donne une indication sur les apports de molécules extraterrestres qui ont pu être réalisées au début de l'histoire de notre planète. On y trouve plus de 120 molécules différentes, dont surtout de l'eau, du méthane, de l'ammoniac, du monoxyde de carbone, des radicaux libres (OH, H3-) intervenant dans les synthèses des autres molécules, mais également des molécules plus complexes. Des hydrocarbures (HC3N, CH3CN, CH3CHO...), des alcools (méthanol, éthanol) et des dérivés du cyanure se forment aussi facilement: les glaces qui recouvrent les silicates, composées d'eau, de méthanol et d'hydrocarbures, jouent le rôle de piège moléculaire qui empêche la dispersion des molécules qui peuvent se recombiner sous l'action du rayonnement UV stellaire. Un nuage de gaz situé près du centre galactique a même révélé contenir du glycolaldéhyde (C2H4O2) qui peut en se combinant conduire à du glucose ou du ribose (P. Jewell. 08/2000).
Ce sucre a également été détecté dans des météorites, accompagné de composés comme le glycérol, présents dans les membranes de cellules. (Cooper & al., 2001). Le processus de formation des molécules peut parfois nécessiter plus de 1500 étapes intermédiaires, mais met souvent en jeu l'ion H3+ qui se combine avec les autres éléments présents dans le milieu interstellaire. Des synthèses peuvent se réaliser sur les grains de matière interstellaire et aboutir à la formation d'acides aminés: outre la glycine détectée dans des nuages moléculaires, 17 acides aminés ont été identifiés dans des météorites contemporaines de l'époque de formation du système solaire, ainsi que des quinones et des molécules amphiphiles comparables à celles constituant les membranes des cellules. Détectées indirectement ou par l'analyse de météorites, ces molécules ont pu également être synthétisées expérimentalement dans les conditions régnant dans le milieu interstellaire (Munoz & al., 2002).
On peut s'étonner que dans des zones à basse température (espace), des réactions chimiques puissent se produirent facilement. En fait, dans ces conditions, la cinétique des réactions n'obéit plus à la loi d'Arrhénius: la basse température ralentit l'agitation moléculaire et atomique, ce qui permet aux forces électrostatiques, importantes puisque les molécules interstellaires sont souvent chargées (radicaux libres) d'agir pour rapprocher les éléments devant réagir (cf. Pour la science 266, 12/1999, p 14). Les études expérimentales de la formation de molécules dans le milieu interstellaire (Mayo Greenderg, 1984, Allamandola, 1987, Berstein, 1999) montrent qu'a partir des molécules présentent à l'état gazeux entre les particules solides il se forme des couches successives de matériel contenant de nombreuses molécules carbonées: il y a incorporation du carbone dans une "matrice contenant de l'eau sous la forme de glace amorphe (non cristallisée). L'énergie nécessaire aux réactions est fournie par les photons UV, et celles ci peuvent déclencher un réchauffement du grain de poussière de plusieurs dizaines de Kelvin, favorisant ainsi de nouvelles réactions chimiques par modification de la structure de la glace (Blake, 2001). Si ce réchauffement est trop important, il peut conduire à une vaporisation partielle des matériaux organiques du grain à la suite d'une réaction en chaîne mettant en jeu les radicaux libres piégés dans la matrice. |
Complément d'information :
Détaille sur les disques planètaires de la Nébuleuse d'Orion
Un zoom sur M16 de la constellation du Serpent (protoétoile)
Ou trouvé les étoiles T-Tauri dans la Nébuleuse du Crabe
Dernière édition par glevesque le Lun 15 Jan 2007 6:55 pm; édité 1 fois |
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glevesque
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| Posté le: Lun 15 Jan 2007 6:25 pm Sujet du message: |
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Synthèse des Éléments Pré-Biotique Terrestre.
Les Différentes Conditions Terrestres
Phénomène rendu possible grâce à la manifestation des différentes lois de la nature, qui sont principalement représentés par les interactions gravitationnelles, pour la concentration des différentes substances chimiques dans un lieu spécifique et les interactions électromagnétiques, participant aux différentes réactions électrochimiques et physicochimique. La suite des événements envers l’origine et l’évolution de la vie, dépendra alors de plusieurs conditions physico-chimiques du milieu. Ainsi la masse de la planète aura une importance capitale, déterminant ainsi sa capacité à maintenir et retenir une atmosphère dense à sa surface. La distance de la planète par rapport à son étoile principale, car il peut s’agire d’un système stellaire multiple, sera également une condition essentielle aux différents processus, axés sur le développement et l’évolution de la vie. L’étoile apportera ainsi un apport supplémentaire en chaleur et en énergie à la surface de la planète en formation.
Bien que la distance planète-étoile, soit d’une très grande importance envers un apport supplémentaire de chaleur et d’énergie, qui favorise et accélère ainsi toutes sortes de réactions chimiques et biochimiques. Celle-ci n’est pas cependant une condition obligatoire et essentielle à l’origine et au développement de la vie, elle représente seulement la situation idéale, envers les différentes conditions nécessaires à son développement, et qui est alors généralisé à l’ensemble des planètes. Surtout lorsque la vie ne se développe pas à la surface d’une planète, mais plutôt à l’intérieure de celle-ci, dans certaines régions situées plus en profondeur, dont les différentes conditions essentielles à l’éclosion, au maintient et à l’évolution de la vie, son alors tout réunis et propices à la survie des organismes vivants. Ici il s’agit d’un concept purement théorique sur l’origine de la vie, mais il a l’avantage de nous démontrés notre réelle ignorance concernant véritablement ce sujet. En fait, d’autre phénomène naturel peut très bien fournires un apport supplémentaire en énergie et en source de chaleur. Le développement et l’évolution de la vie, dans de t’elle condition environnementale, seront tout vraisemblablement orientée et limité qu’aux formes de vie unicellulaire et pluricellulaire les plus primitives de la nature.
Prenons l’exemple de notre propre planète et de ses différents phénomènes géologiques pour illustrer ce phénomène. Comme pour les sources hydrothermales chaudes sous-marines, ce trouvant à proximité des régions volcaniques des dorsales Océaniques et situés à très grande profondeur. Les dorsales Océaniques sont situées à des endroits de la croûte terrestre, ou les plaques tectoniques de la lithosphère s’écartent les unes par rapport aux autres, causant ainsi la dérive des continents. La vie évolue et se développe à proximités de ses fumeroles chaude, atteignant parfois des températures pouvant aller jusqu’à 380°C, et ce trouvant dans un environnement à forte teneur en composée chimique réducteur et sans oxygène, comme l’acide sulfurique (H2S). Ces conditions de vie extrêmes (bactéries extrèmophiles) peuvent exister dans le sol Marsiens, d’Europa et de Titan.
Ces différents phénomènes volcaniques, responsables de la dérive des continents, sont causés par la remontée radiative et convective du magma, en provenance du centre de la terre. Les régions de la croûte terrestre située alors entre deux zones principales de convection, seront alors poussés et étirés dans des directions opposées. Si la pression et la force exercée sont suffisante pour fracturer et casser la croûte terrestre, alors nous avons la formation d’une dorsale Océanique ou continentale, comme le rift africain. L’épaisseur du planché océanique étant très mince à ces endroits, le magma réchauffe l’eau des océans qui s’infiltre alors par les crevasses et les fissures et ressorte par les fumeroles situées à proximités, chargés de sels, de minéraux de toutes sortes et de sulfures dissous.
La gravitation peut avoir également une certaine influence majeure sur ce phénomène, surtout envers les différentes pressions et cisaillement causé par les différents effets de marée gravitationnelle, qui est alors exercés entre deux planètes très rapprochées, comme pour le système Jupiter-Io et Jupiter-Europe. Europe est recouverte d’une épaisse couche de glace et présente à sa surface, de grands réseaux de fractures et de fissures, causée principalement par la force gravitationnelle de Jupiter et la chutes d’astéroïdes. Pour ce qui est de la terre, la principale responsable de la chaleur interne est causée principalement par la radioactivité naturelle de certains éléments chimiques instables, et en moindre mesure par les différents effets causés par les champs électriques et magnétiques, engendrés en grande partie dans le noyau de la terre. La pression exercée par les effets des marées gravitationnelles du couple terre-lune, ont également une certaine influence, bien que très minime.
Nous savons depuis quelque temps que l’activité sismique et volcanique de notre planète, elle-est précédé et suivis par une certaine forme d’activité électrique et magnétique, qui est alors propagée dans le sol et le milieu environnant, sur de très longue distance. Activité qui est alors très favorable à l’évolution de certaines réactions chimiques et biochimiques de la matière vivante, se trouvant par exemple aux fonds des océans et a proximité des dorsales Océaniques, ou ce trouve également plusieurs substances minérales et ions moléculaires de toutes sortes, ce trouvant alors en solution et en suspension dans l’eau salée, pouvant à leur tour contribuer aux différents processus du vivant. Fournissant ainsi, un apport supplémentaire en énergie et en chaleur, pouvant favoriser les différents processus qui sont axés sur l’évolution et le développement chimique et biochimique de certaines molécules organiques essentielles à la vie.
Vu de Io, satellite de Jupiter qui présente une très grande activité volcanique. Nasa.
Depuis les nouvelles connaissances acquissent et fournis par les sondes d’explorations interplanétaires, comme voyager 1 et 2 de la NASA. Nous savons que les phénomènes causés par les effets des marées gravitationnelles, peuvent avoirs de grands effets sur la géologie et l’activité interne de certains corps planétaires. L’exemple le plus frappant nous est fourni par Io, petit satellite naturel de Jupiter. Io est caractériser à sa surface par un volcanisme très actif, dont les sondes voyageurs nous ont révélés certains de leurs aspects et photographiées plusieurs d’entre eux en pleines activités volcaniques, lors de leurs passages rapides effectués à proximité de Io. Un autre exemple nous est fournit par les geysers actifs se trouvant à la surface de triton, satellite naturelle de Neptune.
