Répondre à la discussion
Page 3 sur 14 PremièrePremière 3 DernièreDernière
Affichage des résultats 61 à 90 sur 396

Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?



  1. #61
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?


    ------

    Salut Pfhoryan !

    Citation Envoyé par Pfhoryan Voir le message
    Le plus grand "expert", Anne est un homme
    Ah oui, en effet !

    Anne Volbeda

    Je te remercie de l'avoir mentionné.

    -----

  2. Publicité
  3. #62
    Pfhoryan

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    A ta décharge son prénom est trompeur, mais il est d'origine néerlandaise.
    “if something happened it’s probably possible.” Peter Coney

  4. #63
    Svenn

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Citation Envoyé par Geb Voir le message
    La conférence en lien plus haut apporte une nouveauté de taille dans l'évolution de la théorie de Russell (il y en a eu bien d'autres, au moins depuis le papier de 1997), sur laquelle je souhaite attirer votre attention.

    Voici quelques retranscriptions des propos de Russell durant la conférence :

    À 7:37 :
    À 11:02 :
    À 16:22, à propos du métabolisme des méthanogènes :
    Autrement dit, il a abandonné l'idée que les premières archées étaient des méthanogènes ! Mais il propose autre chose à la place...
    Les liaisons C-H du méthane sont extrêmement solides et comme la molécule est en plus parfaitement symétrique, il faut apporter beaucoup d'énergie pour l'activer chimiquement. Dans notre environnement oxydant une flamme est nécessaire alors dans un environnement réducteur, ça doit être encore une autre paire de manche. Par contre, je suis surpris qu'il élimine d'office des molécules très similaires déjà bien plus simples à activer. Si on regarde l'atmosphère de Titan, on trouve notamment de l'éthane, de l'acétylène et du diacétylène, les deux dernières étant assez réactives. Même si elles sont en quantité bien moins importantes, elles y sont régénérées en permanence dans l'atmosphère sous l'effet des UV et l'énergie est bien plus facile à extraire que celle du méthane.

    J'ai eu juste un doute sinon quand tu parles des archées : tu parles d'archébactéries primitives ou des premiers organismes vivants sur Terre ? Pour moi, le "package" minimal des archées est bien plus complexe que celui des eubactéries et je pense donc que le dernier ancêtre commun des archées n'est pas LUCA, par contre je pense que le dernier ancêtre commun des eubactéries est LUCA (et donc que les archées sont issues des eubactéries).


    Selon Russell (si je n'interprète pas ces propos avec trop d'emphase), la vie aurait mis environ 30000 ans pour apparaître !
    Ca dépend sans doute de ce qu'on appelle par "temps mis par la vie pour apparaitre", si c'est l'intervalle de temps entre le moment où la température sur Terre est tombé sous les 100° et le moment où la première bactérie avec une membrane s'est divisé, ça me semble effectivement incroyablement court.

  5. #64
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par Svenn Voir le message
    Par contre, je suis surpris qu'il élimine d'office des molécules très similaires déjà bien plus simples à activer. Si on regarde l'atmosphère de Titan, on trouve notamment de l'éthane, de l'acétylène et du diacétylène, les deux dernières étant assez réactives. Même si elles sont en quantité bien moins importantes, elles y sont régénérées en permanence dans l'atmosphère sous l'effet des UV et l'énergie est bien plus facile à extraire que celle du méthane.
    Tout d'abord, je tiens à te remercier pour tes commentaires.

    Dans la théorie de Russell, le seul composé atmosphérique qui a vraiment de l'importance, c'est le dioxyde de carbone. Les autres composés importants sont soit en solution dans l'océan, comme les ions métalliques (principalement du fer), soit synthétisé au sein des fumeurs blancs. C'est d'ailleurs une des plus grandes forces du modèles de Russell : jusqu'ici tous les composés organiques du vivant pourraient être synthétisés de manière spontanée et abiotique dans les évents hydrothermaux alcalins. Même le ribose pourrait se formé dans les fluides issus de la serpentinisation, en présence d'ions borate.

    Cordialement.

  6. #65
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Citation Envoyé par Svenn Voir le message
    J'ai eu juste un doute sinon quand tu parles des archées : tu parles d'archébactéries primitives ou des premiers organismes vivants sur Terre ? Pour moi, le "package" minimal des archées est bien plus complexe que celui des eubactéries et je pense donc que le dernier ancêtre commun des archées n'est pas LUCA, par contre je pense que le dernier ancêtre commun des eubactéries est LUCA (et donc que les archées sont issues des eubactéries).
    Puisque tu as vraisemblablement vu la conférence de Russell présentée au message #57 de cette discussion, je te suggère de regarder (d'écouter surtout) à nouveau le passage de 19:13 à 19:36.

    Comme le suggère Michael Russell dans ce passage précis, ce sont les bactéries acétogènes qui sont apparues les premières. Cependant, des archées méthanotrophes seraient également apparues peu de temps après et ces deux grands domaines du vivant (eubactéries et archées) seraient contemporains, apparus presqu'en même temps et dans les mêmes conditions abiotiques.

    Je crois qu'il est important de signaler que dans la théorie de Russell, LUCA n'est pas un organisme indépendant et/ou mobile (il est décrit comme "endolithique"). Il apparaît et reste dans un premier temps dans les bulles en Fe(Ni)S qui forment les composées poreux (en FeS et NiS) des cheminées hydrothermales des fumeurs blancs alcalins de l'Hadéen.

    En outre, la théorie de Russell faisant partie des théories du "métabolisme d'abord", c'est le fait que le métabolisme abiotique acétogène produit un peu de méthane (toujours de manière abiotique au début) qui produirait, plus tard, la séparation entre les deux grands domaines du vivant : bactéries acétogènes d'abord et archées méthanotrophes peu de temps après.

    Le LUCA de Russell et Martin a d'ailleurs formé ces membranes cellulaires après, en quittant son mode de vie endolithique, expliquant certains paradoxes issus de la composition comparée des membranes des eubactéries et des archées, tellement dissemblables qu'elle les a poussé à postuler une synthèse indépendante a posterio des membranes cellulaires des deux domaines procaryotes.

    Le papier de 2007 parle encore d'archées méthanogènes. La préférence accordée par Russell à la méthanotrophie est relativement récente. Mais ça montre que les détails de la théorie évoluent, ce qui est très encourageant il me semble. Ça permettra de tester son caractère prédictif grâce aux expériences en laboratoire, ce qui ferait de la théorie de Russell, un véritable modèle scientifique de l'apparition de la vie. Ce qui constituerait une petite révolution dans le domaine, derrière laquelle de nombreux chercheurs se sont déjà ralliés d'ailleurs, comme le montre, par exemple, l'enthousiasme de Nick Lane dans ses articles.

    Cordialement.

  7. #66
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Citation Envoyé par Svenn Voir le message
    Ca dépend sans doute de ce qu'on appelle par "temps mis par la vie pour apparaitre", si c'est l'intervalle de temps entre le moment où la température sur Terre est tombé sous les 100° et le moment où la première bactérie avec une membrane s'est divisé, ça me semble effectivement incroyablement court.
    Pour qu'il y ait un gradient naturel de protons, essentiel à la théorie de Russell (et à la vie terrestre en général), il faut que l'ancien océan terrestre aient un pH inférieur à 6, au moins dans les premiers stades.

    Il y a justement une publication scientifique qui a tenté de datée le moment à partir duquel cette condition était remplie, ainsi que la durée de la période présentant ces conditions idéales.

