Le passage de l'inerte au vivant.

[obi76]

Tout a été dit, merci.

Pour la modération,
-----

[invite8624612]

À mon humble avis, on en sait beaucoup plus sur le passage de l'inerte au vivant

et bien ce n'est pas ce qui ressort des 24 pages de ce topic.
j'attends donc de lire des choses enfin instructives.je suis sur ma faim.

[obi76]

et bien ce n'est pas ce qui ressort des 24 pages de ce topic.
j'attends donc de lire des choses enfin instructives.je suis sur ma faim.

Si vous avez des éléments intéressant à apporter, en dehors que n'importe quelle considération non scientifique, on vous écoute...

[invite8624612]

non, je n'ai rien à ajouter.
j'attends que le monsieur qui sait comment on fait pour animer une cellule basique, m'explique.
et ensuite ce qui déclenche le mécanisme de division.
parce que une fois arrêtée, je pourrai, peut-être la redémarrer.
et inversement, je voudrais qu'il m'explique pourquoi un processus vital s'interrompt.

un biologiste un jour m'a évoqué le problème de l'âme.
mais chuuttt...c'est le souffre...restons scientifiques.
Certains vont amalgamer avec la religion ou je ne sais quoi d'autre.

bref, j'attends.

[Geb]

et bien ce n'est pas ce qui ressort des 24 pages de ce topic.
j'attends donc de lire des choses enfin instructives.je suis sur ma faim.

Je suis persuadé que vous n'avez fait, au mieux, que "parcourir" ce sujet de discussion. Dans le cas contraire, vous sauriez qu'il s'y trouve des "choses instructives". Cela dit, étant donné les choses qu'a priori vous considérez comme "instructives", il y a à mon humble avis de fortes chances que vous ne trouviez rien d'instructif sur les forums FS Generation.

bref, j'attends.

Vu le manque de bonne volonté de votre part, je vous dirais bien, en attendant, de commencer par relire le fil de discussion ainsi que les quelques liens vers des publications scientifiques qui s'y trouvent.

Cordialement.

[JPL]

Je dirais casiope que tu as mieux à faire que polluer diverses discussions par des questions d'une naïveté navrante ou des conceptions complètement pata-scientifiques : par exemple lire les discussions et chercher modestement à t'instruire en présupposant que beaucoup de choses qu'on y trouve sont scientifiques et ont du sens.

[LXR]

non, je n'ai rien à ajouter.
j'attends que le monsieur qui sait comment on fait pour animer une cellule basique, m'explique.
et ensuite ce qui déclenche le mécanisme de division.
parce que une fois arrêtée, je pourrai, peut-être la redémarrer.
et inversement, je voudrais qu'il m'explique pourquoi un processus vital s'interrompt.

Mais qui est ce "Monsieur" dont vous parlez?? Votre façon de vous exprimer témoigne d'une forte lacune en biologie. Avant d'arriver la tête haute dans ce genre de débat scientifique de niveau assez élevé en biologie, je vous conseillerez d'ouvrir un bouquin de biologie.

et inversement, je voudrais qu'il m'explique pourquoi un processus vital s'interrompt.

D'un point de vue énergétique, ce qui caractérise un organisme mort est une concentration en ATP égale à la concentration en ADP. La capacité à utiliser l'énergie est permise par un déséquilibre moteur maintenu constant entre les concentrations en ATP et en ADP dans les organismes vivants. Thermodynamiquement, le système tend vers l'équilibre, vu que la concentration en ATP est toujours supérieure, le système va donc vers une utilisation de l'énergie grâce à l'hydrolyse de l'ATP en ADP. Lorsque [ATP] = [ADP], c'est la mort. Je précise que c'est une caractéristique essentielle d'un organisme mort, ce n'est pas une cause de la mort (elles sont beaucoup trop multiples).

[Geb]

La capacité à utiliser l'énergie est permise par un déséquilibre moteur maintenu constant entre les concentrations en ATP et en ADP dans les organismes vivants.