Maintenant poursuivons notre scénario sur l’origine de la vie. Les rayons ultraviolets, ainsi que d’autres types de radiations émient par l’étoile en formation et fournis aux différents systèmes prébiotiques en émergences sur la planète, donne une énergie supplémentaire aux différents constituants moléculaires et organiques se trouvant à la surface de la planète. L’intensité et la nocivité des rayons ultraviolets, était à cette époque beaucoup moins importante qu’actuellement, soit d’environ 30%. Cette nouvelle source d’énergie, permît tend d’autres d’ailleurs, va permettent aux différentes molécules prébiotiques, d’interagires entres-elles, afin d’établir ou de briser certaines liaisons chimiques. Permettant ainsi de créer de nouvelles combinaisons chimiques et organiques de plus en plus complexes. Les molécules organiques ne sont pas tous détruits par les différentes radiations ionisantes du milieu et en provenance du soleil, comme les rayons ultraviolets entre autre. Une grande proportion d’entres-elles, sont bien caché et enfouis dans les différentes structures qui compose le milieu terrestre, comme les roches, les argiles, les crevasses, l’eau, etc… Leur donnant ainsi le temps et location de poursuivre leur différente évolution organique et structurelle.
Les conditions environnementales qui règnent alors à la surface des planètes, qui sont rendu à ce stade de leur évolution, sont terribles étant remplis de volcans en éruptions, de cratère et de rivière de lave de toutes sortes, d’orage violent avec éclaire et décharge électrique. Le tout étant entouré d’une épaisse couche de nuage composé essentiellement de dioxyde de carbone (CO2), d'azote moléculaire (N2), un peut de méthane (CH4) et d’ammoniac (NH3), d’hydrogène sulfuré (H2S) et de vapeur d’eau (H2O), un peut comme l’atmosphère actuelle de la planète vénus/mars.
| Citation: |
Une autre source provenant du Net
Les premiers métabolismes sont des réactions s'effectuent en deux dimensions, sur des surfaces minérales. L'incorporation du carbone est assurée grâce au pouvoir réducteur ("électrons) provenant de la formation de pyrite FeS2 (Wachtershauser, 1989). Nous avons vu que ce minéral est aussi disponible dans la poussière interstellaire. On obtient ainsi un cycle correspondant à une version archaïque du cycle de Krebs, permettant incorporation du carbone dans des molécules organiques et production d'énergie. Les intermédiaires réactionnels, électriquement chargés, peuvent rester lié de façon électrostatique à leur substrat minéral. Les espaces entre les feuillets minéraux des argiles et de certains cristaux sont particulièrement indiqués pour cela. On doit également considérer le rôle joué par des immersions et des émersions successives du milieu réactionnel, causé par exemple par les marées. La vie ne se serait alors pas développée dans la "soupe primitive" mais sur les cotés de la soupière! Pourquoi ne pas pousser plus loin encore, et considérer que, tout comme cela fut le cas pour l'oxygène, si l'eau est aujourd'hui indispensable à la vie, cela n'a pas toujours été le cas, celle ci, au tout début du moins, ayant pour principal problème de se protéger des effets délétères de ce solvant universel ? On pourrait envisager un début de la vie "a sec", donc possible même dans l'espace interstellaire 'jusqu'a un certain point) ! Nous en somme au stade ou des particules d'origines interstellaires sont recouverts d'une couche moléculaire comprenant des acides nucléiques liés à des peptides flottent dans l'océan, se déposent sur le fond et les rives, environnés de gouttelettes sphéroïdales, parfois liés à elles. Les divers rayonnements subis, l'alternance de cycle de dessiccation et de ré-hydratation, même partielle, sont à l'origine d'un apport continuel d'énergie permettant aux synthèses de sa poursuivre. Nos paleoribosomes, attachés à des membranes primitives, voient leur complexité et leur taille s'accroître. Ils contiennent des peptides de plus en plus long, de plus en plus repliés et complexes. Les acides nucléiques deviennent, à force de complexification, capable d'auto reproduction. Qu'est ce qui les pousse vers la complexité? Tout simplement l'obligation qu'ils ont de devoir résister à l'hydrolyse, et pour cela de posséder une séquence leur permettant de se replier de façon correcte ( Eigen & al., 1981 ). |
L’attraction gravitationnelle de la planète, continu cependant à capturer les comètes et les astéroïdes de toutes sortes, qui ont le malheur de passer tout près d’elle. La chute de ces corps, sont au début plus fréquent et très violent, laissant ainsi des paysages de désolation de toutes sortes après leur collision et leur impacte sur la planète. Ces différents phénomènes de collisions et d’impacts, vont ainsi contribués à la formation d’une atmosphère de plus en plus dense, par l’apport supplémentaire de gaz volatile, comme le dioxyde de carbone (CO2), l’eau (H2O), l’ammoniaque (NH3), le méthane (CH4) et de certains hydrocarbures (CnH2n). Certaines molécules organiques, comme la formaldéhyde (NH2CO), l’acide cyanhydrique (HCN), certains acides aminées, et plusieurs composer à base de soufre, seront également apportés par ses objets célestes. La prochaine étape est très déterminante à l’éclosion et à l’évolution de la vie, certains paramètres comme la température du milieu et l’apport constant d’énergie sous forme de radiations ionisantes, fournit par le soleil, le volcanisme ou par les décharges électriques des éclaires entre autre, sera alors un facteur très important à la poursuite de l’évolution et du développement organique de la vie.
Ainsi, à partir des différentes réactions avec le dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau (H2O) contenu dans l’atmosphère, avec comme source d’énergie les rayons ultraviolets solaires ou les décharges électriques des éclaires. Nous avons la formation de monoxyde de carbone (CO) ou d’acide formique (HCO2H), qui à leurs tours vont réagir pour former la formaldéhyde (H2CO). Le même phénomène à lieu avec l’azote de l’atmosphère et le méthane (CH4) pour la fabrication d’acide cyanhydrique (HCN), très soluble dans l’eau. Un autre chemin plus rapide existe pour la synthèse de ces deux molécules organiques. Le méthane (CH4) mis en présence de molécule d’eau (H2O), va favoriser la formation de la formaldéhyde (H2CO) et le méthane (CH4) mis en présence d’ammoniac (NH3) va favoriser la formation d’acide cyanhydrique (HCN). Les différentes réactions chimiques qui implique la formaldéhyde, vont favoriser la synthèse des sucres qui sont des hydrates de carbone, et de certains lipides et acides gras. Les différentes réactions impliquant l’acide cyanhydrique, vont favoriser la synthèse par précipitation simple des acides aminés, molécules organiques très importantes entrant, par polymérisation dans la fabrication des protéines.
La formaldéhyde et l’acide cyanhydrique vont ensuite réagirent entre eux pour former les différents acides nucléiques qui compose notre ADN, ARN et l’ATP. Elles sont les molécules organiques les plus importantes envers l’évolution et le développement de la vie. Certaines de ces substances organiques sont d’ailleurs déjà présentes sur terre, apporter par la chute des comètes et des cailloux de l’espace, comme cité plus haut.
Un coût toutes ses conditions réunis, plus rien nous empêchent maintenant pour assister à l’éclosion de la vie. Les différentes molécules organiques se trouvant alors à la surface de la terre, lors de sa formation. Vont tout simplement subirent toutes sortes de réactions électrochimiques et physico-chimiques en fonction de leur concentration, formant ainsi des molécules de plus en plus complexes, comme certains lipides et hydrates de carbone qui son apparu un peut plus tard au court de l’évolution. La principale différence entre les hydrates de carbone et les lipides, réside dans la proportion en radical hydroxyle (OH), elles sont tout simplement plus nombreuses dans les sucres et presque inexistante dans les lipides. Ce rapport en radical hydroxyle, caractérise également l’aspect insoluble des lipides par rapporte au caractère très soluble des sucres et des hydrates de carbones, cette caractéristique deviendra très importante par la suite, comme nous allons le voir.
D’autres molécules ayant de très grandes propriétés énergétiques, seront également impliquées dans la synthèse des molécules organiques, et cela dès le début de l’évolution de la matière prébiotique sur terre. Il s’agit entre autre des phosphates inorganiques (PO4-), des ions ferreux (Fe2+) et ferriques (Fe3+) en solution et ionisés par les rayons ultraviolets du soleil, des sulfures d’hydrogènes (SH-) qui était très abondant à l’époque et des ions hydroxyles (OH-). Ces différentes molécules mis en présence avec certains types d’argiles (silicates d’aluminium) de polarité négative, et envers également d’autres types de minéraux rocheux, situés à des endroits très humides et à proximité des courts d’eau, des mares desséchées ou des océans. Vont participer à différentes réactions chimiques de surface, les argiles servant alors de catalyseur pour accélérer et orienter les différentes réactions chimiques et prébiotiques, en fournissant les électrons nécessaires aux différentes réactions d’oxydoréductions de ses molécules, permettant entre autre de briser les ponts hydrogène des molécules d’eau. Permettant et favorisant ainsi la synthèse de molécule organique et prébiotique de plus en plus complexe.
La vie en émergence sur terre, était donc à labrit de cette soupe de matière organique très primitive et empoisonner. Constituée d’une solution aqueuse remplit d’ion hydroxyle (OH-) et de molécules d’eau, dont les liaisons hydrogènes sont si néfastes à la matière organique, de par leurs propriétés d’hydrolyse très occupée à couper les différentes liaisons chimiques de cette nature.
Les Groupements Biochimiques Actifs :
Ainsi avec le temps, plusieurs type de molécule organique feront leur apparition, et réagiront de plus en plus entre eux, pour former des liaisons chimiques de toutes sortes et très actifs. Il s’agit entre autres des liaisons de type hydroxyle (-OH) qui caractérise les alcools et des liaisons de type carbonyle (-COOH), qui caractérise les acides organiques, comme les acides aminés et les acides gras. Ses deux types de liaisons, peuvent se combiner entre eux, pour former des liaisons de type ester (-O-CO-), qui caractérise la formation et la condensation des lipides entre autre, avec l’évacuation d’une molécule d’eau (H2O). Une liaison carbonyle (-COOH) peut agir avec une liaison amine (-NH2), contenu dans les acides aminés, pour former des liaisons de type peptidique (-CO-NH-). Ce type de liaison, favorise la formation des protéines, par différents processus de polymérisation des acides aminés, avec toujours la même évacuation d’une molécule d’eau (H2O). Il existe d’autre type de liaison chimique, faisant intervenir cette fois-ci le soufre, qui était à l’époque très abondant.