    Voir le message #32 de cette discussion :

    Citation Envoyé par Geb Voir le message
    Cette idée que la fenêtre d'opportunité était finalement relativement courte (et remonte à très peu de temps après la formation de la Terre), est étudiée avec un peu plus de détails dans un papier qui à fait l'objet d'une "Actu" sur Futura-sciences, qui remonte à fin septembre 2011 :

    La vie est peut-être née dans la serpentinite des fumeurs blancs

    Il mentionne l'article (disponible gratuitement) duquel l'Actu est tirée (Sleep et al.) :

    Serpentinite and the dawn of life
    Rappelons brièvement la courte liste de ces conditions idéales, nécessaires à l'apparition de la vie (toujours selon la théorie de Russell). Il faut :

    1) un océan d'eau liquide relativement profond, pour favoriser la dissolution de l'hydrogène moléculaire (idéalement >2500 mètres),
    2) un processus de serpentinisation, donc, de la roche (comme l'olivine) chaude (mais pas en fusion, autrement dit pas un magma) et en contact avec cette eau issue de l'océan, par percolation à travers les craquelures de la roche,
    3) une atmosphère anoxique (ou très pauvre en oxygène moléculaire, probablement <200 Pascals à l'Hadéen) et très riche en CO2 (assez pour maintenir le pH océanique en dessous de 6),
    4) au moins 9 ions métalliques indispensables (magnésium, calcium, fer, nickel, manganèse, cobalt, zinc, molybdène et tungstène) en solution dans l'eau océanique acide et anoxique, ainsi que des sulfures de ces ions (notamment FeS et NiS) et du phosphate.

    En gros, un océan d'eau liquide en contact avec de la roche chaude et un atmosphère riche en dioxyde de carbone.

    L'article de Sleep et al. rappelle que la dissolution indispensable du fer et du phosphate est quasi négligeable au pH océanique actuel de 8 environ. Dans une eau anoxique et légèrement acide (pH ~6) par contre, Fe2+ était soluble.

    Sleep et al. établi que l'eau océanique doit être à moins de 120°C et son pH inférieur ou égal à 6. L'impact qui a mené à la formation de la Lune, a vaporisé la surface terrestre, qui s'est refroidite sous forme de roche en fusion en approximativement 1000 ans. À cet instant, l'atmosphère résiduelle aurait contenu environ 250 bars de vapeur d'eau et 100 bars de CO2. Il a fallu environ 10 millions d'années pour que le manteau terrestre supérieur ce solidifie et que la Lune s'éloigne suffisamment pour que son attraction gravitationnelle ne soit plus une source trop importante de chaleur. À cet instant, les 100 bars de CO2 dans l'atmosphère chauffe un océan d'eau liquide à 500°C. La température en surface n'est pas passée en dessous de 120°C avant que le CO2 atmosphérique ne passe en dessous de 25 bars (par subduction et séquestration sous forme de carbonates). La température de surface était même clémente (environ 30°C) lorsque la quantité de CO2 dans l'atmosphère avoisina 1 bar. Le processus aurait mis entre 10 et 100 millions d'années pour passer d'une concentration de 100 bars à 1 bar de CO2. La phase d'apparition possible de la vie, lorsque la pression partielle de CO2 était encore comprise entre 25 bars et 1 bar, aurait duré, d'après cette publication, entre 2,5 et 25 millions d'années.

    Donc en résumé, la vie aurait pu apparaître entre 17,5 et 85 millions d'années après l'impact qui a formé la Lune. Soit, si on prend la date estimée de l'impact avec Théia il y a 4,533 millions d'années , entre -4515,5 et -4513,0 millions d'années ou entre -4448,0 et -4423 millions d'années.

    Dans tous les cas, (vraiment très) tôt dans l'histoire de la Terre.

    Cordialement.

  8. Publicité
  9. #67
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    J'en profite pour poster ici quelques infos sur les méthanotrophes et en particulier, les archées méthanotrophes actuelles.

    J'ai trouvé un article posté en 2003 ou 2004 sur le site du Max Planck Institute for Microbiology :

    Background

    J'ai mis en caractères gras ce qui me paraissait intéressant.

    The subsurface seabed is a gigantic bioreactor and would also be a substantial source for methane on earth, if rising gases were not efficiently utilized by microbial methanotrophic guilds. More than 90 percent of the methane rising from the subsurface ocean is oxidized anaerobically with sulfate as electron acceptor. It is a striking fact that this process of unknown functioning, carried out by very few phylogenetic groups of archaea, substantially effects atmospheric concentrations of methane (Hinrichs and Boetius 2002).

    The process of anaerobic oxidation of methane (AOM) results in the production of sulfide and carbonate in anoxic sediments. The sulfide formed by AOM nourishes chemosynthetic communities on the seabed, including giant sulfide-oxidizing bacteria, and symbiotic mussels and tubeworms (Boetius et al. 2000, Treude et al. 2003). The carbonate often precipitates and may form large cements, chimneys and crusts causing a permanent removal of the methane-derived carbon (Boetius and Suess, in press; Michaelis et al. 2002). So far, all anaerobic methanotrophs (ANME) mediating this process are Euryarchaeota, their closest relatives being methanogens. Three different phylogenetic clusters of ANME have so far been found in a variety of gassy sediments: above hydrate, at mud volcanoes, in hydrothermal sediments but also in coastal subsurface environments (Knittel et al. 2003). They occur mostly in consortium with sulfate reducing bacteria of different phylogenetic clades forming symbiotic aggregations of unknown functioning (Fig. 1, Putting microbes on the map – the diversity of anaerobic methane oxidizers ant their habitat). AOM consortia oxidize methane with equimolar amounts of sulfate, yielding carbonate and sulfide, respectively (Nauhaus et al. 2002). The intermediates, however, remain unknown (Nauhaus et al. 2002, Sørenesen et al. 2001), and the role of e.g. hydrogen has been viewed critically. A second archaeal group (ANME-1), distantly related to Methanosarcinales, has also been shown to mediate AOM (Hinrichs et al. 1999. Orphan et al. 2002, Michaelis et al. 2002). However, no organism that can consume methane anaerobically has ever been isolated and only little is known about AOM at the molecular level. In a recent study, Girguis et al. (2003) reported the enrichment of AOM-related biomass in the laboratory. Furthermore, the discovery of methane seeps in the Black Sea harbouring large amounts of microbial biomass (Michaelis et al. 2002), provided another promising starting point for physiological studies. On the side of in situ technologies major advances have been made by the combination or measurement tools with ROV deployments. This direction is chosen for the future work of MUMM because of the recent availability of a ROV system in Bremen.

    The first phase of the project MUMM (Methan in Marinen Gashydrathaltigen Sedimenten-UMsatzraten und Mikroorganismen) of the ”Geotechnologien program ” of the BMBF ”Gas hydrates in the earth’s system” investigated turnover rates and microorganisms largely with ex situ methods. In 2002 and 2003, we participated in expeditions to gas hydrates and petroleum seeps in the Gulf of Mexico, to Hydrate Ridge off Oregon, to the Arctic mud volcano Haakon Mosby. In comparison to the methane seeps, a variety of other gassy sediments were investigated, from deep subsurface cores to the Wadden sea. We were able to identify a greater diversity of methanotrophic archaea and sulfate reducing bacteria as previously anticipated. The comparison of AOM rates showed that at seep sites with very high methane fluxes (up to 200 mmol m-2 d-1 at Hydrate Ridge), methane turnover rates were two to three orders of magnitude higher compared to non-seep sites with methane fluxes <2 mmol m-2 d-1 (Treude et al. 2003). At seep sites with methane as the sole carbon source, AOM and SRR are tightly coupled and reflect the stoichiometric relationship between sulfate reduction and methane oxidation (Michaelis et al. 2002). At sites with petroleum seepage sulfate reduction (SRR) gets decoupled from AOM, which drops to less than 10% of SRR (e.g at Guaymas basin, some of the Eastern Mediterranean seeps and Gulf of Mexico) (Joye et al. in press). At sites with high AOM above dissociating hydrate and high gas fluxes sulfate is the limiting factor and may become depleted within 1-3 cm below sediment surface. If sulfate concentrations drop below 3 mM, a substantial decrease in AOM was observed (Nauhaus et al. 2002). Hence, a strong lateral heterogeneity in AOM is typical for active seeps and is caused by transient gas injection, inhomogeneous distribution of gas hydrates, precipitated carbonates and bioturbation processes (Treude et al. 2003). Research on the Black Sea microbial mats showed further evidence for the direct relation between AOM and the formation of carbonate precipitates with light carbon isotope signatures (Michaelis et al. 2002). Sections through methanotrophic microbial mats from the Black Sea which were incubated in long term experiments with 14C labeled methane showed a diversity of community composition related to a variation in methane incorporation and carbonate precipitation. The research carried out in this regard with the program GHOSTDABS was extremely successful and provided interesting results as to the significance of AOM in earlier element cycles. Further research of the next phase of the MUMM project will investigate the relationship between AOM community composition and biomass and the velocity and regulation of methane turnover by laboratory experiments as well as fieldwork. Even if we have not achieved cultivation of the methanotrophs yet, combined expertise in microbiology, molecular ecology, genomics and bioinformatics has resulted in a major step forward to unraveling the mystery of the functioning of AOM: Recently the terminal enzyme in methanogenesis, the methyl coenzyme M reductase (mcr), has been cloned from ANME-1 and ANME-2 archaea (Hallam, 2003; Krüger et al., 2003, Meyerdierks et al., in prep.). The related “Ni-protein I” has been extracted from ANME-1 cells from Black Sea microbial mats and differed from MCR by a striking motif adjacent to the active site and its nickel cofactor F430 (Krüger et al. 2003).
    Pour ceux qui se demanderait pourquoi j'ai souligné la dernière phrase, la raison est simple : le cofacteur F430 est cité plusieurs fois dans des papiers de Russell (déjà cités dans cette discussion), dans lesquels il y envisage la synthèse abiotique d'un proto-cofacteur avec plus ou moins les mêmes propriétés (bien que moins efficace, évidemment). Par exemple ici (lire au bas de la page 5) :

