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IV. GENÈSE, ÉVOLUTION
& DIVERSITÉ
DIVERSITÉ
DES ORGANISMES
Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Terre suffisamment froide pour H2O▼(4.5 Gy), atmosphère e-, pas d’O2
libre, T° semblables
•
Origine exogène (météoritique)
10.000 tonnes/an
Chondrites carbonées (inclusions µm)
>3.5% C et 25% H2O
kérogène
origine abiotique des mol. org.
Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Terre suffisamment froide pour H2O▼(4.5 Gy), atmosphère e-, pas d’O2
libre
•
Origine atmosphérique
Oparin-Haldane (1920) – Urey-Miller (1953)
Mélanges gazeux e- (CH4, NH3, H2O...) + énergie
donnent composés organiques dont A.A., sucres,
bases azotées...
Mais atmosphère primitive non réductrice (voir Venus ou Mars)
O2 vient de photosynthèse > non oxydant
Plutôt neutre (CO, CO2, N2...)
Résultats probants mais moindres
Origine: de la Vie aux "cellulaires"
•
Origine hydrothermale
Répartition selon dorsales
Intrusion magma dans schistes & zéolites (Al SiO-(H2O)n +
métaux), adsorbeurs sélectifs et catalyseurs H+
+ apports d’eau chaude (300°C)
 possibilité de synthèse de matériaux organiques
Origine: de la Vie aux "cellulaires"
•
Origine hydrothermale
Hypothèse de Wachterhaüser: rôle de la pyrite comme catalyseur
métallique de la MO
Origine: de la Vie aux "cellulaires"
•
Origine hydrothermale
•
•
•
sur base d’analyse moléculaire (ARNr), les + anciennes bactéries
sont (hyper)thermophiles et chemolithotrophes
les sources sont-elles à l’origines de la vie OU le refuge de formes
de vie primitives?
elles ont sûrement servi de réservoir lors de catastrophes de
grande ampleur (météorites...)
 importance des recherches sur formes de vie primitive dans
 sources hydrothermales
 Mars, Europe (satellite Jupiter), Io
 Lac Vostok (Antarctique)