Il s’agit des thiols (-SH), qui son l’équivalent des alcools, mais dont l’oxygène est remplacé par un atome de soufre, ils sont utilisés pour la formation des esters entre autre. Les liaisons de type thiols (-SH) vont réagire avec une liaison carbonyle (-COOH), pour former les liaisons de type thieosters (-S-CO-), avec encore une fois l’évacuation d’une molécule d’eau (H2O). Les thieosters son des molécules très actives qui participe à différentes réactions de catalyse, axées sur le transfère de groupe, comme pour les molécules d’eau (H2O) et de CO2. Elles participent entre autre, à la formation des protéines en associant les acides aminés les uns à la suite des autres, en évacuent à chaque fois une molécule d’eau (H2O). Ces différentes molécules, sont en fait les nouveaux catalyseurs de la matière organique, et vont remplacer petit a petit les différentes réactions de surface.
Il y aura également la formation de certains types de lipide bipolaire, qui mélangés avec de l’eau formeront les premières enveloppes ou vésicules organiques creuses, jouant ainsi le rôle de membrane cellulaire très primitive. Dont la partie hydrophile des lipides, constitués par le groupe hydroxyle (OH), seront orienter vers l’extérieur de la vésicule organique et en contact direct avec l’eau, étant plus soluble et plus compatible avec les liaisons polaires de type hydrogène. La partie hydrophobe des lipides, constitués par les groupes CH, CH2 , et CH3 , sont moins soluble dans l’eau et seront donc orientés vers l’intérieur de la vésicule organique. Permettant ainsi différentes réactions moléculaires et biochimique bien spécifiques et au sec, qui seront alors orientés et dirigés en quelques sortes sur les différents mécanismes de l’évolution des molécules organiques. Les hydrocarbures (CnH2n). Ce sont de longues chaînes de carbone et d’hydrogène, qui regroupe certains dérivés du pétrole, elles sont des molécules hydrophobes très insolubles dans l’eau, et elle ne possède pas de partie hydrophile, comme les lipides.
Certains des acides aminées les plus simples, former en moyenne d’une quinzaine d’atomes chacun, seront ainsi créer comme la glycine, l’alanine, et l’acide aspartique, etc... Ces différentes molécules organiques entreront plus tard, par différents processus de polymérisations dans la fabrication et la composition des macromolécules organiques beaucoup plus complexe, comme les protéines et les enzymes. Et pour finir notre énumération des composer organiques, nous assisterons à la formation de certaines base nucléique, former de quelque dizaine d’atome seulement, comme le carbone, l’oxygène, l’azote et l’hydrogène. Les bases nucléiques sont très importantes dans les différents processus de l’origine et de l’évolution de la vie. Ses molécules associées avec un sucre, comme le ribose ou le désoxyribose et une molécule de phosphate organique (PO4), forme en fait les nucléotides qui sont en réalité les briques fondamentales et essentielles à la vie, participant à la construction de nos différentes structures génétiques composées d’ADN et d’ARN, comme l’adénine, la thymine, la guanine, la cytosine et l’uracile qui remplace la thymine dans les ARN. Voir le schéma suivant sur les principales molécules organiques qui participent à tous les différents processus de la vie.
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glevesque
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| Posté le: Lun 15 Jan 2007 6:26 pm Sujet du message: |
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Les premières formes de vie unicellulaire :
La terre est âgée de 4,6 milliards d’années environ et la vie y est apparut voilà environ 3,8 milliards d’années, sous la forme de bactéries Entre cet intervalle de temps, la vie s’est développé et a évolué progressivement vers une forme de vie représentée par les protobiontes (ou peut-être par des nanobactéries), ancêtre direct de toutes les formes de vie cellulaire. Ce sont des organismes biologiques très simples et très primitifs, ressemblant en quelque sorte aux virus, avant de se diriger par la suite vers l’évolution des bactéries. En premier lieu les différents composés organiques et chimiques, vont subirent d’innombrables combinaisons, selon leurs différents degrés affinités, qui est étroitement reliés à leurs différentes propriétés électrochimiques. Par la suite, après d’innombrables essaient, effectués de manière plus ou moins aléatoire envers les molécules organiques et toujours basées sur une meilleure adaptation environnementale. Certaines des composés organiques ainsi créent, finiront par établir les bases structurelles et biochimiques, envers une évolution organique de plus en plus complexes.
Certaines molécules organiques, vont ainsi s’unirent et s’associés avec les vésicules lipidiques, décrite un peut plus haut pour former certaines structures organiques très complexes, les protobiontes. Leur permettant ainsi de poursuivre leur évolution tout en ayant la possibilité de transmette certaine de leur nouvelle caractéristique biologique et biochimique. Différente structure moléculaire, comme les ancêtres des ARN de transfèrent ou de l’ATP, qui sont des molécules organiques de la même famille que l’ADN, vont ainsi servirent de premier catalyseur et d’énergie envers certaines réactions organiques et biochimiques de cette époque. Remplacent ainsi les différentes réactions de surface, beaucoup moins efficace et effectués de manière plus lente. La caractéristique majeure des catalyseurs, envers les différentes réactions biochimiques dans laquelle elle participe et contrôle, leur vienne du fait que leur structure moléculaire active n’est pas modifier ou altérées après une réaction chimique, elles sont donc capables de participer immédiatement à une nouvelle réaction biochimique. Ces différentes structures moléculaires et organiques, vont évoluer par la suite pour donner naissance au premier véritable système biologique de réplication et de reproduction cellulaire. Elles vont ainsi favoriser l’évolution de la toute première forme de vie véritable, représenter par une sorte de cellule faisant partie de la famille des procaryotes, très primitive et incomplète sur le plan de l’autonomie fonctionnelle, et qui sera l’ancêtre commun de toutes les cellules vivantes.
Archéobactérie en pleine division (procaryotes).
Ces différentes structures organiques, vont évoluer et donner naissance à toutes sortes de vie unicellulaire, qui a si bien caractériser cette époque de l’évolution de la vie sur terre. En premier lieu nous retrouvons les procaryotes, qui sont des cellules ne possédant pas de noyau cellulaire bien délimité, pouvant contenir les molécules de leur ADN. Ses derniers étant tout simplement libres dans le cytoplasme de la cellule et en forme d’anneau. En second lieu nous avons les eucaryotes, qui sont des cellules de structure beaucoup plus complexe, possédant un noyau bien définit et ayant fait leur apparition un peut plus tard dans l’évolution, soit au environ de 1,6 milliards d’années. Les premiers procaryotes à faire leur apparition sur terre, sont représentés par différentes formes de bactéries très anciennes, elles sont regroupées en trois groupes bien distincts.
Le premier groupe est représenté par les archéobactéries. Les archéobactéries sont les plus anciens des procaryotes et probablement l’ancêtre de toutes les cellules vivantes. Nous y retrouvons les méthanogènes, bactéries qui aimes le méthane, des phototrophes, bactéries qui aimes la lumière et des thermoacidophiles, bactéries qui aimes la chaleur. Ces bactéries vivaient à cette époque dans des environnements anaérobie, c’est-à-dire sans oxygène. Les méthanogènes possède un métabolisme basé sur le dioxyde de carbone (CO2) et l’hydrogène, tout en rejetant dans l’atmosphère le méthane (CH4). Les descendants de ces bactéries, vives actuellement en parfaite symbiose dans le tube digestif des ruminants, leurs permettant ainsi de mieux digérer l’herbe et le foin. Les phototrophes représentes les différents groupes de bactéries, qui possèdent un métabolisme axé sur la lumière et le dioxyde de carbone (CO2), tout en rejetant dans l’atmosphère terrestre de l’oxygène moléculaire (O2). Les thermoacidophiles vivent seulement à proximités des sources hydrothermales sulfureuses et très chaudes, se trouvant à très grande profondeur et tout près des dorsales océaniques.
Elles sont tout probablement les cellules les plus proches de la véritable source originelle, avec un métabolisme basé sur le soufre. Elles vivaient à cette époque à la surface de la terre, avant la formation des océans et du changement drastique de la composition de l’atmosphère terrestre, en oxygène moléculaire.
Le deuxième groupe des procaryotes, est représenté par les eubactéries. Les eubactéries sont les véritables ancêtres des bactéries actuels, et elles font partie de la deuxième famille de bactérie à faire leurs apparitions sur terre. Elles vivaient et évoluaient dans un environnement aérobie et donc en présence d’oxygène. Les plus anciennes d’entre elles possèdent un métabolisme qui était axée sur la photosynthèse, un peut comme les chloroplastes des cellules végétales actuelles et les autres possédaient un métabolisme qui était basé sur la respiration cellulaire en présence d’oxygène, un peut comme les mitochondries de cellules animales actuelles. Dans cette catégorie nous retrouvons par exemple, les cyanobactéries ou algue bleue, qui vivaient à cette époque aux abords des mers chaudes sous forme de stromatolithe, ou encore des ancêtres des bactéries Escherichia Coli, vivant actuellement en parfaite symbiose dans l’intestin de l’homme. Et finalement nous retrouvons le troisième groupe des procaryotes, qui est représenté par les urcaryotes. Ce sont les véritables ancêtres de toutes les cellules de type eucaryotiques actuelle. Les urcaryotes allaient permettes par la suite, l’évolution et le développement des organismes vivants supérieur, comme les protistes unicellulaires (Protozoaires) et des organismes pluricellulaires (Métazoaires).
Les ancêtres des mitochondries et des chloroplastes, étaient des cellules de type procaryote. Les chloroplastes sont des organelles cellulaires, vivant actuellement en parfaite symbiose avec toutes les cellules eucaryotes du règne végétal actuel. Donnant ainsi aux plantes la possibilité d’extraire le dioxyde de carbone (CO2) de l’atmosphère, qui était alors très abondant à cette l’époque, pour fabriquer des sucres dont elle a de besoins, tout en libérant de l’oxygène moléculaire (O2) dans l’atmosphère. Provoquant ainsi une diminution constante de d’effet de serre, qui était alors causée par l’abondance du CO2. Les mitochondries sont des organelles cellulaires vivant actuellement en parfaite symbiose avec toutes les cellules eucaryotes du règne animal, étant responsable entre autre de la respiration aérobie face à l’oxygène, servant à oxyder des composés organiques simple.