    Predicting the conformations of peptides and proteins in early evolution (janvier 2008)

    Bonne lecture.

  10. #68
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Comme je l'ai déjà écrit plus tôt dans cette discussion, cet intérêt manifesté par Russell pour les méthanotrophes utilisant l'oxyde nitrique comme accepteur d'électron m'intrigue. Je ne me souviens pas avoir lu une publication qui me laissait penser qu'il avait abandonné l'idée des méthanogènes.

    Cependant, je viens de tomber sur un papier publié en novembre 2008, pour lequel Michael Russell était co-auteur (avec en prime une autre collaboration des membres du Laboratoire de Bioénergetique et Ingenierie des Protéines de Marseille) :

    Was nitric oxide the first deep electron sink?

    Voilà le résumé (abstract) :

    Evolutionary histories of enzymes involved in chemiosmotic energy conversion indicate that a strongly oxidizing substrate was available to the last universal common ancestor before the divergence of Bacteria and Archaea. According to palaeogeochemical evidence, O(2) was not present beyond trace amounts on the early Earth. Based on recent phylogenetic, enzymatic and geochemical results, we propose that, in the earliest Archaean, nitric oxide (NO) and its derivatives nitrate and nitrite served as strongly oxidizing substrates driving the evolution of a bioenergetic pathway related to modern dissimilatory denitrification. Aerobic respiration emerged later from within this ancestral pathway via adaptation of the enzyme NO reductase to its new substrate, dioxygen.
    Ce papier englobe (avec des "détails supputés" sur LUCA) et dépasse le cadre de l'émergence de la vie (puisqu'il est aussi question des prémisses du développement des formes de vie aérobies) et j'espère ne pas alimenter un hors-sujet. Cependant, cet article pourrait avoir constitué l'élément déclencheur d'un intérêt pour le monoxyde d'azote chez Michael Russell.

    Malheureusement l'article n'est pas disponible gratuitement. Il y a cependant, sur un autre site, quelques avis sur le papier :

    Article Recommendations

    L'avis du (célèbre) William Martin, posté le 15 avril 2009 :

    Electron transport chains have been around since there was life on Earth, but what environmentally available compound served as a high potential electron acceptor (strong oxidant) before there was molecular oxygen? In this paper, Dulcluzeau and colleagues suggest that it was nitric oxide (NO), derived from atmospheric and geological chemistry.

    Their arguments come from two angles: geochemical and biological. For example, they find that enzymes such as arsenite oxidase trace back to the common ancestor of all prokaryotes, and reactions such as the one catalysed by this enzyme require strong electron acceptors. If there was no oxygen, what was the acceptor? NO, they say. Furthermore, they suggest NO to have been the ancestral substrate for cytochrome c oxidase, and they back that case up with considerable detail from enzyme structures. Interesting ideas. Interesting paper.
    Un avis posté le 3 août 2009, d'un certain Étienne Joly, de l'Université Paul Sabatier à Toulouse :

    By combining phylogenetic, biochemical, structural and geochemical perspectives, the authors of this paper present an innovative point of view whereby nitric oxide (NO) would seem to be the most likely strong oxidising substance at the end of primodial bioenergetic pathways.

    Today, oxygen (O2) occupies a central place in many biochemical pathways as the final electron acceptor (the oxidiser). But this cannot have been the case in the early days of life on earth because O2 simply was not there at the time. Rather, it is the advent of photosynthesis which, much later, resulted in the accumulation of O2 in the atmosphere and in the oceans, in what is often referred to as the Great Oxidation Event.
    NO and its nitrite and nitrate derivatives were certainly present in sizeable quantities before the arousal of life on earth, and the authors do present a very convincing case for the hypothesis that NO would have provided the final oxidising compounds for the early biochemical bioenergetic pathways.
    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 04/10/2012 à 03h27.

  11. #69
    noir_ecaille

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Est-ce que le di-azote atmosphérique proviendrait de l'utilisation de NO et ses dérivés par les premières formes de vie ou était-il déjà présent en grande quantité très tôt dans l'histoire de la Terre ?
    "Deviens ce que tu es", Friedrich W. Nietzsche

  12. #70
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par noir_ecaille Voir le message
    Est-ce que le di-azote atmosphérique proviendrait de l'utilisation de NO et ses dérivés par les premières formes de vie ou était-il déjà présent en grande quantité très tôt dans l'histoire de la Terre ?
    Le diazote atmosphérique était déjà présent en grande quantité très tôt dans l'histoire de la Terre.

    En fait, les modèles actuels favorisent plutôt une formation de la Terre (et des autres planètes telluriques) en seulement 3 à 50 millions d'années et que son intérieur était initialement chaud. En outre, le noyau terrestre semble s'être formé simultanément avec la phase d'accrétion terrestre et le fer métallique est descendu du manteau supérieur vers le centre de la Terre tout cela ayant pour conséquence que le dégazage volcanique en surface aurait été d'une composition similaire à la composition actuelle : de la vapeur d'eau, du gaz carbonique, de l'azote et des traces d'hydrogène et de monoxyde de carbone.

    Cela contredit évidemment l'atmosphère réductrice (principalement hydrogène moléculaire, méthane et ammoniac) favorisée par Harold Urey à partir de la fin des années 1940 et reproduite dans l'expérience fondatrice de Stanley Miller (1953).

    Pour plus d'information, lire le célèbre article de James Fraser Kasting :

    Earth's early atmosphere (février 1993)

    En voici un extrait qui pourrait t'intéresser :

    Moreover, many of Earth's volatiles were probably released on impact (14), and this process may have formed a transient steam atmosphere during at least part of the accretionary period (15). […] Once the main accretionary phase had ended, the surface heat flux would have dwindled, and the steam atmosphere would have rained out to form an ocean (25). The remaining atmosphere would probably have been dominated by carbon and nitrogen compounds, primarily CO2, CO, and N2 (26-28). Next to water, carbon is the most abundant volatile at the Earth's surface. Most of it is in the relatively nonvolatile form of carbonate rocks (limestone and dolomite). The estimated crustal abundance of carbon, ~1023 g (29), would be sufficient to produce a partial pressure of 60 to 80 bars, were all of it present in the atmosphere as CO2. As much as 15% of this carbon may have resided in the atmosphere before the continents began to grow and carbonate rocks began to accumulate (27). Thus, a primitive atmosphere containing 10 bars of CO2 + CO, along with approximately 1 bar of N2, is possible during the first several hundred million years of Earth history.
    Un peu plus loin dans l'article :

    The impacts could also have affected atmospheric composition by providing a source of CO and NO. CO would have been produced by oxidation of organic C in carbonaceous impactors or by reduction of ambient, atmospheric CO2 by iron-rich impactors (28). NO would have been generated by shock heating of atmospheric CO2 and N2 (28, 32, 33).
    Il y avait donc probablement des traces de monoxyde d'azote dans l'atmosphère terrestre primitive, pendant toute la période durant laquelle les gros impacts météoritiques étaient encore fréquents.