Est-ce que tu fais référence au mécanisme chimiosmotique découvert par Peter Mitchell (qui fait plus généralement référence à un gradient de protons ou dans de rares cas, de sodium) ? Parce que si c'est le cas, Nick Lane a récemment critiqué une hypothèse de l'origine de la vie sur ce point, d'une manière qui rejoint parfaitement tes propos. Voir ici :

Debate bubbles over the origin of life

Lane also notes that the study has a significant conceptual flaw. “To suggest that the ionic composition of primordial cells should reflect the composition of the oceans is to suggest that cells are in equilibrium with their medium, which is close to saying that they are not alive,” Lane notes. “Cells require dynamic disequilibrium — that is what being alive is all about.”

Cordialement.

[Ciron]

...................
Russell a quitté l'Université de Glasgow en 2006 pour le Joint Propulsion Laboratory de la NASA, en Californie. Depuis 2011, Il y travaille sur la conception d'une source hydrothermale artificielle qui pourrait permettre de recréer le "berceau de la vie" dans les conditions de l'Hadéen ............

Bonjour Geb,
L'Hadéen est-il cette ère d'il y a quelques milliards d'année ?
....avec une athmosphère exempte d'oxygène mais pleine de composés carbonnés ?
... et avec des rayons du soleil qui auraient tué toute vie qui aurait pu se trouver en surface ?

Si les conditions d'alors étaient effectivement celles-ci, la vie n'aurait pu apparaître que dans l'eau.
avec des cyanobactéries et des éléments produisant de l'oxygène, gaz qui ira alimenter l'athmosphère.

L'hydrothermal semble donc effectivement une piste intéressante.
Mais y a-t-il d'autres hypothèses marines alternatives ?

Ciron

[invite8624612]

Mais qui est ce "Monsieur" dont vous parlez??

et bien lisez plus haut, les posts.

Je précise que c'est une caractéristique essentielle d'un organisme mort, ce n'est pas une cause de la mort (elles sont beaucoup trop multiples).

et voilà, toujours le travers chez les scientifiques: ils tournent autour du pot.
vous me parlez biologie, et moi je vous demande ce qui se passe au cran au dessous qui donne cette caractéristique ?
pourquoi la vie s'en va ?
bon sang, c'est simple cette question.
c'est pas du Grec !

[LXR]

et voilà, toujours le travers chez les scientifiques: ils tournent autour du pot.
vous me parlez biologie, et moi je vous demande ce qui se passe au cran au dessous qui donne cette caractéristique ?
pourquoi la vie s'en va ?
bon sang, c'est simple cette question.
c'est pas du Grec !

Ce sont les questions d'apparence simple qui sont souvent les plus compliquées à répondre! Déjà il faut pouvoir définir ce qu'est la mort, et la définition varie suivant si l'on parle de mort cérébrale, de mort médicale, de mort biologique,.... La mort biologique c'est ce que j'ai énoncé plus haut. La mort cérébrale est lorsque un électroencéphalogramme est plat. Donc pour répondre à "pourquoi la vie s'en va?", je dirais que ça dépend ce que l'on considère vivant : une cellule? un organisme? un organisme cérébralement vivant? un organisme cérébralement inerte? Votre question est la question d'un enfant, j'y répondrais donc comme je répondrais à un enfant : "la vie s'en va car l'être vivant qui l'abritait ne fonctionne plus suffisamment bien". Sinon wikipedia répond pas trop mal à la question : http://fr.wikipedia.org/wiki/Mort

Stop pour le hors-sujet.

[Geb]

Bonjour Ciron,

L'hydrothermal semble donc effectivement une piste intéressante.

Je te suggère de lire un article de Nick Lane, au sujet de l'hypothèse hydrothermale spécifique (dite "des fumeurs blancs") de Michael Russell et de ses collègues. Il propose de comparer 6 des théories les plus courantes sur l'abiogenèse (l'hypothèse de la soupe primitive, de la panspermie, de l'argile, des fumeurs noirs, du métabolisme de surface et enfin, des fumeurs blancs) selon 15 paramètres dont il explique l'importance dans l'introduction :

Chance or Necessity? Bioenergetics and the Probability of Life

Aussi, je voudrais attirer ton attention sur une sorte de "tableau récapitulatif", avec les différents critères de sélection de l'environnement ayant pu favoriser l'apparition de la vie (toujours d'après Nick Lane) :

