De l’Hadéen à la Vie
Objectifs : Comment passer de l’inerte au vivant ? Recherche des
premières formes de vie sur Terre : ...
L’histoire de la vie
Berkeley edu
Le règne de Hadès
Le berceau de la Vie
a) Le règne de Hadès
Dessin de Don Nixon dans Halliday (2006)
Science & Vie
Martin et al. (2006)
La dégazage de l’atmosphère
La condensation des océans
4.537 Ga
Très rapide !!!
Probablement < 400 Ma...
c) L’apparition des continents
Ce zircon est le plus vieil
élément terrestre connu
Valley (2006)
D’après Nutman (2006)
Zir...
4.06 Ga
Yuichiro Ueno
Yuichiro Ueno
Rivière Acasta
Orthogneiss avec des enclaves de roches ultramafiques
Les plus vielles ...
Hawkesworth et Kemp (2006)
Stabilisation des continents…
et l’enregistrement géologique devient
possible…
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c) L...
D’après Valley (2006)
Distribution des roches de plus de 2.5 Ga
c) L’apparition des continents
Le berceau de la Vie
D’après Schopf (1999)
Impacts > 250 km  vaporise tous les océans
Vie pérenne possible qu’à partir de 3.9 Ga
3.9 Ga
4.537 ...
a) Les indices géochimiques et biogéochimiques
Les premières traces de Vie
Fractionnement
isotopique
D’après Schopf (1999)...
ISUA
(Groenland)
3.8 Ga Van Zuilen
Photosynthèse ?
Les plus vieilles roches
sédimentaires
a) Les indices géochimiques et b...
Localité de North Pole
Groupe de Warrawoona
(Formation Dresser, 3,490 Ga)
(Craton de Pilbara; NW Australie)
Les plus vieux...
Sur Terre
Théorie
d’Oparine (1924)
a) Comment passer de l’inerte à la Vie ?
Hypothèses sur l’origine de la Vie
du monde mi...
Schopf (1999)
Expérience de Miller (1953)
Un ballon avec un mélange
gazeux soumit à l’action d’un
arc électrique
a) Commen...
Résultats de l’expérience de Miller
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre
Acide cyanhydrique (...
Schopf (1999)
matière prébiotique
molécules organiques complexes
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On ne sait pas fabriquer des molécules organiques com...
Des macromolécules aux protobiontes
COACERVATS
Microsphères
• de 1 à 500 µm de diamètre
• auto-organisation mais pas d’aut...
Atomes
C, H, O, N
Petites
molécules
H20, CH4, CO2,
CNH, etc.
Molécules
simples
Acide aminé,
Nucléotide,
Glucide,
Acide gra...
Et si ce n’était pas sur Terre ?
Nasa - JPL Caltech La panspermie…
, il faut chercher ailleurs…
Acides carboxyliques, acides aminés (plus de soixante-dix),
bases nucléiques, amines, amides, alcools, etc.
Météorite de M...
Craton de Pilbara (Australie)
Groupe de Warrawoona
Localité d’Apex Chert
(1993)
Science 260
Les plus vieux microfossiles ?...
Brasier et al. (2005) – Prec. Res. 140
Microfossiles se trouvent dans des brêches, à l’intérieur de veines
hydrothermales ...
2.7 Ga
Les biomarqueurs (stéranes)
Plus anciennes traces d’Eucaryotes
Craton de Pilbara
Groupe de Hamersley
Formation de R...
b) Un environnement géologique particulier
L’évolution précoce de la vie
Groupe
de
Roper
1.492 Ga
120µm
2.1 Ga ???
Grippania
Tappania
2.7 Ga
Biomarqueurs
b) Les biomarqueurs
L’évolution précoce d...
Comment passer de l’inerte à la Vie ?
Nasa - JPL Caltech
Et où ?
Sur Terre…
Ce qu’il faut retenir…
• Comment passer de l’inerte au vivant
• La formation de l’atmosphère, des océans et des continents...
Chapitre 9 : Origine de la vie - Cours Géosciences Université Lyon 1
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Chapitre 9 : Origine de la vie - Cours Géosciences Université Lyon 1

  1. 1. De l’Hadéen à la Vie Objectifs : Comment passer de l’inerte au vivant ? Recherche des premières formes de vie sur Terre : quand ? Où ? Avec quels outils ?