Près de 2,7 milliards d’année après la formation de notre planète, et 1,5 milliards d’années après l’apparition des premières formes de vie unicellulaire sur terre. L’atmosphère de la terre allait donc subir une sorte de transformation majeure, envers sa concentration moléculaire en oxygène. Transformant ainsi tout l’équilibre environnemental qui se trouvait alors à la surface de la terre, et causée essentiellement par les différents processus biochimiques de la vie organique, basé alors sur la photosynthèse. L’oxygène moléculaire est un composé chimique très toxique de part ses différentes propriétés chimiques très oxydantes, comme les radicaux hydroxyle (OH), qui sont très réactionnel en présence d’oxygène ou d’hydrogène, ou encore des super oxydes ou de l’eau oxygénée. Mettant ainsi en danger tous les composés organiques intervenant dans les différents processus biochimiques de la vie et évoluant à cette époque dans des milieux anaérobie, donc dans un environnement sans oxygène ou très peut. Les mitochondries allaient êtres la solution idéale apportée par la nature, afin de résoudre ce problème et de permettes aux organismes vivant de s’adapter à ce nouveau milieu aérobie, contenant de plus en plus d’oxygène. En plus de leur métabolisme basé sur la respiration cellulaire en présence d’oxygène, les mitochondries vont inventer d’autres stratégies moléculaires pour combattre les différents effets pervers et oxydants de l’oxygène, comme les antioxydants qui sont des capteurs de radicaux libres à base d’oxygène, ou encore des vitamines C et E.
Les mitochondries sont donc apparues un peut plus tard dans l’évolution de la vie, juste après les ancêtres des chloroplastes. Tout comme les cellules de type eucaryote, qui ont probablement fait leurs apparitions vers cette même époque. Les ancêtres des chloroplastes et des mitochondries, sont donc des espèces de cellules bactériennes qui ont parasité à une certaine époque, les cellules de type urcaryotes. Qui petit à petit les ont transformées en cellule de type eucaryote, et qui depuis vivent en parfaites symbioses avec leurs cellules hôtes de type végétal ou animal. Leurs différentes associations avec les cellules urcaryotes, à permit aux eucaryotes de s’adapter beaucoup plus efficacement à l’oxygène moléculaire, tout en favorisant l’évolution des cellules eucaryotes aux dépend des urcaryotes. Les eucaryotes sont de 3 à 10 fois plus grande que les bactéries en générale. Les protistes sont les premiers eucaryotes unicellulaire à faire leur apparition, ils sont divisés en deux sous-groupes, les protophytes ancêtres de toutes les cellules végétales et les protozoaires ancêtres de toutes les cellules animales. Ce sont probablement les eucaryotes qui ont inventé la reproduction sexuée, leur donnant ainsi un avantage énorme sur le plan de l’évolution et de la diversification biologique. |
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glevesque
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glevesque
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| Posté le: Lun 15 Jan 2007 6:29 pm Sujet du message: |
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Les Premières Colonies de Bactéries :
Aux files des années et des siècles, certaines bactéries se sont regrouper pour former des colonies, afin de facilité leur survie et leur adaptation face à l’environnement. Il s’agit de l’émergence des toutes premières sociétés cellulaires qui cohabite ensemble et effectue un certain type de partage ou division du travail de survit. Comme les stromatolithes (photo ci-haut) qui sont les premiers vestiges calcaires de colonie de cyanobactérie, qui ont peuplé la terre à cette époque. Les cellules se trouvaient donc regroupés à des endroits bien différents à l’intérieur de ses colonies. Elles avaient donc accès aux différents éléments nutritifs du milieu de manières très différentes, selon les positions respectives qu’elles occupaient à l’intérieur de celle-ci. Pour assurer ainsi leur survie, certaines de ses bactéries se sont donc mises à coopérer de plus en plus étroitement avec leurs entourages, en échange ou en transférant de temps à autres, certains de leurs éléments nutritifs ou produit de métabolisme. Processus qui a été grandement facilité par la suite par l’intervention de certaines formes de mutations génétiques, qui ont été effectués de manière tout à fait aléatoire, mais complémentaire sur le plan de l’adaptation et de l’évolution.
Plusieurs facteurs environnementaux peuvent interagire avec l’ADN et causés toutes sortes de mutations, comme les rayons ultraviolets, certaines substances chimiques, la foudre et des erreurs de transcriptions, etc... Les bactéries ont ainsi évoluées, en favorisant et en établissant différentes formes de contactes très étroits entre elles et leur environnement et par différente forme de communication intra et extracellulaires, effectués de manières quasi permanentes entre elles. Les différentes formes de communications entrent les bactéries, étaient alors rendu possible grâces à différents processus biochimiques et génétiques axés sur certaines molécules organiques, ce trouvant alors situées à la surface de la membrane cellulaire des bactéries, ligand et récepteurs. Ainsi certaines d’entres-elles vont se spécialiser de plus en plus et se concentrée d’avantage sur la production et la sécrétion de différentes molécules, qui seront par la suite évacuée à l’extérieur d’elles pour informer les autres bactéries de ses besoins essentielles (activateur exogène de certaine séquence génétique). Nous avons ici l’ancêtre du mécanisme cellulaire, qui est reliés à la sécrétion et à la communication à distance, qui est effectuées entre autres par certains type d’hormones ou de facteurs biochimiques.
De file en aiguille, avec les différentes formes de mutations génétiques, qui seront à l’avenir orientées sur les différents aspects de la communication intra et extracellulaire. Vont avoir une certaine forme de répercussion complémentaire sur le plan moléculaire et biochimique, qui seront acquissent par différentes modifications effectuées sur la structure génétique interne de ses bactéries, et devenir par la suite une acquisition qui sera de plus en plus diversifier et complexes. La cellule possède différentes stratégies moléculaires et biochimiques pouvant lui permettre de s’adapter à son environnement, et d’acquérir ainsi une certaine forme d’équilibre. Elles possèdent également des mécanismes d’ingénieries moléculaires, servant à la réparation de leurs brins d’ADN, qui à ses époques très reculées de l’évolution de la vie, n’était tout simplement pas aussi performante qu’actuellement. Plusieurs formes de mutations sont alors rendues possibles, par des erreurs effectuer pendant la transcription et la copie de l’ADN, lors de la division cellulaire des bactéries. Les cellules bactériennes possèdent également différents mécanismes leurs permettant d’échangés entres-elles, certaines morceaux d’ADN. La conjugaison bactérienne comme moyen de reproduction.
D’autres phénomènes génétiques sont également mis en jeu, comme la découverte en 1940 des séquences mobiles d’ADN pouvant se déplacer à l’intérieur de la structure génétique d’une cellule. Élément transposable permettant une diversité génétique, encore plus grande face à l’évolution des espèces. Elle consiste pour la cellule à couper une certaine partie de son ADN, dans le but de la recoller à un autre endroit, situé à l’intérieur de sa structure génétique. Le morceau d’ADN, se trouvant ainsi déplacer de sa position initiale et recoller ailleurs dans la structure génétique de la cellule. Elle favorise ainsi différentes formes d’adaptations possibles et accidentelles envers l’expression de nouvelles caractéristiques moléculaires, biochimiques et génétiques des cellules face à leur environnement, tout en augmentant du même coût ses différentes possibilités de survie. Dont certaines de ses caractéristiques, étant les plus favorables à l’évolution et à l’adaptation des cellules envers leur milieu, seront désormais transmises et conservées sous forme héréditaire, favorisant ainsi la survie de l’espèce sur le plan de la sélection naturel. Tandis que les autres cellules et bactéries n’ayant pas réussit, en des temps raisonnables à s’adapter adéquatement à leur nouveau milieu et à leur environnement. Seront tout simplement remplacer par les nouvelles générations, dont ceux n’ayant pas les mêmes caractéristiques d’adaptation génétiques face à leur environnement, seront tout simplement appeler à disparaître.
C’est le processus standard qui est attribué à l’évolution de la vie et à la sélection naturelle des espèces, ou le plus fort envers ses différentes capacités d’adaptations sur le plan génétique et physiologique, l’emporte tout simplement sur les autres et assure ainsi à sa descendance les meilleurs attributs génétiques possibles. Certaines de ses mutations accidentelles effectuées sur le plan génétique, ont ainsi favorisé différentes interventions possibles sur l’environnement, qui par le développement et l’adaptation de leur différente fonctionnalité, dont certaines d’entre elles se sont tout simplement révélés très utiles. Ont tout simplement été sélectionné afin de favoriser une meilleure adaptation possible face à l’évolution.
Adaptation qui résulte en fait d’un processus purement biochimique, visant tout simplement des meilleures affinités électrochimiques complémentaires sur l’état vibratoire et réactionnel des différentes molécules impliquées dans ses différentes réactions chimiques et processus d’équilibre chimico-dynamique. Ainsi selon la position occupée par une bactérie à l’intérieur d’une colonie quelconque. Différents processus biochimiques, faisant partie d’un ensemble de possibilité génétique beaucoup plus vaste et pouvant être exprimé en fonction des différentes situations d’équilibre et de complémentarité environnementale, biologique et biochimique. Seront tout simplement sélectionnés et mis en contribution pour répondre aux différents besoins de survie des bactéries. Peut importait désormais la position occupée par une bactérie à l’intérieur de la colonie.