1) Thermodynamic driving force,
2) Geological evidence,
3) Stability/Duration,
4) Continuous supply of precursors,
5) Experimental support for abiotic chemistry,
6) Congruence of abiotic chemistry to biochemistry,
7) Catalysis (pre RNA),
8) Congruence of catalysts to biochemical pathways,
9) Source of energy,
10) Congruence of energy to living systems today,
11) Integrity/cell structures,
12) Concentration,
13) Replication,
14) Relevance of replicator to biological inheritance,
15) Group selection for traits other than selection speed.

Il existe une littérature scientifique abondante sur cette théorie, probablement sur chacun des paramètres susmentionnés (voire plus). Il y a notamment un papier disponible gratuitement, cosigné par Michael J. Russell et qui est entièrement consacré au douzième paramètre :

Extreme accumulation of nucleotides in simulated hydrothermal pore systems

Pour résumer rapidement les choses, je vous propose une partie du texte de la "figure 2" :

The accumulation increases exponentially with the size of the molecule. Whereas single nucleotides are accumulated 7-fold in a short cleft of aspect ratio 10:1, double-stranded DNA comprising 1,000 base pairs accumulates 10¹⁵-fold. The equilibration takes 9 min for single nucleotides and 14 min for single stranded RNA comprising 22 bases. For DNA polynucleotides of 100 and 1,000 bp it takes 18 or 33 min, respectively. (b) Elongation of the cleft exponentially increases the accumulation. For example, the accumulation of single nucleotides is raised to a 10¹⁰-fold level in a pore with an aspect ratio of 125:1. A linear concentration scale is used in both plots, scaled to the respective maximal concentration. The time to reach steady state is 9 min for r = 10, 4 h for r = 50 and 23 h for r = 125.

Encore plus fort (à mon avis), c'est l'idée que dans les conditions de certaines sources hydrothermales particulières (les "fumeurs blancs") de l'Hadéen, la synthèse abiotique de tous les éléments principaux constitutifs des êtres vivants (protéines, acides nucléiques, membranes cellulaires, lipides, etc...) est exergonique. Autrement dit, cette synthèse pourrait avoir lieu spontanément, en accord avec les lois de la thermodynamique. C'est bien expliqué ici (par William Martin, un des "pères" de la théorie, avec Michael Russell évidemment) :

Early evolution without a tree of life

A second reason concerns thermodynamics. Life cannot have emerged against the laws of thermodynamics. Excitingly, the overall reaction for the synthesis of the chemical constituents of a microbial cell is exergonic (energy-releasing) at temperatures of around 50-100 °C, as recent calculations show [42] for exactly the kind of alkaline hydrothermal vent (chemically similar to Lost City) that some of us have in mind [39]. In other words, the synthesis of life's substance (protein, nucleic acids, cell wall, lipids, etc) from the concentrations of CO2 H2S, HPO42-, NH4+, H+ and electrons (H2) as would be found at the vent ocean interface of such an alkaline hydrothermal system releases energy, even without considering main energy metabolic reactions, just considering anabolic cell mass accumulation [42]. That is very important because most people assume that at life's origin one had to add a special kind of energy somehow (for example in the form of lightning), rather than harnessable chemical energy being available naturally, all the time.

Tout cela est expliqué dans l'excellent article de Nick Lane, bien qu'il n'entre pas dans les détails.

En définitive, j'ai l'impression que plus l'on s'intéresse à la théorie de "l'évent hydrothermal alcalin" (ou encore "hypothèse du monde alcalin", alcalin ayant le sens de "pH supérieur à 7") de Russell et al., qui lui-même l'a baptisée l' "hypothèse du moteur hydrothermal" (hydrothermal engine hypothesis en anglais), plus on découvre de nouveaux arguments en faveur de ladite théorie.