et tout lieu où H2O liquide subsisterait grâce à énergie géothermale
Origine: de la Vie aux "cellulaires"
•
Rôle des argiles comme « catalyseurs non enzymatiques »
• Silicate d’alumine + oxydes ou sulfures métalliques + H2O +...
• Système isolé mais ouvert, permettant de catalyser certaines
réactions
• Possibilité d’autoréplication (contreplaqué)
• Possibilité de « construire » des Mol Org à leur surface
• Chaque strate peut être considérée comme porteuse d’information
et susceptible d’irrégularités (cfr code génétique) (modèle CairnSmith)
• Les strates peuvent désquamer et « transférer » leur information
• Problème: passage de 2 à 1 dimension
Origine: de la Vie aux "cellulaires"
•
Origine génique (ARN)
Problème d’être source et finalité....
 Premières cellules vers 3.5 Gy:
Bactéries anaérobies & hétérotrophes
(glycolyse)
 Photosynthèse vers 3-2.7 Gy:
H from H2S (sources H.) puis H2O
premières Cyanophycées.
O2 , + O3, –UV. Poison, peroxysomes,
glycolyse, respiration
Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Apparition des Prokaryotes: vers ~ 3.5 Gy
Apparition des Eukaryotes: vers ~ 1.5 Gy
Mitose
Glycolyse
Méiose
Respiration
Origine: de la Vie aux "cellulaires"
Soupe originelle
3.5 Gy
Anaérobie + hétérotrophie
Glycolyse
puis appauvrie en Mol. Org.
(Chimio-Photo)synthèse
rôle du S puis de l’O2 comme accept.
apparition O2 + O3
détoxication (respi)
Origine: de la Vie aux "cellulaires"
pluricellulaires
J.P. Tournefort
K. von Linné
B. Jussieu
Bernard de Jussieu (1799-1876) : « les caractères, dans
leur addition, ne doivent pas être comptés comme des unités,
mais chacun suivant sa valeur relative, de sorte qu'un seul
caractère constant soit équivalent, ou même supérieur à
plusieurs inconstants, unis ensemble ».
Charles Darwin (fin du 19ème) : « … la classification doit
être basée sur une recherche de parenté ou d’ascendance… ».
exemple de
classification
avec
confusion
entre
phylogénie
&
généalogie
autre exemple de classification erronée
(gésier, bassin,mandibule...)
Willi Hennig (1913-1976):
fondateur de la systématique
phylogénétique
Les parentés évolutives entre espèces
sont exprimées en rassemblant les
espèces en groupes monophylétiques
(clades).
Caractères homologues
Caractères analogues
Phagocytose d’une cyanobactérie
par un eucaryote flagellé
une vue actuelle
de la
classification
du vivant
Virus
Eubactéries:
Deinococcus radiodurans (coques)
Eubactéries: Lactobacillus lactis (bacille)
Eubactéries: Campylobacter jejuni (vibrioïde)
Eubactéries: Treponema pallidum (spirochète)
Eubactéries:
Actinomyces sp.
(mycélium)
Eubactéries:
comparaison des parois
Gram+ <> Gram-
Procaryotes
: principaux embranchements
Importance des Eubactéries
•
Pathogène: bacilles (peste, tuberculose, typhus...)
coques (pneumo-, stphylo-, strepto-...)
vibrions (choléra, ulcère...)
spirochètes (syphilis, m. de Lyme...)
•
Processus de fermentation: industrie alimentaire
•
Dégradation de la matière organique
•
Symbioses (fixation N2 chez Fabacées, poissons
abyssaux, sources hydrothermales...)
•
+++++
fixation N2
Eubactéries
: Cyanobactéries
spécificités
des lipides
de la membrane
des
Archées
Lignées d’Eucaryotes
essentiellement
unicellulaires
1.Alvéolobiontes
chapelet de vésicules aplaties
(=alvéoles) sous la membrane
cellulaire
caractères de l’ARNr
Alvéobiontes : 1. Ciliés
Paramecium
Alvéobiontes : 1. Ciliés
Euplotes
Vorticella
Alvéobiontes : 2. Dinophytes
Alvéobiontes : 2. Dinophytes
marée rouge
Alvéobiontes : 3. Apicomplexés
Plasmodium
malariae
Lignées d’Eucaryotes
essentiellement
unicellulaires
2. Actinopodes
cellule hérissée d’axopodes et de
spicules recouverts de cytoplasme
Actinopodes : 1. Radiolaires
Actinopodes : 2. Acanthaires
Lignées d’Eucaryotes
essentiellement
unicellulaires
3. Foraminifères
filopodes réticulés soutenus par
cytosquelette
test glycoprotéique (+CaCO3)
Foraminifères
globigérine
falaises de Douvres
Lignées d’Eucaryotes
essentiellement
unicellulaires
4. Euglénobiontes
feuillets de microtubules corticaux soustendant la membrane cellulaire
mitochondries particulières
Euglénobiontes :
1. Euglénophytes
Euglénobiontes :
2. Kinétoplastidés
Leishmania
Trypanosoma
Lignées d’Eucaryotes
essentiellement
unicellulaires
5. Rhizopodes
extensions de pseudopodes
Rhizopodes
forme nue

et avec thèque

Lignées d’Eucaryotes
essentiellement
unicellulaires
6. Mycétozoaires
alternance de phases uni- et
pluricellulaires
plasmode
caractères génétiques propres
Mycétozoaires :
1. Myxomycètes
stade plasmode de
Physarium
Mycétozoaires : 2. Acrasiomycètes
stade unicellulaire amiboïde

et
stade plasmode fixé 
de Dictyostelum
la Lignée Brune
chloroplastes à 4 membranes
reticulum paraplastidial
pigments particuliers (fucoxanthine)
Lignée Brune : 1. Straménopiles
1a. Bacillariophycées
(Diatomées)
Lignée Brune : 1. Straménopiles
1a. Bacillariophycées
frustules (SiO2)
mode de division asexuée des Diatomées
Lignée Brune : 1. Straménopiles
1b. Phéophycées
algues brunes
Lignée Brune : 1. Straménopiles
1c. Oomycètes
mildiou de la vigne
Lignée Brune : 2. Haptophytes
Coccolithophoridées
falaises de Douvres