Ces différentes contributions sur le plan génétique et biochimique, qui ont été acquit à travers toute l’évolution, seront désormais sélectionnées et activées en fonction de certains facteurs environnementaux, qui seront alors capter et traduit par les cellules, afin de mettre en activité certaines région génétique axée sur la production de certaines protéines et enzymes. Dont l’activité et l’action première, sera d’effectuées une certaine forme de complémentarité biochimique, visant un meilleur équilibre fonctionnel et dynamique de la cellule face à son environnement. C’est un mécanisme qui est basé sur la communication et la spécialisation cellulaire, par différents processus d’activations de certaine séquence génétique d’ordres complémentaires, et ceci afin d’adapter la survit de la bactérie en fonction de la position exacte, qu’elle pourrait occuper désormais à l’intérieur d’une colonie. De cette manière, les bactéries d’une colonie pourront êtres désormais situés à n’importe qu’elles endroit de celle-ci, et même changer de place. Ce phénomène sera par la suite à l’origine des différents gènes homéotiques, qui sont axés sur le développement et la segmentation des cellules. Phénomène qui est d’ailleurs essentielle à la différenciation et la spécialisation des cellules, composant les différents organismes pluricellulaires. |
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glevesque
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| Posté le: Lun 15 Jan 2007 6:33 pm Sujet du message: |
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Les Organismes Pluricellulaires :
(Gènes de développement et gènes hox)
(Les éponges et les plantes, ne possèdes pas de gène hox. par contre les plantes ont une sorte d'équivalence pour ce type de gène d'identité segmentaire)
Ceci termine l’évolution de la vie unicellulaire, qui a été le processus de l’évolution de la vie la plus longue sur terre, s’échelonnant sur une période de temps de plus de deux milliards d’années environ. Nous allons maintenant nous diriger vers la vie pluricellulaire, qui est responsables de tout la biodiversité des organismes supérieurs, vivant actuellement sur notre planète. Elle représente d’ailleurs, les formes de vie les plus complexes du règne animal et végétal, face à l’évolution. L’étape suivant envers l’évolution de la vie, allait être et devenir très déterminant, sur le plan structurel des organismes vivants. Il s’agit de plusieurs types de mutations génétiques successives, qui ont favorisé une certaine forme de contrôle hiérarchisé sur le plan génétique, et visant une certaine catégorie de gène bien spécifique, qui pouvaient désormais contrôler et régulariser l’expression de plusieurs autres gènes. Ceux-ci possédaient des caractéristiques fonctionnelles bien définis, et acquis à des époques bien différentes à travers l’évolution et qui allait favoriser un meilleur équilibre envers les milieux extérieurs et environnementaux. Ici il s’agit des véritables gènes homéotiques de segmentation et de développement cellulaire (et les gène qui les controle, gène mère Gap, père-rule et de polarité segmentaire dorso-ventral, antéro-postérieurs, voir le liens plus haut ), qui ont été acquit seulement par les cellules de type eucaryote les plus évoluées. Désormais et pour la première fois dans toute l’histoire de l’évolution de la vie sur terre, une seule cellule sera nécessaire pour développer un organisme vivant complet et très complexe. Constituer de plusieurs organes physiologiques très différents et bien définis, et qui seront étroitement reliés entre eux par différent processus de communication et de différenciation cellulaire, le tout étant sous contrôle génétique. Cette époque remonte à plus de 900 millions d’années environ, à l’époque géologique correspondant au Précambrien et qui est caractérisée par une sorte d’explosion des organismes vivants pluricellulaires à corps mous, comme les méduses et les éponges.
Dernière édition par glevesque le Lun 15 Jan 2007 7:02 pm; édité 1 fois |
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glevesque
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| Posté le: Lun 15 Jan 2007 6:34 pm Sujet du message: |
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Origine des différents capteurs sensoriels :
Certaines caractéristiques cellulaires déjà acquises et bien définis envers l’évolution des organismes unicellulaires et pluricellulaires, vont désormais servires d’ébauches pour le développement de cellule et d’organe, pouvant servir de récepteur sensoriel envers les différents stimulent en provenance de leur environnement. Voici donc une petite description, qui est d’ailleurs très hypothétique, sur l’origine et l’évolution de ces différentes caractéristiques, sur le plan cellulaire et génétique, dont la vie allait encore une foi vouloir garder la trace tout au long de son évolution. Ces différentes formes de caractéristiques moléculaires et biochimiques, sur le plan génétique et cellulaire, allaient devenir très déterminantes par la suite, envers l’évolution des organismes vivants pluricellulaires. Ainsi les différentes formes de contactent et de jonctions extracellulaires, et les différentes formes de communication inter et extracellulaires, établis entres les bactéries d’une même colonie, allaient servire de base pour la création de nouveaux type cellulaire, véritable ancêtre des cellules nerveuses et sensorielles.
Les différents processus biochimiques et génétiques, qui interviennent dans les communications cellulaires et pour l’établissement de jonction de contacte entre les bactéries. Vont tout simplement évolués et devenir petit à petit très spécialisé dans la détection de différents paramètres physico-chimiques, électrochimiques et photo-chimiques de l’environnement. Les bactéries thermophiles, qui sont les plus vieux organismes procaryotique vivant à faire leur apparition sur terre, vont tout simplement transmettes certaines de leurs caractéristiques biochimiques acquises sur le plan génétiques, aux futures générations de bactéries. Afin de leur permette entre autre la détection de différente variation thermique de leur environnement immédiat. Donnant ainsi naissance beaucoup plus tard, à de véritables cellules sensorielles de type nerveuses sensible à la détection de la chaleur, et faisant partie de nos cinq sens actuelles. Ici il s’agit d’une bifurcation évolutive et structurelle des organismes vivants qui allait permettes un niveau réactionnel et interactionnelle plus grande face aux différents milieux de vie en évolution. (très hypothétique)
La pression exercer par le flux et le relut des marées, pouvait être un indicateur éventuel pour les bactéries de la venue de leur source de nourriture ou d’un danger potentiel. Les marées de cette époque, était 30 fois plus fortes que celles d’aujourd’hui, elles pouvaient donc avoir de réelle impacte sur le par tour des mers et des océans, pouvant même menacer la survie des bactéries et de leur colonie également. La lune était 3 fois plus proche de la terre, qu’elle ne l’est de nos jours et elle en faisait le tour en 5 jours seulement, ce qui a eu comme conséquence directe d’accélérer la rotation terrestre, qui s’effectuait alors en une dizaine d’heures seulement. Aujourd’hui la lune s’éloigne toujours de nous, de quelques centimètres par années, ralentissant ainsi la rotation terrestre, de quelques secondes par millénaires.
Les différentes pressions exercées sur la membrane cellulaire des bactéries, subissant alors des compressions et des entassements réguliers d’ordre physico-chimiques et pouvant être causées par le vent, les marées et les tempêtes etc… Vont donner naissance petite à petit à d’autres types cellulaires très spécialisés, possédant des caractéristiques d’ordres sensorielles, et ceci après plusieurs types de mutation effectués de manière purement aléatoire. Favorisant ainsi la survie des bactéries par l’intermédiaire de nouvelle capacité, qui leur permettraient désormais de détecter certain phénomène d’ordre environnemental. Leur permettant également d’orienter et d’ajuster certaines de leurs activités biochimiques, afin de réagir rapidement et de manière adéquate à cette nouvelle situation pouvant menacer leur survie.
Ces différents processus d’adaptations sur le plan génétique, pourraient bien êtres à l’origine des premières cellules sensorielles spécialisées dans le toucher et la détection des variations de pressions, aux différentes cellules spécialisés dans la détection de certains composées chimiques, comme pour le goût avec nos papilles gustatives et finalement aux cellules spécialisées dans l’audition et pour le maintient de l’équilibre, comme pour les cellules nerveuses de la cochléaire et de l’appareille vestibulaire de notre oreille interne. Les bactéries photosynthétiques, vont plutôt favoriser une évolution et une transmission des différentes caractéristiques moléculaires, reliées aux phénomènes photo-chimiques de nos cellules sensorielles impliqués dans la vision, comme les cellules en formes de cônes et de bâtonnets de la rétine de l’œil. Toutes ses différentes caractéristiques biologiques et physiologiques, acquises sur le plan de l’évolution cellulaire et génétique, ont étés transmis en gardées à l’intérieur des séquences d’ADN des cellules, et ont tout simplement étés activés au moment voulut et selon les différentes pressions environnementales visant des états d’équilibre et d’harmonie structurelle toujours grandissant. Représentant alors une forme d’intron génétique, ou de structure génétique non utilisés avant leur activation.
Les prochaines poussées évolutives des organismes vivants d’ordre supérieurs, vont ainsi favoriser le développement anatomique et physiologique de l’œil et de la vision, ainsi que plusieurs autres types d’organes biologiques. Cela est rendu possible grâce à différents mécanismes génétiques, axés sur la différenciation et la spécialisation cellulaire, comme les gènes homéotiques. Mécanisme qui est d’ailleurs contrôlé entièrement par les différents processus de la communication cellulaire, et effectué par l’intermédiaire de différents signaux chimiques qui sont alors libérés à l’extérieur des cellules et ayant comme objectif de coordonner l’ensemble du développement d’un organisme vivant pluricellulaire. Ces différentes molécules ont pour objectifs, d’activé certains séquences génétiques des cellules, afin de faire ressortir certains traits bien caractéristiques, reliés à certaines fonctionnalités biochimiques des cellules et servant entre autre à maintenir une certaine forme d’équilibre structurelle, entre les différents tissus et organes d’un organisme vivant face à son milieu de vie.
Les différentes propriétés reliées aux déplacements des bactéries primitives, vont ce développer et contribuer aux futurs attributs des cellules musculaires, adapter pour le mouvement des organismes supérieurs. Les différents processus biochimiques et génétiques, impliqués dans la nutrition et la défécation des résidus, ainsi que les différents mécanismes impliqués encore une fois dans les différents processus de la communication inter et extracellulaire. Vont évolués pour finalement donner naissance aux premières cellules spécialisées dans la sécrétion d’hormone et de défense immunitaire. Toutes ses différentes caractéristiques génétiques et évolutives, seront désormais contenus et regroupés à l’intérieur de la structure génétique de toutes les cellules d’un organisme vivant, présentant ainsi les mêmes caractéristiques et attributs génétiques de base face à l’évolution et envers également les différents processus d’adaptations.