D'où l'optimisme (et le mot est faible) de Nick Lane, toujours dans son article cité au tout début de mon message :

For these reasons alone, alkaline hydrothermal vent systems should be seen as not merely the most promising setting for the origin of life, but as the only model that makes the emergence of life look like a probable and deterministic outcome of geology, geochemistry and thermodynamics (Table 1). Alkaline vents are electrochemical reactors that provide integrity, concentration, catalysis, replication and a suitable environment for selection. It is hard to imagine life not emerging in such a system, especially if one pictures the oceanic crust as host to practically contiguous vent systems, as might indeed have been the case (Russell and Arndt, 2005). One could even imagine a natural selection of vents, in which life emerges from the system with the best balance of H2, flow and catalysis, perhaps going on to infect nearby systems. But the most compelling evidence for the singular importance of alkaline vents is the role of chemiosmotic coupling in life today.

Donc, selon Nick Lane, l'hypothèse de Russell et al. n'est pas seulement "intéressante" comme vous dites, mais il s'agit du modèle "le plus prometteur", le "seul modèle" qui rend "problable" voire inévitable (il utilise le terme "deterministic"), l'émergence de la vie. Plus encore : il semble même convaincu "qu'il est difficile d'imaginer la vie ne pas émerger d'un tel système". Personnellement, je suis d'accord avec lui. À ma connaissance, de nombreux autres chercheurs le sont également, même en France (je pense notamme à l'équipe de Anne Volbeda à Grenoble, ou celle de Wolfgang Nitschke à Marseille). Cela dit, à mon grand désarroi, je n'ai jusqu'ici trouvé aucun article de vulgarisation en français qui évoque dans le détail la théorie de Russell.

Cordialement.

[Ciron]

Bonjour Geb,

Merci pour ces infos. C'est super !
C'est la première fois que j'ai accès à autant d'infos cohérentes et passionnantes.


En effet, l'approche répond à la plupart de mes (modestes) interrogations :

- A l'époque, les océans n'étaient pas encore oxygénés. De ce fait, le fer ne précipitait pas, ce qui lui permettait d'intervenir dans la formation de membranes microporeuses.

- L'augmentation exponentielle des concentrations des éléments constitutifs du RNA/DNA a été permis précisément par ces membranes.

- Concentrés, ces éléments font une polymérisation spontanée en éléments + complexes/lourds.

- les bouts de RNA se répliquent spontanément.
<<.....In the presence of a polymerase enzyme, around 1000 cycles of replication take place in an experimental vent system in a single day (Mast and Braun, 2010).

Equally important, the honeycomb cells in alkaline vents provide an ideal setting for the beginnings of natural selection (Koonin and Martin, 2006)......>>

- la membrane met les bouts de RNA à l'abri de la réplication de RNA "parasite" venu d'à côté.

- Le tableau comparatif 1 de ce qui est explicable pour les différentes théories met clairement l'avantage à la piste hydrothermale.
Il faut absolument étudier ce tableau !
<<For these reasons alone, alkaline hydrothermal vent systems should be seen as not merely the most promising setting for the origin of life, but as the only model that makes the emergence of life look like a probable and deterministic outcome of geology, geochemistry and thermodynamics (Table 1).>>


Ce que propose cette hypothèse de Nick Lane est très intéressant, en ce sens qu'elle ne fait pas intervenir des "évènements ponctuels" (météore, ou bien foudre...) et s'appuie uniquement sur des éléments physico-chimiques qui ont existé de manière permanente sur de très longues périodes.
Cela m'a l'air d'une très bonne piste pour l'origine de la vie, de l'apparition des cellules, et du processus de réplication (dont les formes initiales auraient précédé la cellule...).

L'analyse s'appuie aussi sur l'analyse des différentes formes de vie : les formes complexes (eucaryotes) et celles restées simples (procaryotes = archées et bactéries) dû peut-être à leur mode de transfer des gènes "en réseau" (en non sous forme "d'arbre de vie" comme pour les eucaryotes).
Mais on est là déja au-delà du thème du fil, qui ne touche que la première étape : "le passage de l'inerte au vivant".



Ciron

[Geb]

Bonsoir,

Merci pour ces infos. C'est super !
C'est la première fois que j'ai accès à autant d'infos cohérentes et passionnantes.