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 05/10/2012 à 14h02.

  13. #71
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par Geb Voir le message
    Je viens de trouver un tout nouvel article de Russell et al. publié dans Biochimica et Biophysica Acta, mis en ligne le 13 septembre
    Un autre article de Michael J. Russell a été publié récemment (mis en ligne le 10 octobre), co-écrit avec Elbert Branscomb, chercheur à l'Institute for Genomic Biology de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign (UIUC) :

    Turnstiles and bifurcators: The disequilibrium converting engines that put metabolism on the road

    Voilà l'abstract, toujours dans la revue Biochimica et Biophysica Acta :

    Abstract

    The Submarine Hydrothermal Alkaline Spring Theory for the emergence of life holds that it is the ordered delivery of hydrogen and methane in alkaline hydrothermal solutions at a spontaneously precipitated inorganic osmotic and catalytic membrane to the carbon dioxide and other electron acceptors in the earliest acidulous cool ocean that, through these gradients, drove life into being. That such interactions between hydrothermal fuels and potential oxidants have so far not been accomplished in the lab is because some steps along the necessary metabolic pathways are endergonic and must therefore be driven by being coupled to thermodynamically larger exergonic processes. But coupling of this kind is far from automatic and it is not enough to merely sum the ΔGs of two supposedly coupled reactions and show their combined thermodynamic viability. An exergonic reaction will not drive an endergonic one unless ‘forced’ to do so by being tied to it mechanistically via an organized “engine” of “Free Energy Conversion” (FEC). Here we discuss the thermodynamics of FEC and advance proposals regarding the nature and roles of the FEC devices that could, in principle, have arisen spontaneously in the alkaline hydrothermal context and have forced the onset of a protometabolism. The key challenge is to divine what these initial engines of life were in physicochemical terms and as part of that, what structures provided the first “turnstile-like” mechanisms needed to couple the partner processes in free energy conversion; in particular to couple the dissipation of geochemically given gradients to, say, the reduction of CO2 to formate and the generation of a pyrophosphate disequilibrium. This article is part of a Special Issue entitled: The evolutionary aspects of bioenergetics systems.
    Russell et ses collègues tiennent une moyenne d'une publication chaque mois sur sa théorie. C'est plutôt pas mal dans le domaine, non ?

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 16/10/2012 à 21h41.

  14. #72
    JPL

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    C'est intéressant comme sujet mais la discussion ressemble de plus en plus à un long monologue.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  15. Publicité
  16. #73
    Pfhoryan

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    C'est intéressant comme sujet mais la discussion ressemble de plus en plus à un long monologue.
    Pas bien grave çà. Ce fil est une mine d'information pour ceux qui s'y intéressent mais n'ont peut-être pas le temps de faire un suivi approfondi.
    Et il y a quand même plus de 6000 affichages, preuve que l'intérêt est important pour ce qui s'apparente effectivement à un monologue.
    “if something happened it’s probably possible.” Peter Coney

  17. #74
    piwi

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Je suis d'accord avec ça. Et c'est pour cela que nous laissons cette discussion ouverte sur le forum de biologie, même si personne n'y participe.
    Je profite d'ailleurs de ce message pour remercier Geb d'offrir à tous cette ressource.

    Cordialement,
    piwi
    Je sers la science et c'est ma joie.... Il parait.

  18. #75
    JPL

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Disons que cela pourrait susciter d'autres participations.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  19. #76
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par JPL Voir le message
    Disons que cela pourrait susciter d'autres participations.
    J'avais en tout cas besoin d'un peu d'aide. C'est la raison pour laquelle j'ai écrit hier au Dr Mike Russell, qui m'a répondu dans les heures qui suivirent. Il m'a notamment suggéré quelques vidéos qui n'étaient pas dans cette discussion.

    Je les poste déjà ici au cas ou l'un d'entre vous voudrais vulgariser tout ça :

    Origin of Life

    TEDxArt&ScienceLA - Dr. Michael Russell

    Il m'a aussi donné les références des papiers dans lesquels ils explorent les raisons qui les ont poussé, lui et ses collègues, à favoriser les méthanotrophes plutôt que les méthanogènes pour l'origine des Archées. J'y reviendrai dans un autre post, lorsque j'aurai pris le temps d'analyser tout ça pour vous.

    Il a aussi tenu à m'informer que ce changement des méthanogènes aux méthanotrophes fera l'objet de 2 papiers qui seront présentés à la Royal Society de Londres le mois prochain, lors d'un évènement organisé par Nick Lane (qui n'est pas un inconnu dans cette discussion). Le programme est ici :

    Energy transduction and genome function – an evolutionary synthesis

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 22/10/2012 à 13h16.

  20. #77
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par Alhec Voir le message
    Bon, pour que ce soit clair, je n'ai pas de raison particulière de croire que Russell est un farfelu qui publie n'importe quoi, mais la structure du "Journal of cosmology" pourrait peut-être (j'insiste bien sur le conditionnel, je n'accuse pas! Je m'interroge sincèrement) permettre cela.
    Je veux dire, pourquoi publier dans ce genre de journal? Pour le lancer ou parce que les autres ne sont pas intéressés?
    J'ai demandé directement à Mike Russell pourquoi il a publié plusieurs fois dans une revue sans facteur d'impact (référence à Journal of Cosmology). Il m'a répondu très simplement : "Pourquoi pas ? Roger Penrose l'a fait".

    À la question de savoir si c'était simplement parce qu'il en était un éditeur invité, il m'a répondu : "Exactement".

    À la question de savoir par curiosité, s'il avait une dénomination préférée pour cette théorie, il m'a répondu qu'il se sont triturés les méninges et que "Alkaline Hydrothermal Theory for the Emergence of Life" était finalement resté.

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 23/10/2012 à 19h38.

  21. #78
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Bonsoir,

    Je viens de prendre le temps de lire les résumés des papiers que Russell et Nitschke sont sur le point de présenté indépendamment au Royaume-Uni le mois prochain (voir message #76).

    Le plus intriguant est, à mon avis, le résumé du papier de Nitschke :

    A reassessment of autotrophy at the emergence of life

    Abstract

    An empirical way to study the origin of life is through extrapolating the evolutionary history of extant life back towards its very beginning while respecting geochemical boundary conditions and fundamental physical laws. This approach has in the past identified the Wood-Ljungdahl (WL) pathway of aceto- and methanogens as a promising candidate for primordial energy and carbon metabolism. However, a number of problems with this scenario have recently been pointed out (Schoepp et al., 2012, Biochim.Biophys.Acta, doi: 10.1016/j.bbabio.2012.09.005) suggesting that the original model may require amendments and reinterpretations. Here we present a scenario which stipulates that methane and nitrogen oxyanions ought to be considered in addition to the canonical WL-substrates, H2 and CO2. The recently described denitrifying methanotrophs represent an extant example for a corresponding metabolism. We will present arguments suggesting that denitrifying methanotrophy may pre-date aceto- and methanogenesis. Extant methanotrophic pathways suggest that the earliest carbon-fixing and energy harvesting metabolism may have condensed CO (delivered by the Ni/Fe-catalysed reduction of CO2) and a second C1-body represented by formaldehyde (or a sulphur-associated methyl group) produced by monooxygenation of methane to methanol (at a diiron centre) followed by further oxidation to formaldehyde (possibly catalysed by a molybdenum/tungsten-sulphide). In both half-reactions, redox bifurcations play crucial roles.
    La référence "Schoepp et al., 2012, Biochim.Biophys.Acta, doi: 10.1016/j.bbabio.2012.09.005" pointe vers l'article intitulé "On the universal core of bioenergetics", déjà mentionné au message #53 de cette discussion.