Par la suite, la vie poursuivra son évolution à la surface de la terre, en prenant alors différentes formes de vie végétales et animales. Elle avancera incontestablement aux files des époques et des aires géologiques, pour finalement aboutire à notre époque avec une si grande diversité biologique. La période géologique du Cambrien, qui remonte à plus de 600 millions d’années, est bien caractérisé par l’évolution et par la progression très rapide des organismes vivants pluricellulaires, comme les plante et les animaux aquatiques. Tous ses différents processus envers l’origine et l’évolution de la vie, ne sont donc pas attribuable au hasard seul. Mais font réellement partis d’un ensemble de possibilité et de probabilité beaucoup plus vaste, porté sur l’évolution chimique et biochimique de la matière, qui est alors orientée vers des structures de la matière de plus en plus complexe, et faisant partie de la manifestation des différentes lois de la nature.
Pour résumer notre histoire sur l’origine et l’évolution de la vie sur terre, nous pouvons dire que la gravitation réunis et concentre vers un ou plusieurs points bien spécifiques de l’espace. Les différentes concentrations en élément, constituées entre autre de molécule et de poussière de toutes sortes et qui se trouvent alors piégées dans un milieu interstellaire en pleine transformation. La matière subira par la suite différente réactions physico-chimiques et électrochimiques, envers les différentes propriétés physiques, chimiques et électromagnétiques de la matière se trouvant alors dans le milieu en question, pour finalement subire une certaine forme de convergence structurelle et évolutive de plus en plus complexe du système. Ces différents processus et mécanismes naturels de l’évolution structurelle de la matière, peuvent très bien expliquer et conduire à l’évolution et au développement de la vie, et pourquoi pas vers la conscience, si les conditions du milieu lui son alors favorable et le permette, comme cela c’est déjà produit envers l’évolution notre propre espèce sur terre. Après l’origine et l’évolution de la vie, il nous reste qu’à entrevoir l’évolution de l’espèce humaine.
Et pour finir un petit peut d'imagination, et pourquoi pas. La vie est en fait un vaste milieu d’échange d’énergie, qui visent des organisations structurelle et moléculaire de plus en plus complexe de la matière organique, selon certains états vibratoires qui implique tout sorte de réaction évolutive de la matière. L’eau est un solvant organique par excellence, son caractère bipolaire favorise différente réaction moléculaire selon les niveaux d’énergies mis en causes. Deux antagonismes chimiques et très réactionnels sont alors mis en présence, il s’agit de l’oxygène et de son potentiel électronénatif très élevé, et de l’hydrogène avec son potentiel électropositis très élevé. Sous d’autre condition environnementale l’ammoniac peut jouer le même rôle de solvant organique (NH3). Nous sommes loin de connaître tous les différents milieux évolutifs planétaires, chaque planète extrasolaire ont en fait leur propre condition évolutive, en pression de surface, en composition de leur atmosphère, en différant concentration en éléments constructifs. |
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glevesque
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| Posté le: Lun 15 Jan 2007 6:35 pm Sujet du message: |
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Différentes Formes de la Vie :
La vie est en fait un vaste milieu d’échange d’énergie, qui visent des organisations structurelle et moléculaire de plus en plus complexe de la matière organique, selon certains états vibrationnelle qui implique tout sorte de réaction évolutive de la matière. L’eau est un solvant organique par exellence, son caractère bipolaire favorise différentes réaction moléculaire selon les niveaus d’énergies mis en causes. Deux antagonisme chimique et très réactionnelle sont alors mis en présence, il s’agit de l’oxygène et de son potentiel électronénatif très élevé, et de l’hydrogène avec son potentiel électropositis très élevé. Sous d’autre condition environnemental l’amoniac peut jouer le meme role de solvant organique (NH3). Nous sommes loins de connaître tout les différents milieu évolutif planétaire, chaque planete extrasolaire ont en fait leur propre condition évolutive, en pression de surface, en composition de leur atmosphère, en différentes concentration en élements consicutif……
D'autres exemple :
Cycle métabolisme (biochimique) de Calvin ou de Creb :
-Respiration aérobie : XH2 + 1/2 O2 -> X + HO2
-Respiration anaérobie : XH2 + Y -> X + YH2
Y peut être NO3- (nitrate): 2 NO3- + 10 e- + 12 H+ ->N2 + 6 H2O
Y peur être SO2- (sulfate): 2 SO2- + 8 e- + 8H+ -> 2S- + 4 H2O
OU Encore :
Bactéries Nitrifiantes :
Subtrat(s) NH3 --- Produit d'oxydation NO3-(ion nitrate)
Bactéries Oxydant le Soufre :
Subtrat(s) H2S (sulfure), S, S2O3 --- Produit d'oxydation SO42-(ion sulfate)
Bactéries Oxydant le Fe²+ :
Subtrat(s) Fe2+(ion ferreux) ]--- Produit d'oxydation Fe+++(ion ferrique)
Bactéries oxydant H2 :
Subtrat(s) H2 --- Produit d'oxydation H2O
Il en a encore d'autre, mais que je ne connais pas : comme NO3- : respiration anaérobie et etc... |
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glevesque
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| Posté le: Lun 15 Jan 2007 6:36 pm Sujet du message: |
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Mars, Europa, Titan, les Mystérieuses.
La vie c'est quelque chose qui est isolé de son propre environnement immédiat, mais en étroite relation chimique avec celui-ci. Capable également de réaction et de rétro-action dynamique sur son propre équilibre interne avec capacité de ce reproduire et de s'auto-entretenire. La vie est un ensemble de processus chimique enfermer dans un micro environnement fonctionnel et séparer de son milieu extérieur par une sorte de membrane ou autre, mais capable d'interagire de manière quasi autonome sur l'ensemble de s’est propre fonctionnalité par l'apport d'énergie et de minéraux extérieurs à elle-même. La vie est également capable de mouvement auto-entretenut selon une sorte de volonté moléculaire et a induction chimique visant toute sorte de complémentarité structurelle sur le plan chimique.
Dans le domaine de la recherche aérospatiale et de l’exploration interplanétaire, nous pourrions assister très prochainement à la découverte de certains composée organiques très primitifs, soit sous forme fossilisée ou qui évolue déjà à la surface d’une d’autre planète ou d’un satellite naturel de Jupiter ou de Saturne par exemple. Ainsi on pourrait assister en directe aux différents processus biochimiques qui ont abouti sur terre à l’origine et à l’évolution de la vie, et même pourquoi pas de découvrir une nouvelle forme de vie unicellulaire très primitive.
La découverte d’une quelconque forme de vie qui évoluerait ainsi sur une autre planète que la terre. Serait pour l’espèce humaine une découverte extraordinaire, et bouleverserait alors toute notre conception acquise et nos certitudes sur l’Univers. Elle favoriserait une prise de conscience extraordinaire pour le genre humain, et remettrait en cause les prémisses même qui découlent de l’observation directe des lois de la nature. Mais quel soulagement de savoir enfin que nous ne sommes peut-être pas les seuls êtres évolués et dotés d’intelligences dans l’univers ? Les dimensions philosophiques, religieuses en prendraient pour leur rhume, et il faudrait les changer de manière à les rendent plus Universelle et plus juste. Cela mettrait fin et de manière définitive à notre sentiment de supériorité et d’unicité à travers l’Univers (automorphisme). Regardons maintenant dans notre propre système solaire, et voyons les différentes possibilités qu’il nous offre à ce sujet.
La première planète en liste qui nous vient émiettement à l’esprit et qui peut nous offrires de t’elle possibilité, est bien sur la planète Mars. Situé à plus de 228 millions de km du soleil avec un diamètre de plus de 6 795 km, soit à peut près de la moitié du diamètre terrestre. Mars se trouve à l’intérieur de la zone de viabilité du système solaire, qui est favorable à l’éclosion et au développement de la vie. Cette petite planète de couleur ocre de par l’oxydation du fer contenu dans son sol, possède une température moyenne qui varie de +200 C à –600 C dans les régions équatoriales de la planète, mais cela n’a pas toujours été le cas. Elle pourrait nous réserver de grande surprise sur l’origine et l’évolution de vie. Événement qui serait situé à une époque très lointaine dans son passé, et dont certaine trace pourrait être encore préservée sous forme de fossile dans le sous-sol qui est gelé en permanence. Les premières traces d’organismes unicellulaires fossilisés en provenance de cette planète, semble bien avoir été trouvé tout récemment à l’intérieur d’un météorite (ALH84005) récupéré en article, et vieux de plus de 16 millions d’années environ.
Mars fut à une époque très lointaine beaucoup plus actif qu’elle l’est actuellement. Il y a 3,5 milliards d’années environ, le mont Olympus qui est d’ailleurs le plus gros volcan du système solaire, était alors en pleine éruption et celle-ci à sûrement durée plusieurs millions d’années vues de son importance. Il est à noter qu’il existe un gigantesque crater d’impacte qui se trouve tout juste à l’opposée de la planète et du mont Olympus, il s’agit du cratère Héllas qui date à peut-prés de la même époque. L’impacte a dut être d’une incroyable puissance et il est peut-être même le véritable responsable de l’activité sismique et volcanique de Mars datant de cette époque. D’autre caractéristique de la géologie martienne démontre sa très grande activité sur le plan géologique et sismique à une époque très ancienne. Comme la vallée Marinéris qui est une faille de plus de 4 milles km de long et de 4 km de profondeur, atteignant par endroit plus de 120 de km de largeur. S’agit-il d’un début de tectoniques des plaques qui aurait alors mal tourné et avortée, par manque d’énergie, ou s’agit-il d’un événement cataclysmique du genre de celui de la collision avec un gigantesque astéroïde qui aurait donné naissance au cratère d’impacte Hellas. Ont retrouve également à la surface de Mars la trace d’ancien nit de fleuve et de rivières, et dont la présence a été confirmée par les missions Spirit et Oppertunity en 2004. Il y a donc déjà eu à la surface de Mars, une très grande quantité d’eau (hématite Fe2O3).
Dans le premier milliard d’années de sa formation, Mars à sûrement subis différents processus géologiques de très grandes ampleurs, qui ont alors favorisé la formation d’une atmosphère plus dense que celle qu’elle possède actuellement. Composer essentiellement de CO2, la température moyenne de sa surface, était à cette époque beaucoup plus élever également. L’évolution de la matière inorganique en matière organique par différentes réactions chimique, à sûrement eu lieu sur la planète à cette époque et ce processus de l’évolution de la vie c’est très probablement poursuivit jusqu’au premier stade de la vie unicellulaire. À cette époque également la planète contenait une très grande quantité d’eau. De nos jours cette eau est répartie dans ces régions polaires ou enfouis sous le sol gelé en permanence de la planète.