  2. 2. L’histoire de la vie
  3. 3. Berkeley edu
  4. 4. Le règne de Hadès Le berceau de la Vie a) Le règne de Hadès Dessin de Don Nixon dans Halliday (2006) Science & Vie
  5. 5. Martin et al. (2006) La dégazage de l’atmosphère La condensation des océans 4.537 Ga Très rapide !!! Probablement < 400 Ma T<1300°C (proto-croûte et refroidissement) b) L’apparition des enveloppe externes Le berceau de la Vie Albarède 2009
  6. 6. c) L’apparition des continents Ce zircon est le plus vieil élément terrestre connu Valley (2006) D’après Nutman (2006) Zircons de Jack Hills (4.4 Ga) Image environ 200 μm de diamètre 4.4 Ga Le berceau de la Vie
  7. 7. 4.06 Ga Yuichiro Ueno Yuichiro Ueno Rivière Acasta Orthogneiss avec des enclaves de roches ultramafiques Les plus vielles roches terrestres… les gneiss d’Acasta c) L’apparition des continents Le berceau de la Vie
  8. 8. Hawkesworth et Kemp (2006) Stabilisation des continents… et l’enregistrement géologique devient possible… 2 2 1 1 3 3 c) L’apparition des continents Le berceau de la Vie
  9. 9. D’après Valley (2006) Distribution des roches de plus de 2.5 Ga c) L’apparition des continents Le berceau de la Vie
  10. 10. D’après Schopf (1999) Impacts > 250 km  vaporise tous les océans Vie pérenne possible qu’à partir de 3.9 Ga 3.9 Ga 4.537 Ga Impact  Lune Black-cat-studios Le berceau de la Vie Le bombardement météoritique
  11. 11. a) Les indices géochimiques et biogéochimiques Les premières traces de Vie Fractionnement isotopique D’après Schopf (1999) 13CPDB = -25‰13CPDB = 0‰ La méthode du carbone 13 (13C) Les microbes photosynthétiques présentent une anomalie en 13CPDB négative de l’ordre de -25‰, alors que les calcaires auront une anomalie d’environ 0‰
  12. 12. ISUA (Groenland) 3.8 Ga Van Zuilen Photosynthèse ? Les plus vieilles roches sédimentaires a) Les indices géochimiques et biogéochimiques Les premières traces de Vie
  13. 13. Localité de North Pole Groupe de Warrawoona (Formation Dresser, 3,490 Ga) (Craton de Pilbara; NW Australie) Les plus vieux stromatolites b) Les indices pétrologiques Les premières traces de Vie
  14. 14. Sur Terre Théorie d’Oparine (1924) a) Comment passer de l’inerte à la Vie ? Hypothèses sur l’origine de la Vie du monde minéral… …obtenir des molécules organiques simples (matière prébiotique) : Acide cyanhydrique (HCN) et formaldéhyde (HCHO) http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre La théorie de la soupe primitive
  15. 15. Schopf (1999) Expérience de Miller (1953) Un ballon avec un mélange gazeux soumit à l’action d’un arc électrique a) Comment passer de l’inerte à la Vie ? Hypothèses sur l’origine de la Vie
  16. 16. Résultats de l’expérience de Miller http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre Acide cyanhydrique (HCN) Formaldéhyde (HCHO) Acides aminés …Reste le problème de la composition de l’atmosphère a) Comment passer de l’inerte à la Vie ? Hypothèses sur l’origine de la Vie
  17. 17. Schopf (1999) matière prébiotique molécules organiques complexes ? ? On ne sait pas fabriquer des molécules organiques complexes (ou macromolécules comme les protéines ou acides nucléiques) dans des conditions prébiotiques a) Comment passer de l’inerte à la Vie ? Hypothèses sur l’origine de la Vie De la matière prébiotique aux macromolécules
  18. 18. Des macromolécules aux protobiontes COACERVATS Microsphères • de 1 à 500 µm de diamètre • auto-organisation mais pas d’autoreproduction particules ou gouttelettes microscopiques formées de macromolécules organiques réalisant un métabolisme primaire a) Comment passer de l’inerte à la Vie ? Hypothèses sur l’origine de la Vie
  19. 19. Atomes C, H, O, N Petites molécules H20, CH4, CO2, CNH, etc. Molécules simples Acide aminé, Nucléotide, Glucide, Acide gras Polymères Protéine ADN ARN Cellule MOLECULES PRE-BIOTIQUES = INERTES VIVANT Fabriqués dans les étoiles Fabriqués dans les NUAGES INTERSTELLAIRES OK, mais... composition atmosphère… ? ? a) Comment passer de l’inerte à la Vie ? Hypothèses sur l’origine de la Vie Bilan
  20. 20. Et si ce n’était pas sur Terre ? Nasa - JPL Caltech La panspermie… , il faut chercher ailleurs…
  21. 21. Acides carboxyliques, acides aminés (plus de soixante-dix), bases nucléiques, amines, amides, alcools, etc. Météorite de Murchison (chondrite carbonée ; tombée en 1969 en Australie) b) La théorie de la panspermie (Arrhenius, 1905) Hypothèses sur l’origine de la Vie 100 tonnes la quantité de grains interplanétaires arrivant tous les jours actuellement à la surface de la Terre
  22. 22. Craton de Pilbara (Australie) Groupe de Warrawoona Localité d’Apex Chert (1993) Science 260 Les plus vieux microfossiles ? (Apex Chert) 3.465 Ga a) Les microfossiles 11 espèces de microfossiles décrites Archaeoscillatoriopsis disciformis, n. gen., n. sp. (M, holotype) L’évolution précoce de la vie
  23. 23. Brasier et al. (2005) – Prec. Res. 140 Microfossiles se trouvent dans des brêches, à l’intérieur de veines hydrothermales ! Si microfossiles, non-phototrophes (donc pas des cyanobactéries !) 3.465 Ga Les plus vieux microfossiles ? (Apex Chert) a) Les microfossiles L’évolution précoce de la vie
  24. 24. 2.7 Ga Les biomarqueurs (stéranes) Plus anciennes traces d’Eucaryotes Craton de Pilbara Groupe de Hamersley Formation de Roy Hill Brocks et al 1999 b) Les biomarqueurs L’évolution précoce de la vie
  25. 25. b) Un environnement géologique particulier L’évolution précoce de la vie
  26. 26. Groupe de Roper 1.492 Ga 120µm 2.1 Ga ??? Grippania Tappania 2.7 Ga Biomarqueurs b) Les biomarqueurs L’évolution précoce de la vie
  27. 27. Comment passer de l’inerte à la Vie ? Nasa - JPL Caltech Et où ? Sur Terre…
  28. 28. Ce qu’il faut retenir… • Comment passer de l’inerte au vivant • La formation de l’atmosphère, des océans et des continents • L’évolution précoce de la Terre et de la vie • Les premières traces (directes ou indirectes) de vie

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