Quand a commencé l'évolution de la vie sur Terre?
L'évolution de la vie sur Terre a commencé avec l'apparition du premier
Les tapis cyanobactériens et les archées étaient dominantsforme de vie au début de la période archéenne et ont constitué une étape évolutive énorme de cette époque. La photosynthèse de l'oxygène, apparue il y a environ 2,5 milliards d'années, a finalement conduit à l'oxygénation de l'atmosphère, qui a commencé il y a environ 2,4 milliards d'années.
Les premières preuves d'eucaryotes remontent àIl y a 1,8 milliard d'années, bien qu'ils soient apparus plus tôt - la diversification des eucaryotes s'est accélérée lorsqu'ils ont commencé à utiliser l'oxygène dans leur métabolisme. Plus tard, il y a environ 1,7 milliard d'années, des organismes multicellulaires ont commencé à apparaître avec des cellules différenciées pour remplir des fonctions spécialisées.
Il y a environ 1,2 milliard d'années, le premieralgues, et il y a déjà environ 450 millions d'années - les premières plantes supérieures. Les invertébrés sont apparus pendant la période édiacarienne et les vertébrés sont apparus il y a environ 525 millions d'années lors de l'explosion cambrienne.
Au Permien chez les grands vertébrésLes synapsides, ancêtres des mammifères, prédominaient, mais les événements de l'extinction du Permien (il y a 251 millions d'années) ont détruit 96 % de toutes les espèces marines et 70 % des espèces de vertébrés terrestres, y compris la plupart des synapsides.
Pendant la période de récupération après ce sinistreLes archosaures sont devenus les vertébrés terrestres les plus répandus et ont remplacé les thérapsides au milieu du Trias. À la fin du Trias, les archosaures ont donné naissance aux dinosaures qui ont dominé le Jurassique et le Crétacé.
Les ancêtres des mammifères à cette époque étaientsont de petits animaux insectivores. Après l'extinction du Crétacé-Paléogène, survenue il y a environ 66 millions d'années, tous les dinosaures non aviaires ont disparu, ne laissant que les crocodiles et les oiseaux comme archosaures.
Après cela, les mammifères sont rapidement devenusaugmentation de la taille et de la variété, puisque maintenant presque personne ne leur faisait concurrence. De telles extinctions de masse ont probablement accéléré l'évolution en permettant à de nouveaux groupes d'organismes de se diversifier.
Les restes fossiles montrent que la floraisonles plantes sont apparues au début du Crétacé (il y a 130 millions d'années) ou un peu plus tôt, et ont probablement contribué à faire évoluer les insectes pollinisateurs. Les insectes sociaux sont apparus à peu près au même moment que les plantes à fleurs. Bien qu'ils n'occupent qu'une petite partie du «pedigree» des insectes, ils représentent actuellement plus de la moitié du total.
Les humains sont l'un des primates qui ont commencé à marcher debout il y a environ 6 millions d'années. Bien que la taille du cerveau de leurs ancêtres soit comparable à celle d'autres hominidés, comme les chimpanzés.
L'émergence de la vie
Selon le concept moderne du monde de l'ARN,L'acide ribonucléique (ARN) a été la première molécule à s'auto-répliquer. Des millions d'années auraient pu s'écouler avant que la première molécule de ce type n'apparaisse sur Terre. Mais après sa formation, la possibilité de l'émergence de la vie est apparue sur notre planète.
La molécule d’ARN peut fonctionner comme une enzyme, joignant les nucléotides libres en une séquence complémentaire. C'est ainsi que l'ARN se multiplie.
Mais ces composés chimiques ne peuvent pas encore être appelésun être vivant, car ils n'ont pas de frontières corporelles. Tout organisme vivant a de telles limites. Ce n'est qu'à l'intérieur d'un corps isolé du mouvement chaotique externe des particules que les réactions chimiques les plus complexes peuvent avoir lieu, permettant à la créature de se nourrir, de se reproduire, de se déplacer, etc.