Continuons maintenant notre tour d’horizon du système solaire, et regardons de plus près, les autres possibilités qui peuvent s’offrir à-nous, dans notre quête sur les débuts de la vie. Passons la ceinture d’astéroïdes et dirigeons-nous vers la planète Jupiter. Nous avons plusieurs candidates possibles à proximité de Jupiter, dont trois de ses satellites principaux que sont Callisto, Ganymède et surtout Europa. Europa est situé à plus de 670 000 km de la planète, avec une orbite rapide qu’elle effectue en 3,5 jours et un diamètre de 3126 km, à peine plus petite que la Lune avec c’est 3473 km. Les océans qui sont situer tout en profondeur d’Europa, et sous une épaisse couche de glace de quelques 50 kilomètres, pourrait nous réserver un jour de grande surprise sur l’évolution et l’origine de la vie située dans les milieux extrêmes. Europa est situé à peine à 250 000 km de Io et à plus de 400 000 km de Ganymède, celle-ci doit donc subire de fort effet de marée gravitationnelle du Jupiter et de ses deux satellites. Ce qui a pour effet de tirailler sa surface de tout les cotés, et dont l’intensité est plus forte que celle qui est ressentit sur terre par la lune.
Ces différents effets de marée gravitationnelle, sont responsable par exemple de la très grande activité volcanique de Io, avec ses centaines de volcans et caldeiras dont certains étaient actifs aux passages de voyageur 1, qui expulsent de très grande quantité de gaz sulfurique et de soufre dans l’espace et à sa surface.
Les innombrables crevasses et fissures de glace qui sont visible sur tout la surface d’Europa, et qui ont été observées par les deux ondes spatiales voyageur. Seraient-elles causés par les effets directs de la force gravitationnelle de Jupiter, combinée à celle de Ganymède et de Io. Le planché océanique de Europa doit également subire de t’elle processus géologique, ce qui favorise des activités sismiques et volcaniques presque similaires à ceux que subissent les différentes dorsales océaniques de notre bonne vielle Terre. Il s’agirait alors pour Europa, d’une sorte de tectonique des plaques qui est relié à la dérive d’énorme iceberg ou de continent de glace à sa surface, et provoqué par le déplacement d’énorme quantité d’eau. La surface d’Europa paraît également très jeune, ayant que très peut de cratère d’impact à sa surface, ce qui semble indiqué une très grande activité géologique et hydraulique. Les phénomènes sous-marins d’Europa, peuvent également favoriser la création et la formation des cheminées hydrothermales, qui injecteraient tout autour d’elles de grande quantité d’eau chaude à forte teneur en sel et en minéraux de toutes sortes. Ces différentes conditions sont favorables, en toute comparaison faite avec la terre, à l’évolution et au développement de la matière organique et à l’émergence de la vie unicellulaire et pluricellulaire. Un peut comme cela a déjà eu lieu et a toujours lieu présentement sous les océans de la terre, et a proximité des sources hydrothermale chaude. Revoir à ce sujet les origines de la vie dans le chapitre des lois naturelles situé dans la première partie du livre.
Mais que dire vraiment de Titan, le plus gros satellite naturel de Saturne et le deuxième en importance dans le système solaire après Ganymède. Elle est presque aussi grosse que Mercure avec un diamètre de 5150 km, et situé à plus de 1,2 millions de km de Saturne sur une orbite de 15,95 jours (synchrone). La mission d’exploration interplanétaire Cassini-huygens, qui a quitté la Terre le 15 octobre 1997, à larguer le 14 janvier 2005 sur titan un module d’analyse atmosphérique très moderne, afin de procéder à l’analyse de son atmosphère et à pris également de merveilleuses photos de sa surface. Cette la troisième mission après les deux sondes voyager, a nous renseignés sur l’évolution et l’origine des premiers composés organiques et prébiotiques à travers le système solaire.
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Composition de l'atmosphère :
95% Diazote (N2), 2 % Méthane (CH4), Et des traces de benzène (C6H6), propane (C3H8), éthane (C2H6), éthylène (C2H4), Argon, H2O, CO2, l'acide cyanhydrique (HCN), l'acétylène (C2H2), le cyanoacéthylène (HC5N), cyanogène (CN) et d'un épais brouillards composée d'aérosols organiques. Véritables passages plus ou moins obligés de la chimie prébiotique et préorganique. |
La température moyenne de surface est de 94 K (-180° C) avec une pression atmosphérique de 160 kPa (soit 1,5 bar fois plus que la terre).
Ce satellite possède à sa surface une atmosphère très dense de plusieurs dizaines de kilomètres d’épaisseur et de couleur orangée. Il s’agit donc d’une atmosphère de type réductrice, comme c’était la ça dans les toutes premières étapes de la formation de l’atmosphère terrestre, ce qui a favorisé l’éclosion et l’évolution de la vie sur celle-ci par la suite. L’atmosphère de Titan est un véritable laboratoire de chimie organique et prébiotique, avec une température moyenne de –1800 C. Différents processus de synthèse moléculaires et prébiotique sont à l’œuvres dans l’atmosphère de Titan, ayant comme principale source d’énergie les rayons ultraviolets solaires. Les différents composés organiques sont ainsi précipités à la longue à sa surface. Mais que ce passe t’il vraiment à la surface de celle-ci, et dans des endroits bien cachés à l’abri du froid ou enfouis dans le sol de Titan.
Les photos retransmises par Huygens et par Cassini, nous montres des paysages inédits et de toute beauté, composée de rivière et de fleuve bonjourséché qui serpentent à travers montagne, collines et vallées et ceci vers ce qui nous semblent être une plage composée de matière gélatineuse de sable, de glaise et d'hydrocarbure à croûte plus ou moins solide. D'où vient ce méthane qui semble ce dégager du sol de titan de manière quasi permanente, d'un nouveau type de gaz, non plus associé aux gaz des marais comme sur la terre (activité de décomposition oxydative et biologique très inflammable), mais de gaz des plages de titan (site d’atterrissage). Provient-il des régions situées plus en profondeurs et ayant une origine par une sorte d'activité géologique naturelle. Est-il le résidu d'ancienne collision de météorite ayant laissées des nappes enfouis de méthane sous sa surface, proviennent-elles d'une activité cryovolcanique (confirmé en 2005 par Huygens) ou de séisme quelconque, ou encore d'une sorte d'activité tectonique de sa croûte, dont les effets de marée engendrée par l'attraction de Saturne, en serait les causses principaux.
Les forces de marée sur Titan sont d'environ 16 fois plus forte que celle sur terre, ce phénomène de tiraillement géologique est donc assez important et doit sûrement avoir un certain impact majeur pour expliquer quelque peut l'extrême jeunesse de la surface de titan, qui présente une faible densité. Mais que dire si nous découvrions un jour des sources ou des cheminées de type thermal (phénomènes géologiques comparables à nos fameuses sources hydrothermales ou fumeroles sulfureuse situées dans les plus grandes profondeurs de nos océans terrestres et des fausses Abyssales). Y a t-il sur Titan un phénomène de ce genre qui serait enfouit dans les profondeurs de son sol et qui pourrait réchauffer tout ses différents composées organique mélangée avec un peut d'eau liquide. Imaginer la suite si la réponse devrait-être affirmative un de ses beaux jours. Titan, Europa, Ganymède et Mars nous ont pas encore divulgué tout leur secret.
Nous savons que Titan possède une atmosphère très dense, qui est 1 fois et demi plus dense que celle de la Terre (160 kPa ou 1,5 bar contre 1 bar pour la Terre). Elle est composée surtout d'azote moléculaire N2, d'argon, de méthane (CH4) et d'hydrocarbure (CnH2n) de toute sorte. Nous savons également qu'il y a de l'eau sous forme de glace en quantité non négligeable à sa surface, mais également sous forme de vapeur et de petits cristaux de glace dans sa haute atmosphère. Mais les températures de surface ne sont pas trop favorables à l'éclosion et à l'évolution de la vie (-180 oC). Mais quant même, la vie peut-elle tout de même avoir eu de très petite chance d'émerger et de se développer sur ou sous la surface de Titan. Et bien je pense que cela est très probable, bien qu'étant presque impossible selon nos différentes connaissances actuelles sur la question de l'évolution et du développement de la vie dans les milieux extrêmes.
Mais nous savons au moins que Titan est très actif géologiquement et que son atmosphère possède également une activité chimique et prèbiotique très active. Regardons maintenant de plus près qu'elle(s) pourrai(en)t-être(s) le genre d'activité géologique sur Titan qui pourrait expliquer ou être responsable en grande partie de la jeunesse apparente de sa surface. En gros Titan est très peut dense, elle présente une densité bien plus faible que celle de la Lune, elle est de 1.881 et donc à peine plus lourde que l'eau. Ce qui implique qu'elle est composée surtout de roche minérale et silicaté en profondeur et vers ses régions les plus centrales et composées surtout de glace de toutes sortes dans ses régions plus périphérique, se trouvant à quelques dizaines de kilomètre sous la surface. La surface semble bien être un mélange de glace, d'hydrocarbure, de goudrons, de minéraux silicaté ressemblant à de l'argile, de méthane et d'éthane sous forme liquide et solide, d'azote liquide et etc.. Le tout ce retrouve sur plusieurs kilomètres de profondeurs en moyenne. En plus nous savons également que Titan possède une topologie ou une géographie très peut prononcer, le dénivellement est inférieur au kilomètre d'altitude, par rapport au niveau moyen de la surface de celle-ci. Et en plus le module Huygens nous a dévoilé des reliefs représentant des aspects d'écoulements de liquide formant des réseaux très complexes de rivière et de fleuves s'écoulant et dévalent vers des terrains plus bas et d'aspect plus foncé également. Le module Huygens à atterrie également sur un sol qui présente des aspects visqueux ou argileux et croûté en surface dans lequel il s’est enfoncé de 15 cm.
