Thème No 2 : Origines de la vie Flashcards
Décrire les conditions essentielles qui caractérisent un être vivant.
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Frontière qui le sépare de son environnement :
Pour opérer ces propres réactions chimiques. Si pas de frontière, ces réactions chimiques seraient diluées par le milieu extérieur. -
Croître et se reproduire :
Requièrent des réactions chimique assez complexes qui doivent êtres faites à l’intérieur de la membrane et suppose le transport de matériaux. -
Acquérir de l’énergie (métabolisme) :
Construction de molécules organiques complexes nécessite de l’énergie - Instruction doivent diriger les réactions chimiques nécessaires pour maintenir l’organisation de la cellule : Information codée dans les acides nucléiques.
Comprendre la nature des plus anciens fossiles d’êtres vivants (stromatolithes).
Structure pétrifiée en forme de coussin lamellé produite par l’activité de colonies de cyanobactéries
Décrire brièvement l’atmosphère au moment de l’apparition de la vie et l’expérience de Miller. Quelle est la principale conclusion de l’expérience de Miller?
- Quand la roche en fusion atteint la surface de la terre par les éruptions volcaniques, elle libère des gaz qui contribuent à construire une atmosphère (Vapeur d’eau, CO2 et azote)
- Les radiations solaires intenses et les éclairs ont agit sur l’atmosphère pour créer de petites quantités de gaz d’autres types (ammoniac, méthane, monoxyde de carbone, etc.) qui ont servi de matériaux pour la formation spontanée de molécules organiques complexes.
L’expérience de Miller :
* 2 fioles reliées pour simuler l’atmosphère (gaz) et l’océan (l’eau)
* Courant électrique pour simuler les radiations solaires et les éclairs (énergie)
* Fiole de réception contient des a.a, des sucres, des acides gras et autres molécules organiques
* En présence d’oxygène libre, les molécules organiques sont immédiatement brisées par oxydation
Identifier les premières molécules organiques, discuter de la possibilité de leur origine extra-terrestre.
- Les comètes et les météorites contiennent parfois des molécules organiques complexes (sucres, acides aminés) qui seraient formés spontanément.
- Au fil des millions d’années, ces objets pourraient fournir une quantité non négligeable de matériel organique en tombant sur terre
Comprendre le rôle des liposomes dans la formation des premières cellules, et les conditions dans lesquelles ils peuvent se former.
Une des conditions nécessaires à la vie est la présence d’une frontière, délimitée par une membrane, à l’intérieur de laquelle les réactions chimiques peuvent mieux se produire :
* Formation de pellicule de lipides à la surface de l’eau
* Action des vagues peut produire des petites vésicules par vaporisation = structure sphérique et imperméable en deux couches (Liposomes)
* Si on ajoute de l’ARN à la solution, peut être piégé dans les liposomes
Probablement très commun et grande variété de contenus possible = propice à certaines réactions chimiques complexes
Expliquer l’hypothèse du « gène nu » et ce que sont les ribozymes.
Réplication implique de longues chaînes d’ADN qui codent des protéines complexes et nécessite plusieurs protéines enzymatiques qui catalysent réplication = pas spontanément
* Formes d’ARN très simples appelé ribozymes ou gènes nus
* Séquence ARN qui peuvent agir comme enzyme et fabriquer encore plus d’ARN sans protéines
* Première cellule vivant = ribozymes dans liposomes = réplication ARN = synthèse de protéines simples
* Ribozymes pouvaient se reproduire avec des chaînes d’acides nucléiques simples brins
Identifier quelques lieux possibles pour l’origine de la vie
- Océan -> Peu probable (Trop dilué et salinité élevée)
- Lacs ou berges de lagunes (eau douce)
- Berges d’îles volcaniques (présence d’eau douce et énergie)
- Sources hydrothermales des dorsales océaniques sont l’hypothèse la plus probable, car les premiers signes de vie étaient chimioautotrophes = permet d’utiliser des composés comme le sulfure d’hydrogène comme source d’énergie
Situer dans le temps « l’ère des procaryotes », la révolution de l’oxygène (grande oxydation).
Lors du Protérozoïque (environ 2,5 MMa)
Grande oxydation (environ 2,4 MMa)
Décrire le rôle écologique primordial joué par les Cyanobactéries à ce moment-là.
- L’oxygène est rejeté comme produit secondaire lors de l’activité photosynthétique des cyanobactéries
- Au début, cet oxygène se fixe au fer (gisement de fer rubané), mais va être progressivement rejeté dans l’atmosphère.
- Grande oxydation = épuisement du fer marin de l’Archéen = O2 libérée dans l’atmosphère –> O libre réagit avec le méthane = fin de l’effet de serre qui maintenait la terre à une température élevée (glaciation)
Décrire les principaux changements qui surviennent lors de la révolution de l’oxygène, la glaciation huronienne, et ce qui a suivi.
- Grande oxydation = épuisement du fer marin de l’Archéen = O2 libérée dans l’atmosphère –> O libre réagit avec le méthane = fin de l’effet de serre qui maintenait la terre à une température élevée (glaciation huronienne)
- Fonte des glaces (accumulation sur plusieurs millions d’années de gaz à effet de serre par l’activité volcanique) et lessivage des continents (érosion et transport des sédiments vers les cours d’eau)
- Apport d’éléments nutritifs dans les océans, favorisant les cyanobactéries = accélération de l’augmentation de la concentration en oxygène dans l’atmosphère terrestre
- O libre : formation de la couche d’ozone qui absorbe la plus grande partie des UV
Représenter les relations phylogénétiques entre (eu)Bactéries, Archaea, et Eucaryotes.
Bactéries et Archées forment le groupe paraphylétique des procaryotes (pas considéré comme un taxon). Deux branches qui émergent de la branche des eucaryotes.