L'apparition de cavités isolées dans l'océan -le phénomène est assez courant. Ils sont formés par des acides gras (acides aliphatiques) qui pénètrent dans l'eau. Le fait est qu’une extrémité de la molécule est hydrophile et l’autre hydrophobe.
Les acides gras piégés dans l'eau forment des sphères de telle sorte que les extrémités hydrophobes des molécules se trouvent à l'intérieur de la sphère. Peut-être que les molécules d'ARN ont commencé à tomber dans de telles sphères.
Une cavité isolée créée par des molécules de phospholipides
- Premier métabolisme
La capacité de se reproduire et la présence de limites corporelles -ce ne sont pas tous les signes qui distinguent un être vivant de la nature inanimée. Pour se reproduire dans une sphère d'acides gras, la molécule d'ARN a dû ajuster le processus métabolique.
- Première division cellulaire
Comment sont nées les premières cellules, constituées deLes molécules d’ARN et les membranes d’acides gras sont actuellement inconnues. Peut-être que la nouvelle molécule d’ARN construite à l’intérieur de la membrane a commencé à s’éloigner de la première.
À la fin, l'un d'eux a percé la membrane. Avec la molécule d'ARN, une partie des molécules d'acides gras est restée, qui a formé une nouvelle sphère autour d'elle.
Précambrien ou cryptose
Le Précambrien a duré près de 4 milliards d'années.Pendant cette période, des changements importants ont eu lieu sur Terre: la croûte s'est refroidie, les océans sont apparus et, surtout, la vie primitive est apparue. Cependant, les traces de cette vie dans les archives fossiles sont rares, car les premiers organismes étaient petits et n'avaient pas de coquille dure.
Le Précambrien représente la majeure partie de l'histoire géologique de la Terre, soit environ 3,8 milliards d'années. De plus, sa chronologie est bien moins développée que celle du Phanérozoïque qui lui a succédé.
La raison en est que les résidus organiques dansLes gisements précambriens sont extrêmement rares, ce qui est l'une des caractéristiques distinctives de ces anciennes formations géologiques. Par conséquent, la méthode d'étude paléontologique pour les strates précambriennes est inapplicable.
- Eon catarchéen (il y a 4,54 à 4,0 milliards d'années)
Recherche de météorites, roches et autresles matériaux de cette époque montrent que notre planète s'est formée il y a environ 4,54 milliards d'années. Jusque-là, il n'y avait qu'un disque flou autour du Soleil, composé de gaz et de poussière cosmique. Puis, sous l'influence de la gravité, la poussière a commencé à s'accumuler en petits corps, qui se sont finalement transformés en planètes.
Pendant des millions d'années sur Terre, il n'y avait pasil n’y avait aucune forme de vie. Après l'épisode archéen de fonte du manteau supérieur et son échauffement avec l'émergence d'un océan de magma dans cette géosphère, toute la surface vierge de la Terre, ainsi que sa lithosphère primaire et initialement dense, ont sombré très rapidement dans les fontes du manteau supérieur. manteau.
L'atmosphère à cette époque n'était pas dense et se composait dedes gaz toxiques tels que l'ammoniac (NH3), le méthane (CH4), l'hydrogène (H2), le chlore (Cl2), le soufre. Sa température a atteint 80 ° С. La radioactivité naturelle était plusieurs fois plus élevée que la radioactivité actuelle. La vie dans de telles conditions était impossible.
Il y a 4,533 milliards d'années, la Terre est supposéeest entré en collision avec un corps céleste de la taille de Mars, la planète hypothétique Theia. La collision était si forte que les débris de la collision ont été projetés dans l'espace et ont formé la lune.
La formation de la Lune a contribué à l'émergence de la vie : elle a provoqué des marées, qui ont contribué à nettoyer et aérer les mers, et à stabiliser l'axe de rotation de la Terre.
Catarchean eon, il y a 4,54-4 milliards d'années,connu comme le stade protoplanétaire du développement de la Terre. Couvre la première moitié du cryptozoïque. La terre à cette époque était un corps froid avec une atmosphère raréfiée et sans hydrosphère. Dans de telles conditions, aucune vie ne pouvait apparaître.
