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. L’histoire de la vie

3. Berkeley edu

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. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. D’après Valley (2006)
Distribution des roches de plus de 2.5 Ga
c) L’apparition des continents
Le berceau de la Vie

11. 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

12. 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‰

13. ISUA
(Groenland)
3.8 Ga Van Zuilen
Photosynthèse ?
Les plus vieilles roches
sédimentaires
a) Les indices géochimiques et biogéochimiques
Les premières traces de Vie

15. 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

16. 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

17. 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

18. 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

19. 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

20. 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

21. 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

22. Et si ce n’était pas sur Terre ?
Nasa - JPL Caltech La panspermie…
, il faut chercher ailleurs…

23. 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

24. 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

25. 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

26. 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

27. b) Un environnement géologique particulier
L’évolution précoce de la vie

28. 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

29. Comment passer de l’inerte à la Vie ?
Nasa - JPL Caltech
Et où ?
Sur Terre…

30. 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