    Quelqu'un pourrait-il me dire quel est l'identité de ces "méthanotrophes pratiquant la dénitirification récemment décrits" ("recently described denitrifying methanotrophs") ? Parce que, apparemment, ils représenteraient finalement, d'après les derniers développements de la théorie, les organismes utilisant la voie métabolique la plus ancienne de tous les organismes vivants, avant même les acétogènes et les méthanogènes.

    Concernant le mécanisme de bifurcation d'électrons, j'ai créé une discussion parallèle à ce sujet :

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

    Cordialement.

  22. Publicité
  23. #79
    doubleD

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Hey Geb

    Bon je ne participe pas à la discussion mais je la suis de temps en temps.
    Est paru il n'y a pas si longtemps au Cold Spring Harbor Perspectives in Biology un ouvrage sur l'origine de la vie. On peut accéder aux articles individuellement sous forme pdf mais on peut aussi acheter le livre, il est en promo en ce moment. Je l'ai, il est pas mal du tout (je lis en dilettante donc pas tout lu encore).

    http://cshperspectives.cshlp.org/sit..._of_life.xhtml

  24. #80
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Bonjour doubleD,

    Citation Envoyé par doubleD Voir le message
    Bon je ne participe pas à la discussion mais je la suis de temps en temps.
    Est paru il n'y a pas si longtemps au Cold Spring Harbor Perspectives in Biology un ouvrage sur l'origine de la vie.
    Merci beaucoup pour tes commentaires (ils sont tellement rares dans cette discussion) et pour le lien.

    Jack Szostak (un des éditeurs et des rédacteurs du bouquin que tu présentes) n'est pas un inconnu dans cette discussion, grâce à Alhec (voir message #12). Donc, j'ai déjà exploré les travaux du labo de Szostak et j'ai d'ailleurs remarqué de suite que j'avais déjà lu un des papiers du bouquin (voir message #13).

    De prime abord, je répéterais (voir message #13) que le labo de Szostak explore des hypothèses très différentes de celles privilégiées dans l'hypothèse de Russell et al.

    Par exemple, j'ai déjà vu une conférence d'Antonio Lazcano (l'auteur d'un article pour l'ouvrage que tu présentes) datée du 25 septembre 2007 et l'impression que j'en ai eu, c'est que ce chercheur est plutôt favorable à l'idée de la soupe primordiale et d'un premier organisme vivant hétérotrophe à l'origine de la vie sur Terre. Rien à voir avec l'hypothèse de Russell et de ses collègues.

    Mais je vais quand même lire tout ça aujourd'hui, on ne sait jamais...

    Merci encore.

  25. #81
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Citation Envoyé par Geb Voir le message
    J'en profite pour poster ici quelques infos sur les méthanotrophes et en particulier, les archées méthanotrophes actuelles.
    Pour les passionnés d'histoire des sciences comme moi, je souhaiterais ajouter un petit détail.

    Les méthanotrophes furent décrits pour la première fois en 1906 par l'ingénieur chimiste hollandais Nicolaas Louis Söhngen (1878-1934), dans sa thèse de doctorat intitulée : "Uber bakterien, welche methan ab knhlenstoffnahrung and energioquelle gebrauchen" (remplacé par "The Creation and Disappearance of Hydrogen and Methane under the Influence of Organic Life" dans les publications en anglais).

    Cordialement.

  26. #82
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Citation Envoyé par Geb Voir le message
    Quelqu'un pourrait-il me dire quel est l'identité de ces "méthanotrophes pratiquant la dénitirification récemment décrits" ("recently described denitrifying methanotrophs") ? Parce que, apparemment, ils représenteraient finalement, d'après les derniers développements de la théorie, les organismes utilisant la voie métabolique la plus ancienne de tous les organismes vivants, avant même les acétogènes et les méthanogènes.
    C'était plus facile que je ne pensais. Lorsque j'entre "denitrifying metanotroph" dans Google Scholar, il n'y a qu'un seul exemple de microorganisme qui ressort ! Il s'agit de la bactérie Candidatus Methylomirabilis oxyfera. La découverte de M. oxyfera a été annoncée pour la première fois dans un article de Nature publié le 25 mars 2010 et intitulé :

    Nitrite-driven anaerobic methan oxidation by oxygenic bacteria (Ettwig et al., 2010)

    Voici le résumé de l'article :

    Only three biological pathways are known to produce oxygen: photosynthesis, chlorate respiration and the detoxification of reactive oxygen species. Here we present evidence for a fourth pathway, possibly of considerable geochemical and evolutionary importance. The pathway was discovered after metagenomic sequencing of an enrichment culture that couples anaerobic oxidation of methane with the reduction of nitrite to dinitrogen. The complete genome of the dominant bacterium, named ‘Candidatus Methylomirabilis oxyfera’, was assembled. This apparently anaerobic, denitrifying bacterium encoded, transcribed and expressed the well-established aerobic pathway for methane oxidation, whereas it lacked known genes for dinitrogen production. Subsequent isotopic labelling indicated that ‘M. oxyfera’ bypassed the denitrification intermediate nitrous oxide by the conversion of two nitric oxide molecules to dinitrogen and oxygen, which was used to oxidize methane. These results extend our understanding of hydrocarbon degradation under anoxic conditions and explain the biochemical mechanism of a poorly understood freshwater methane sink. Because nitrogen oxides were already present on early Earth, our finding opens up the possibility that oxygen was available to microbial metabolism before the evolution of oxygenic photosynthesis.
    Évidemment, il se pourrait que je me trompe complètement sur M. oxyfera et que ce ne soit pas du tout l'organisme qui fait l'objet du papier à paraître de Nitschke. Mais bon... imaginons.

    Donc, il s'agirait d'une toute nouvelle bactérie, qui utilise une voie métabolique inconnue auparavant et qui est de plus, anaérobie mais surtout intra-aérobie ! Pour être plus clair (si j'ai bien compris), dans des conditions strictement anaérobies, M. oxyfera produit son propre O2 à partir de nitrite (NO2) ! Ce qui explique la fin de l'abstract : "our finding opens up the possibility that oxygen was available to microbial metabolism before the evolution of oxygenic photosynthesis".

    Il y a un deuxième article, de Ronald S. Oremland, dans la même revue Nature du 25 mars 2010 :

    Biogeochemistry: NO connection with methane

    Voilà l'abstract :

    Microorganisms that grow by oxidizing methane come in two basic types, aerobic and anaerobic. Now we have something in between that generates its own supply of molecular oxygen by metabolizing nitric oxide.
    Je suis en train de lire les 3 seuls articles gratuits que j'ai trouvé au sujet de M. oxyfera, qui sont aussi plus récents :

    Physiological role of the respiratory quinol oxidase in the anaerobic nitrite-reducing methanotroph ‘Candidatus Methylomirabilis oxyfera’ (Wu et al., 2011)

    Ultrastructure of the Denitrifying Methanotroph “Candidatus Methylomirabilis oxyfera,” a Novel Polygon-Shaped Bacterium (Wu et al., 2012)

    Effect of oxygen on the anaerobic methanotroph 'Candidatus Methylomirabilis oxyfera': kinetic and transcriptional analysis (Luesken et al., 2012)

    Donc, d'après ce que je sais des derniers développements, le lieu d'origine de la vie resterait le même : une source hydrothermale alcaline. Par contre, il me semble que cette découverte chamboule un peu toutes les propositions antérieures de Russell et al. sur les caractéristiques métaboliques du premier organisme vivant sur Terre. Mais cette enquête sur l'origine de la vie sur Terre ne m'en paraît que plus passionnante.

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 25/10/2012 à 09h40.

  27. #83
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Citation Envoyé par Geb Voir le message
    La découverte de M. oxyfera a été annoncée pour la première fois dans un article de Nature publié le 25 mars 2010 et intitulé : Nitrite-driven anaerobic methan oxidation by oxygenic bacteria (Ettwig et al., 2010)
    Bizarrement, je n'ai trouvé qu'un seul article de presse qui mentionne la découverte de M. oxyfera :

    Dull as Ditchwater? Not this time

    Cet article très intéressant fait remonter la découverte de M. oxyfera à deux papiers publiés le 13 avril 2006 et le 21 août 2008, dans Nature et Environmental Microbiology respectivement :

    A microbial consortium couples anaerobic methane oxidation to denitrification (Raghoebarsing et al., 2006)

    Denitrifying bacteria anaerobically oxidise methane in the absence of Archaea (Ettwig et al., 2008)

    Cordialement.