Pendant le katarchei, l'atmosphère n'était pas dense. Il s'agissait de gaz et de vapeur d'eau apparus lorsque la Terre est entrée en collision avec des astéroïdes.
Étant donné que la Lune était aussià proximité (à seulement 170 000 km) de la Terre (la longueur de l'équateur est de 40 000 km), la journée n'a pas duré longtemps - seulement 6 heures. Mais à mesure que la lune s’éloignait, le jour commençait à s’allonger.
- Archéen Eon (il y a 4,0 à 2,5 milliards d'années)
Les premières traces chimiques de la vie concernent3,5 milliards d'années ont été découverts dans les roches d'Australie (Pilbara). Le carbone organique a ensuite été découvert dans des roches datant de 4,1 milliards d'années. Peut-être que la vie est née précisément dans les sources chaudes, où il y avait de nombreux nutriments, y compris des nucléotides.
La vie dans l'Archéen a évolué vers des bactéries et des cyanobactéries. Ils menaient une vie proche du fond: ils recouvraient le fond de la mer d'une fine couche de mucus.
Eoarcheus:
Cela a duré il y a 4-3,6 milliards d'années. Les procaryotes sont peut-être déjà apparus à la fin de l'Eoarchéen. En outre, les roches géologiques les plus anciennes - la formation d'Isua au Groenland - appartiennent à l'Eoarchéen.
Paléoarchéen:
Le paléoarchéen a duré de 3,6 à 3,2 milliards d'années. La forme de vie la plus ancienne datant de cette époque se trouve en Australie - des restes bien conservés de bactéries âgées de 3,46 milliards d'années.
Mésoarchéen:
Stromatolite de la période mésoarchéenne
Le mésoarchéen a duré il y a 3,2 à 2,8 milliards d'années. On trouve déjà des stromatolithes dans le mésoarchéen.
Néoarchéen:
Le néoarchéen a duré il y a 2,8 à 2,5 milliards d'années.Pendant cette période, la photosynthèse de l'oxygène est apparue, ce qui a provoqué la catastrophe de l'oxygène survenue au Paléoprotérozoïque. Pendant cette période, les bactéries et les algues se développent activement.
Quel a été le géniteur des organismes vivants?
Les scientifiques de l'Université de Nagoya au Japon pensent qu'avant l'émergence de la première cellule vivante, il existait un monde pré-ARN basé sur les acides xénonucléiques (XNA).
Contrairement aux brins d’ARN, la réplication et l’assemblage du XNA ne nécessitent pas d’enzymes. Les chaînes d'acide xénonucléique sont suffisamment stables pour transporter des informations génétiques.
Ils sont également capables de se lier aux protéines et ont des fonctions enzymatiques comme les ribozymes (comme les scientifiques appellent les acides ribonucléiques qui peuvent catalyser des réactions biochimiques).
Les scientifiques ont synthétisé des fragments de l'acide nucléique aliphatique (non cyclique) L-thréoninol (L-aTNA), qui aurait existé avant l'avènement de l'ARN.
Ils ont également fabriqué une chaîne L-aTNA plus longue,qui était complémentaire de la séquence originale de fragments, tout comme deux brins d'ADN complémentaires l'un de l'autre créent une double hélice.
Dans un tube à essai dans des conditions contrôlées, plus dede courts fragments de L-aTNA se rassemblent et se lient les uns aux autres sur la plus longue chaîne de L-thréoninol. Cela s'est produit en présence d'un composé appelé N-cyanoimidazole et d'un ion métallique tel que le manganèse, qui étaient tous deux très probablement présents sur la Terre primitive.
Des fragments de L-aTNA pourraient également se lier à l'ADN et à l'ARN. Cela suggère que le code génétique peut être transféré de l'ADN et de l'ARN au L-aTNA et vice versa.
Selon les scientifiques, les résultats de l'étude aideront les développements futurs à créer une vie artificielle et des outils biotechnologiques hautement fonctionnels, constitués de XNA acycliques.
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