Si tu veux en savoir plus, je te suggère de lire l'article le plus passionnant de Michael Russell et William Martin, publié en 2007 :

On the origin of biochemistry at an alkaline hydrothermal vent

Sans doute une des publications les plus passionnantes que j'ai pu lire dans ma (courte) vie.

Cependant, je préfère te prévenir, l'article est long (33 pages sans compter les références) et non-trivial : la biochimie, l'aspect le plus fascinant de ce papier, à tendance à faire fuir les membres du forum (je l'ai appris à mes dépends).

Si tu souhaites plus de détails, j'ai ouvert une discussion (qui ressemble plus à un blog pour l'instant) sur la théorie de Mike Russell et de ses collègues à propos de l'apparition de la vie :

http://forums.futura-sciences.com/bi...determine.html

Tu es cordialement convié à y participer, ainsi qu'à lire les dizaines d'articles concernant cette "théorie du moteur hydrothermal" qui y sont rassemblés.

[noir_ecaille]

Aller, il y avait longtemps

L'évolution d'un état n'est pas plus synonyme de vie que la fonction reproductrice. On peut citer l'exemple des phénomènes météorologiques : bien des phénomènes ponctuels comme les tornades sont individualisables, se développent, évoluent, se maintiennent, puis dégénèrent. On ne peut pas cependant parler de vie.

L'exemple des animaux stériles est récurent mais fondamentalement vrai.

On peut aussi se pencher sur le cas les cellules somatiques spécialisées : issues d'une cellule souche et doté d'un génome, elles ne se reproduisent pourtant pas -- à moins de dégénérer en cancer. Le cancer a cette ambiguïté qu'une cellule qui recouvre sa fonction reproductrice et son autonomie fait péricliter le système et amène à terme à une suppression des processus vitaux, y compris chez les cellules cancéreuses in fine.

[LXR]

Je vois ta réponse un peu tardivement, et je trouve ton message confus...

Il y a une différence entre parler de quelque chose de vivant, et parler de la vie. Ton message fait un amalgame des deux comme si tu parlais de la même chose. La vie dépend obligatoirement d'un métabolisme et d'une reproduction autonomes. Les virus aussi en dépendent, même si ces deux fonctions ne sont pas effectuées par eux-mêmes.

L'évolution d'un état n'est pas plus synonyme de vie que la fonction reproductrice.

Non, mais couplée au métabolisme oui (et autonome, c'est un terme important). Les tornades n'ont pas de métabolisme et n'en dépendent pas, donc elles ne sont pas vivantes.

L'exemple des animaux stériles est récurent mais fondamentalement vrai.

Oui mais ils font partie d'une espèce et ne sont que quelques cas particuliers de l'espèce qui ne modifient pas sa pérennité. Une espèce devenant stérile est une espèce qui s'éteindra avec ses derniers membres, montrant le caractère essentiel de la reproduction pour la vie (pas pour l'individu vivant). Un raisonnement analogue s'applique en ce qui concerne les cellules d'un organisme multicellulaire.

[noir_ecaille]

Chez certaines espèces d'animaux sociaux, comme les fourmis, la plupart des individus sont stériles, sans que cela perturbe la perpétuation spécifique

En fait d'amalgame, je ne vois qu'un seul phénomène à deux niveaux : individuel et collectif.

Au niveau individuel, il n'existe pas de sélection naturelle mais un ensemble d'évènements entre la naissance de l'individu considéré pour lui-même et sa mort. Sauf qu'à la différence d'un phénomène auto-entretenu comme une tornade ou un incendie, le phénomène vivant s'exprime au sein d'une unité matérielle bornée dont la structure est déterminée (voire entretenue par métabolisme) par un ensemble cohérent de processus chimiques différenciés/isolés de l'environnement ambiant.

Au niveau collectif, il n'y a de sélection qu'avec la mort : l'individu ou unité matériel vivante compte moins que l'héritage. Un héritage pas complètement fidèle, possiblement multiple, et qui autorise donc une sélection darwinienne au fil du temps sur un pool d'individus donné.


J'espère être moins floue, bien que j'éprouve quelques difficultés d'expression ces derniers temps ^^;