  28. #84
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Je viens de terminer de lire l'article "Ultrastructure of the Denitrifying Methanotroph “Candidatus Methylomirabilis oxyfera,” a Novel Polygon-Shaped Bacterium", dont je vous propose de lire un résumé ci-après :

    Les bactéries méthanotropes sont définies par leur aptitude à utiliser le méthane CH4 comme seule source, à la fois, de carbone et d'énergie. Ces organismes sont inclus dans le sous-ensemble des bactéries connues comme "méthylotrophes".

    Jusqu'ici, il y a au moins 2 propriétés qui différencient Candidatus Methylomirabilis oxyfera des autres méthanotrophes connus : son association phylogénétique avec le phylum NC10 et le fait que Candidatus Methylomirabilis oxyfera ne pratique ni l'oxydation du méthane en conditions aérobies (comme tous les autres méthanotrophes connus), ni même, stricto sensu, l'oxydation du méthane en conditions anaérobies, avec pour seul cas connu de l'oxydation du méthane en conditions anaérobies représentée par le consortium d'archées méthanotrophes et de bactéries sulfato-réductrices par méthanogenèse inversée.

    Il semble que Candidatus Methylomirabilis oxyfera ait développé une nouvelle façon de vivre grâce au méthane, en combinant l'oxydation anaérobie du méthane avec la dénitrification par respiration normale à travers une voie intra-aérobique récemment découverte de production d'oxygène. L'oxygène est produite par une voie de dénitrification atypique, qui procède par dismutation d'oxyde nitrique en diazote et oxygène. Une partie de l'oxygène produite est ensuite utilisé pour l'activation et l'oxydation du méthane ; l'oxygène restant est supposé être utilisé dans la respiration normale par des oxydase respiratoires terminales.

    Quant à la forme de la cellule, les méthanotrophes arborent une grande variété. Cependant, il y a une caratéristique commune partagée par la plupart des méthanotrophes : les membranes intracytoplasmiques. Les membranes intracytoplasmiques présentes l'enzyme clé de l'oxydation du méthane : la forme particulaire de la méthane monooxygénase (pMMO)

    Certains méthanotrophes possèdent également la forme soluble de cette enzyme (sMMO), qui réside dans le cytoplasme. L'arrangement physique de la pMMO dans les membranes intracytoplasmiques à pour effet d'acroître la quantité de cette enzyme, qui peut atteindre jusquà 80% du contenu total des membranes intracytoplasmiques, qui se traduit par une amélioration de la vitesse métabolique. À l'exception de l'espèce Methylocella et des trois espèces de verrucomicrobes connus actuellement, qui ne contienne que la forme soluble de l'enzyme (sMMO) dans leurs cytoplasmes, tous les autres méthanotrophes possèdent l'enzyme pMMO ainsi que les structures intracytoplasmiques. L'enzyme méthane monooxygénase est utilisée par les méthanotrophes pour convertir le méthane en méthanol, lors de la première étape de l'oxydation du méthane jusqu'au CO2.

    L'arrangement de ces a structure membranes intracytoplasmiques peut être de deux types : sous la forme de faisceaux de disques vésiculaires (dans les gammaprotéobactéries) et sous la forme de paires de couches périphériques (dans les alphaprotéobactéries). Les méthanotrophes de la première catégorie sont dits "de type 1" et les méthanotrophes de la seconde catégorie sont dit "de type 2" respectivement.

    Depuis sa découverte en 2006, quelques unes des caractéristiques clés de Candidatus Methylomirabilis oxyfera ont été révélées, en ce compris son génome, son transcriptome et son protéome, ainsi que ses voies cataboliques principales.

    Cependant, à la différence du cas de bien des protéobactéries méthanotrophes, la connaissance de l'ultrastructure de Candidatus Methylomirabilis oxyfera est pour l'instant non-existante. En la matière, on observe que Candidatus Methylomirabilis oxyfera possède une forme polygonale atypique, avec un nombre de côtés variable. Aussi, la couche la plus externe de la cellule semble être une couche protéinique de surface. En outre, l'étude révèlera que Candidatus Methylomirabilis oxyfera ne semble pas posséder de membranes intracytoplasmiques.

    Ces cellules en formes de tige avait une longueur moyenne de 1158 ± 323 nm et une largeur moyenne de 259 ± 64 nm (une moyenne effectuée sur 50 cellules).

    La surface de la cellule a un aspect relativement lisse, à l'exception de la présence de plusieurs nervures longitudinales distinctes sur toute la longueur de la cellule et qui se rejoignent aux pôles de la cellule sous la forme d'une structure circulaire en forme de capuchon. Le nombre de ces nervures longitudinales diffère en fonction des cellules. Les crêtes du polygone formé par la cellule ont un aspect granuleux, contrairement au reste de la surface de la cellule.

    Cette couche peut être une couche de surface (couche S) de (glyco)protéines avec une symétrie oblique ou en treillis carré (p2 ou p4). On indique un motif répétitif avec une fréquence de 7 nm et, dans certains cas, à 5 nm. Ces valeurs sont susceptibles de correspondre à un espacement dit "de centre à centre" des unités de la couche S. Comparé aux autres couches S de centre-à-centre, qui comprennent des espacements dans la gamme de 3 à 35 nm, ce sont des valeurs assez faibles. Toutefois, de faibles valeurs ont été déjà été retrouvées précédemment pour les couches S de symétrie p2.

    Dans les cultures, Candidatus Methylomirabilis oxyfera croït par fission binaire : un doublement de la population à chaque génération. Il s'agit de la multiplication cellulaire la plus courante chez les procaryotes.

    L'enveloppe cellulaire s'est révélée typique des bactéries Gram négatif. L'enveloppe cellulaire a une épaisseur d'environ 40 nanomètres et consiste, de l'intérieur vers l'extérieur, d'une membrane cytoplasmique, de peptidoglycane, et d'une membrane externe. Le peptidoglycane comporte une couche dense en électrons à l'intérieur d'un espace périplasmique à proximité directe de la membrane externe. Dans le cytoplasme, des granules pauvres en électrons sont supposés être des vésicules de stockage.

    Le nucléoïde, une zone densément colorés au milieu de la cellule, occupe une grande partie du contenu de la cellule et semblait être assez condensée. Étonnamment, les membranes intracytoplasmiques, souvent présentent dans les protéobactéries méthanotrophes, n'ont jamais été observées.

    Quelques fois, une couche additionnelle d'une épaisseur d'environ 8 nanomètres est observé par-dessus la membrane externe. Cela pourrait correspondre à la couche de surface supposée.

    Je suis sur le point de terminer mon résumé de : Physiological role of the respiratory quinol oxidase in the anaerobic nitrite-reducing methanotroph ‘Candidatus Methylomirabilis oxyfera’.

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 29/10/2012 à 21h02.

  29. Publicité
  30. #85
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Bonjour,

    J'ai trouvé une critique de John F. Allen, adressée à Günter Wächtershäuser, dans les commentaires d'un article scientifique publié le 7 septembre 2006 :

    From volcanic origins of chemoautotrophic life to Bacteria, Archaea and Eukarya

    Dans son dernier commentaire, Günter Wächtershäuser après avoir présenté brièvement les avantages de la théorie de Michael Russell, énumère les raisons de son scepticisme. Il présente 4 arguments :

    Premièrement, la précipitation de cellules en FeS est chimiquement inconnue et a besoin d'une confirmation expérimentale. En 1997, Russell et Hall ont publié une telle expérience, mais selon Wächtershäuser, les cavités polygonales photographiées (10 à 20 µm de diamètre pour 2 à 3 µm d'épaisseur), sont un artefact dû à la préparation de l'échantillon. Le refroidissement de l'hydrogel aurait formé des cristaux de glace qui, en s'évaporant, auraient laissé des pores. La taille des pores peut être contrôlée par le taux de refroidissement.