Titan est à une distance de Saturne de plus 1 221 900 km en moyenne, avec une excentricité orbitale de 0.029192, donc celle-ci est plus prononcée que l'orbite terrestre autour du Soleil qui est de 0.017. Cette distance correspond finalement à plus de trois fois celle qui sépare la Lune de la Terre, qui est de 384 400 km. Mais Saturne est 95 fois plus massive que la terre, Titan subit donc des forces de marée qui sont beaucoup plus importante que celle que nous retrouvions sur Terre, soit d'environ 16 fois plus, mais celle-ci est d'une amplitude moins grande, car étant étaler sur une période de plus de 15,950 jours et qui caractérise en fait la période de rotation synchrone de Titan autour de Saturne et qui est d'ailleurs l'équivalent d'une année sur Titan. Mais saturne à une période de rotation sur elle-même de 10 heures 39 minutes, ce qui engendre également certains effet supplémentaire de marée sur Titan. Par contre l'inclinaison orbitale de Titan sur son orbite n'est que de 0.33°, comparativement à 23°26' pour la Terre, ce qui semble bien indiquer que Titan n'aurait pas de phénomène de type saisonnier comme la Terre, mais peut-être sous une autre forme, selon sa position orbitale autour de Saturne et de celle-ci autour du Soleil. Titan reçoit de 15 à 16 fois moins d'énergie du Soleil (14.93 W/m2) que la Terre (240 W/m2).
Nous avons ici un apport d'énergie cinétique et gravitationnelle considérable, (de la même ordre de grandeur que celle que subit Europa par rapport à Jupiter, mais de moindre ampleur que Io) qui peuvent induire des comportements géologiques de cisaillement et de tiraillement différentiel assez importante, selon la densité et la consistance des différentes couche se trouvant intercalées sous la surface de Titan. Étalée sur une très longue période de temps, ses différents processus différentiels engendrés par les effets de marée gravitationnelle, sont très probablement à l'origine de plusieurs phénomènes géologiques, pouvant ressembler quelque peut à une sorte de tectonique des plaques, mais de moindre envergure en amplitude.
De qu'elle genre de phénomènes parlons-nous ici, et bien de cryoVolcanisme à base de liquide, de geysers à base d'azote ou d'hydrocarbure, de formation de crevasse et de chambre ou réservoir de glace s'étant liquéfié avec le temps, de déformation de toutes sortes avec la dilatation et contraction des sols sous l'effet de la remontée des liquides visqueux et argileux chauffés, perçant la surface en s'écoulant comme des rivières au ralentis et boueuse a souhait. Et tout ceci bien sur sens parler des effets causés par la chute d'astéroïde, de météorite et de comète. Tout cela est également très propice à certains égares à l'éclosion et à l'évolution de la vie. En superficie, les températures sont telles qu'éventuellement, des composés conducteurs pourraient se comporter comme supraconducteurs, et il faudra de longues années d'études en laboratoire simulant les conditions "titanesques" pour commencer à comprendre ce monde si radicalement différent de la Terre. Le véritable début de l'étude de titan et de ses mystères, vient tout juste de débuter, et déjà nous avons tout plein de question qui reste en suspends et qui ne demande qu'à être fouillée et éclaircie en plus grande profondeur. L'avenir des recherches fondamentales qui sont axées sur l'origine et l'évolution de la vie, vient de prendre un tout nouvel envole et les promesses de Titan sont d'ordre et déjà favorable aux différentes prémisses de l’évolution prébiotique.
Si nous finissons un jour par trouver des traces de l’évolution de la vie ailleurs que sur terre. Alors cela voudrait donc dire que les différents processus de l’évolution de la vie, pourrait s’être produit ailleurs également que dans notre seul système solaire, du moins nous pouvons l’espérer. Si la vie existe belle et bien sur d’autres planètes dans l’Univers, pourrions-nous un jour leurs rendre visite ou pourrait-il nous rendre visite. Cela pourrait modifier pour toujours notre perception de l’Univers et sur la manifestation de ses lois, qui sont si harmonieuse et remplient de sagesse.
| Citation: |
Les tholins
Les rayons ultraviolets du Soleil et les rayons cosmiques favorisent des réactions chimiques très complexe dans l’atmosphère de Titan (expérience de Carl Sagan et Bishun Khare). Ces différentes réactions chimiques participes à la formation de solide organique, les tholine à base de N2 et CH4.Par la suite ces molécules organiques tombent à la surface. Les tholines mélangée avec de l'eau, formes des acides aminés, des bases nucléotidiques et d'hydrocarbures |
Concernant le silicium comme source possible ou probable pouvant favoriser des sortes de brique quelconque au développement et de l'évolution de la vie. Il ne faut pas oublier que pour le silicium cela regarde également des conditions environnementales et planétaires complètements différentes de la notre et de nos intuitions actuelles vis à vis des connaissances sur le sujet que nous possédons que très partiellement d'ailleurs. Inutile d'essayer de nous prétendre le contraire, car qui peut réellement prétendre le contraire ou se prononcée vraiment sur ce sujet. Sur d'autre planète extrasolaire qui existe en si grande quantité dans cette immensité de l'espace qui nous entoure de toute part, peuvent très bien avoir des conditions t'elle que le silicium pourrais dans certaines conditions et dans des marges impossibles mais peut-être d'ordre probable, être propice à un t'elle scénario de l'évolution et du développement d'une nouvelle source et forme de vie.
Prenez par exemple des conditions environnementale et planétaire très fortement acide et très chaude, le silicium pourrait dans ces conditions êtres ou devenir un composée plus soluble et plus réactif. Mais cela est une autre histoire. Il y a également l'ammoniac (NH3) entremêlé de méthane, qui pourrait intervenir comme solution aqueuse et d'autre composé chimique, comme le fluor, le chlore et que sais-je encore. L'avenir nous le dira peut-être, mais rien n’est absolu dans la nature et le temps peut toujours nous réserver de bien belle et très étrange surprise. Voilà, soyons juste et disons qu'en réalité, nous en savons strictement rien sur ces éventuelles possibilités axées sur les différentes formes d'évolution et de développement de la vie, qui se trouve ailleurs que sur notre propre planète Terre. |
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glevesque
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| Posté le: Lun 15 Jan 2007 6:40 pm Sujet du message: |
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Résumer : (mis à jours 2007)
Représentation de pingus, sur un autre forum.
La terre naissante (les premier 100 à 150 millions d'années de sa formation) présentait belle et bien différents milieux qui étaient propices au développement et à l'évolution des molécules préorganiques et organiques ! L'atmosphère était bien de type réductrice même avec du CO2, car le problème n'est pas dans la composition moyenne de l'ensemble de celle-ci, mais bien selon les biotopes près du sol et des mares d'eau.
Exemple : Vous avez plusieurs petits volcans au loins, des sources hydrothermale qui se trouves en surface et sous de faible profondeur d'eau. Pas très loin on trouve des petite plage qui émerges d'un océan très peut profond avec des Geyser sortant de petite mare d'eau et des flaques d'eau bouillonnantes par ci et par là, ce qui favorise des concentrations en matière organique et en méthane plus grande par accumulation sur leurs bords! Il y a des roches composées d'argiles, des molécule commes les polyphosphates, du fer réduits (ion ferreux et ferrique), du soufre en abondance, et tout plein de composer minéralogique sortant des fumerole noir (méthane et acide cyanéhydrique compris). En surface nous avons de l'humidité, de la chaleur, des nuages épais constitué d'acide sulfurique, et des éclaires en abondance sortant des nuages épais composée de CO2 surtout. Dans le ciel ont peut apercevoir la trainée de quelque petits météorites qui font leurs entrer dans l'atmosphère, en portant notre regard encore plus loin, nous pouvons distinguer leur collision frontale avec la terre, plus loin nous appercevons une comète en approche avec sa chavelure si merveilleuses et remplis de molécules de la vie. La lune exercais également des forces de marée beaucoup plus forte qu'actuellement (30 foix plus) et elle était plus près de la terre (1/3) et tournais autoure de la terre cinq fois plus vite qu'aujourd'uit ! Le soleil brillait moins de ses rayons, soit de plus de 20 %. Et pour finir nous avons l'apport en matière préorganique (HCH, CH2O) et organique par des comètes et des astéorides chondrites carbonnées, apportant des hydrocarbures, des acides gras, des acides aminés et des acides nucléiques.
Et bien il ne manque plus grand chose pour que la vie apparaisse dans ce scénario ! La chimie organique obéits aux lois électromagnétiques et chimico-physique du milieu ! Le nombres d'électrons de valence (électronégativité-positivité) et les différents indices d'ionisations. Ces différentes propriété vont donc permete une évolution croissente vers des niveaux de complexité de plus en plus grande, et favoriser ainsi l'évolution de la matière organique vers le vivant !
Les minéraux des cheminer hydrothermales vont participer à la croissence rapide de certains composer organique (une condensation de CH2O peut donner des hydrate de carbone ou des sucres, une condensation de HCN peut donner des acides nucléiques et du CH2O+HCN peut donné des acides aminés), ceux-ci seront dissous et déposer à travers les interstices des argiles, qui vont agires comme support de synthèse et de polymérisation pour les molécules préorganique en formation. Des petits visicule de lipides à polarité hydrophobe-hydrophile, vont s'accumuler et intégrer à l'intérieurs deux-même, des petits résiduts d'argile (arracher par les marée ou en suspension) et de la matière organique quels supporte et désimule ! Ainsi l'énergie chimique des argiles (potentiel électrique négatif), des polyphosphates et du fer réduit avec du soufre (thioster), vont fournir l'énergie chimique des tout premier lithotrophe (vers Luca). La concentration du méthane (CH4) et de l'Amoniac (NH3) sera plus grande à proximité des fumeurs noire et de ces petits ilos de terre émergent des océans peut profond ! (leurs concentration dissoute est plus grande en plus des apports des comètes et météorites).
Et voilà le schéma de Muller est rétabilit et la vie apparait de matière quasi certaine ! (vive Europa et vive Titan, mais sens oublier IO, Ganymède, Encelade et Mars bien sur !)
PS : J'aurais de besoin d'un illustrateur graphiste pour illustrer cela, posté vos création ici !
Gilles |
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