    Deuxièmement, il n'y a pas de roche à l'Hadéen qui pourraient montrer les preuves de cellules en FeS.

    Ensuite, en 1989, le pH dans les expériences de Russell et Hall était de 1,9. Hors, l'acidité est cruciale. En 1997, les estimations de Russell et Hall faisaient état d'un pH de 3,5 pour l'océan de l'Hadéen. En 1998, Russell et al. calculaient un pH de 4,5 et enfin, un pH de 5,5 en 2003. Malheureusement, les conditions de pH et de température de l'océan au niveau du plancher océanique à l'Hadéen sont soumises à controverse. La conjugaison d'un pH acide et d'une basse température (20°C maximum selon Russell et al.), pourrait très bien, pour Wächtershäuser, se révéler être une impossibilité géochimique.

    Enfin, les concentrations de fer dans les expériences de jardin chimique effectuées par Russell et ses collègues seraient trop élevées, de plusieurs ordres de grandeur.

    En ce qui me concerne, l'expérience présentée dans le papier au message #54 de cette discussion, publié le 18 novembre 2010, fournit de quoi invalider ces critiques : le pH de l'océan Hadéen simulé est de 5,3 et surtout, la concentration en fer est de 10 mM/L "seulement".

    D'ailleurs, les critiques de Günter Wächtershäuser semblaient tellement "convaincantes" aux yeux de John F. Allen, qu'il a publié un premier papier en collaboration avec Michael J. Russell peu de temps après :

    Inorganic complexes enabled the onset of life and oxygenic photosynthesis (Russell et al., 2008)

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 30/10/2012 à 15h22.

  31. #86
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Citation Envoyé par Geb Voir le message
    Je suis sur le point de terminer mon résumé de : Physiological role of the respiratory quinol oxidase in the anaerobic nitrite-reducing methanotroph ‘Candidatus Methylomirabilis oxyfera’.
    Voici le résumé promis :

    Le génome de Candidatus Methylomirabilis oxyfera comprend 4 séries de gènes encodant pour des oxydases terminales :

    - deux cytochrome c oxydases,
    - une ubiquinol oxydase de type bo,
    - une oxidase alternative insensible au cyanure.

    Pour rappel, les enzymes sont classées en 6 catégories distinctes : les oxydo-réductases, les transférases, les hydrolases, les lyases, les isomérases et les ligases. Une "oxydase terminale" (une oxydo-réductase) est la dernière enzyme de la chaîne respiratoire (encore appelée chaîne de transport d'électrons).

    Il y a dans ces séries de gènes, une seule oxydase qui est produite et a donc une utilité fonctionnelle pour Ca. M. oxyfera : l'ubiquinol oxydase terminale de type bo.

    Tous les gènes encodant pour les enzymes de la voie métabolique d'oxydation aérobie du méthane sont présents, en ce inclut la méthane monooxygénase particulaire (pMMO). Tous les gènes de la voie "canonique" de dénitrification était également présent dans le génome de Ca. M. oxyfera, à l'exception notable de celle encodant pour la réductase du protoxyde d'azote (N2O).

    Les complexes enzymatiques de la dénitrification catalysent dans l'ordre : le nitrate (NO3), le nitrite (NO2), le monoxyde d'azote (NO), le protoxyde d'azote (N2O) pour donner, en bout de course, du diazote (N2). Certains organismes ne passent pas par le nitrate et utilisent directement le nitrite (c'est le cas de Ca. M. oxyfera). Cependant, Ca. M. oxyfera est atypique en ce sens qu'elle "saute" l'étape du protoxyde d'azote. En effet, elle passe directement du monoxyde d'azote au diazote. C'est apparemment le seul cas connu actuellement dans le monde vivant. Cette absence de la réductase du protoxyde d'azote était donc complètement inattendue.

    Quoi qu'il en soit, du diazote (N2) et du dioxygène (O2) sont formés par l'action d'une enzyme NO-dismutase. D'ailleurs, l'enzyme NO-dismutase qui permettrait ce "tour de force" est d'une nature inconnue à l'heure actuelle.

    De ce fait, 4 molécules d'oxygène moléculaire (O2) seraient formées à partir de 8 molécules de nitrite (NO2) desquelles seulement 3 sont nécessaires à l'activation du méthane par l'enzyme méthane moxooxygénase. Donc, 25% de l'oxygène produit a besoin d'être consumée par un autre processus, peut-être la respiration, par une oxydase terminale.

    Deux propriétés de Ca. M. oxyfera sont dont uniques en comparaison avec toutes les autres bactéries : le couplage de l'oxydation anaérobie du méthane avec la dénitrification et la capacité de produire de l'oxygène de manière intracellulaire à partir du monoxyde d'azote pour l'oxydation du méthane.

    La majeure partie (75%) de l'oxygène est employé pour l'activation et l'oxydation du méthane par la méthane monooxygénase, laissant les 25% résiduels pour une autre application.

    Comme je l'ai dit plus haut, le génome de Ca. M. oxyfera contient en fait 4 séries différentes de gènes encodant pour des oxydases terminales. Trois de ces dernières (notées HCO 1 à HCO 3) font partie de la superfamille HCO d'enzymes et la quatrième est une enzyme de type AOX qui a la particularité de ne pas servir au pompage de protons (contrairement à beaucoup d'enzymes de ce type).

    Une analyse plus détaillée permet de supputé que HCO 1 est une cytochrome c (cyt c) oxydase de type aa3 et HCO 3 serait une cytochrome c oxydase de type ba, tandis que HCO 2 semble être une ubiquinol (UbqO) de type bo.

    Des expériences effectuées suggèrent fortement l'expression fonctionnelle de HCO 2. Étant une pompe à proton, cette enzyme permettrait à l'organisme de conserver de l'énergie additionnelle par la respiration aérobie, en plus de la dénitrification. Les autres oxydases trouvées dans le génome de Ca. M. oxyfera ne semblent pas être exprimées à des niveaux détectables, du moins pas dans les conditions auxquelles l'organisme a été mis en culture pendant l'étude.

    Cela dit, HCO 2 est exprimée à un bas niveau également. Prenant en compte le fait que Ca. M. oxyfera est un organisme croissant extrêmement lentement, qualifiable de métaboliquement inerte si on se réfère au rythme auquel le méthane est oxydé, cette activité reste suffisante pour impliqué HCO 2 dans un rôle de respiration aérobie.

    Dans les expériences, la consommation d'oxygène (dépendant de la quinol) fut seulement partiellement inhibée par le cyanure. Ceci pourrait indiqué soit la présence d'une autre oxydase terminale insensible au cyanure dans la préparation (qui n'a pas été détectée malgré tous les efforts en ce sens), soit l'enzyme HCO 2 elle-même serait relativement insensible à cette inhibiteur, ce qui ne serait pas surprenant étant donné sa divergence phylogénétique.

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 31/10/2012 à 15h02.

  32. #87
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Bonjour à tous,

    Le 5 octobre 2012, Michael Russell était présent à un colloque organisé au département de géologie de l'UIUC (University of Illinois at Urbana-Champaign) :

    Fall 2012 Colloquium

    Il y a donné une conférence intitulé :

    Serpentinization and beating the acetyl coenzyme-A pathway to the origin of life

    En voici l'abstract (voir lien ci-dessus) :

    Of all the processes in the cascade of dissipation engines relieving the Earth of its heat burden, it is largely in the process of serpentinization that the transitional step from the largely physical to the largely chemical free energy converting engines on our planet first was taken. That is, the serpentinization process primarily converts physical disequilibria, in the form of mechanical stress and thermal gradients, to the production of structural, mineralogical, and most notably, chemical disequilibria – all of which then serve to directly set the scene for the emergence of life (Branscomb & Russell, 2012; Russell et al., 2010, 2012). Moderate temperature serpentinization could offer two fuels in alkaline hydrothermal solution, H2 and CH4 as well as bisulfide (HS-) and the vital catalyst molybdenum in what we take to be life’s hatchery – a compartmentalized submarine hydrothermal mound acting as a materials and a free energy trap and, ultimately, as the hatchery of life. The porous mound is generated as this hot alkaline solution interfaces the iron- and nitrate-bearing carbonic Hadean Ocean. The question to answer is; how might carbon be first fixed abiotically to produce two critical reagents – CO and a methyl group – and how might they in turn react with HS- to form activated acetate?

    Within the confining iron-nickel-molybdenum-sulfide-bearing inorganic membranes, molecules of hydrothermal H2 and CH4 could lose electrons to a high potential Mo2VIFe3S9 cluster and so be oxidized to protons and a methyl group respectively as the molybdenum cluster is reduced to Mo2IVFe3S9. Electrons from the now reduced Mo2IVFe3S9 cluster then bifurcate to simultaneously reduce the high potential oxidant NO3- to nitrite and the low potential CO2 molecule to CO. A portion of the CO and thiolated methyl groups (CH3S-) adhering to greigite nanocrysts (~NiS2[Fe4S4]S2Fe, cf. acetyl co-A synthase) could be catalyzed to react and produce activated acetate (cf. Huber & Wächtershäuser, 1997). Phosphorylated, the acetate is then released from the greigite surface and the redox cycle is repeated. Activated acetate would provide both for biosynthesis as well as for some early bioenergetics. The process would also produce the reactive intermediate, formaldehyde (otherwise only synthesized in a highly endergonic reductive step involving ATP or ionic gradient in the extant reductive acetyl co-A pathway) by the backdoor. This hypothetical abiotic process, which beats the acetyl co-A pathway from reductive and oxidative directions to facilitate the origin of life, is termed “denitrifying methanotrophic acetogenesis” (Nitschke & Russell, 2012).
    Cela vous donne un petit avant goût de la dernière proposition de Russell et ses collègues Wolfgang Nitschke (dont nous avons déjà parlé) et Elbert Branscomb, ce dernier étant justement chercheur à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign (UIUC), à l'Institute for Genomic Biology.

    On y retrouve :

    - le rôle "nouveau" du méthane, qu'on détecte encore dans les effluves des fumeurs blancs modernes,
    - l'acétogenèse, mais cette fois, par le mécanisme de méthanotrophie anaérobie impliquant la dénitrification (référence à M. oxyfera),
    - l'importance des ions molybdène, impliqués dans les bifurcations rédox,
    - les oxoanions à base d'azote.
    - ...

    Cordialement.

  33. #88
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Citation Envoyé par Pfhoryan Voir le message
    Pas bien grave çà. Ce fil est une mine d'information pour ceux qui s'y intéressent mais n'ont peut-être pas le temps de faire un suivi approfondi.
    Je me suis dit que ça valait la peine de faire une liste des publications scientifiques (dans l'ordre d'apparition dans cette discussion) qu'on peut lire entièrement sur le net :

    1) On the origin of biochemistry at an alkaline hydrothermal vent
    2) On the origins of cells: a hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells
    3) The rocky roots of the acetyl-CoA pathway
    4) Sites for phosphates and iron-sulfur thiolates in the first membranes : 3 to 6 residue anion-binding motifs (nests)
    5) The onset and early evolution of life
    6) Predicting the conformations of peptides and proteins in early evolution
    7) On the origin of genomes and cells within inorganic compartments
    8) A mechanism for the association of amino acids with their codons and the origin of the genetic code
    9) Extreme accumulation of nucleotides in simulated hydrothermal pore systems
    10) Hydrothermal vents and the origin of life
    11) Serpentinite and the dawn of life
    12) The redox protein construction kit: pre-last universal common ancestor evolution of energy-conserving enzymes
    13) The ineluctable requirement for the trans-iron elements molybdenum and/or tungsten in the origin of life
    14) Earliest Seafloor Hydrothermal Systems on Earth: Comparison with Modern Analogues
    15) Distinct Stages of Protein Evolution as Suggested by Protein Sequence Analysis
    16) Polyphosphate-Peptide Synergy and the Organic Takeover at the Emergence of Life
    17) Just Like the Universe the Emergence of Life had High Enthalpy and Low Entropy Beginnings
    18) The Alkaline World and the Origin of Life
    19) The RNA World and the Origin of Life: An Ancient Protein Fold Links Metal-Based Gas Reactions with the RNA World
    20) Evolutionary Steps to the Origin of Life on Earth
    21) On the Emergence of Pre-Genetic Information
    22) Chance or Necessity? Bioenergetics and the Probability of Life
    23) Disequilibrium First: The Origin of Life
    24) The Emergence of Life: Thermodynamics of Chemical Free Energy Generation in Off-Axis Hydrothermal Vent Systems and its Consequences for Compartmentalization and Life's Origins
    25) How Life Began: The Emergence of Sparse Metabolic Networks
    26) Viruses and Life: Can There Be One Without the Other?
    27) What Can the Origin of Life on Earth Tell Us About the Cosmos?
    28) Life's Origins: Potential for Radical Mediated Cyanide Production on the Early Earth Redox Homeostasis in the Emergence of Life. On the Constant Internal Environment of Nascent Living Cells
    29) Reconstruction of the Molecular Origin of Life
    30) Design, Fabrication, and Test of a Hydrothermal Reactor for Origin-of-Life Experiments
    31) Predicting the conformations of peptides and proteins in early evolution
    32) Inorganic complexes enabled the onset of life and oxygenic photosynthesis

    Cordialement.

  34. #89
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Pour ceux qui ont un peu moins de temps, il y a l'excellent article de Nick Lane dans Journal of Cosmology. Je crois qu'il s'agit de l'article le plus efficace pour présenter dans les grandes lignes la théorie de Russell :

    Chance or Necessity? Bioenergetics and the Probability of Life (août 2010)

    On a aussi égrainé différents articles de vulgarisation au fil de cette discussion :

    1) Jump-Starting a Cellular World: Investigating the Origin of Life, from Soup to Networks (15 novembre 2005)
    2) First Life (janvier-février 2006)
    3) The Present is the Key to the Past (21 avril 2008)
    4) Nascence man (21 mai 2009)
    5) Metals, Sulfide and Phosphate Bring Wet Rocky Worlds to Life (2 novembre 2010)
    6) The cradle of life (17 octobre 2009)
    7) Life: Inevitable or fluke? (23 juin 2012)

    Cordialement.

  35. #90
    Geb

    Re : Le scénario de l'origine de la vie enfin déterminé ?

    Bonjour,

    Je suis tombé par hasard sur une discussion qui m'a fait sourire.

    Elle a été ouverte le 6 janvier 2003. Voici le message "inaugural" de Yoyo :

    Citation Envoyé par Yoyo Voir le message
    Un des modeles actuel de l'apparition de la vie sur terre est que celle-ci serait apparu a la surface des oceans.
    or une nouvelle theorie interessante permettrair d'expliquer beaucoup de choses.
    Des cellules se seraient constituées avant que "la vie" ne s'y introduise. Ces cellules primitives n'étaient pas des cellules vivantes mais des cellules inorganiques faites de sulfure de fer et se formant tout au fond des océans, dans une complète obscurité. La vie aurait été une conséquence chimique des courants de convection traversant la croûte terrestre. Les cellules de sulfure de fer auraient constitué des micro-environnements propices aux réactions chimiques amenant à la vie. Aurait pris part à ces réactions le fluide hydrothermal, riche en hydrogène, monoxyde de carbone, cyanure et sulfure, remontant à partir de la croûte terrestre vers le plancher océanique.

    Une des conséquences de cette théorie est une plus grande probabilité de présence de la vie sur d'autres planètes ou encore sur des lunes telles qu'Europe (satellite de Jupiter).

    c'est une theorie interessante n'est-ce pas?
    Vous l'aurez deviné, Yoyo voulait parler du papier de Martin & Russell intitulé "On the origins of cells: a hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells" et que nous avons évoqué dès le message #3 de cette discussion.

    Ce qui est remarquable également, c'est que Yoyo a publié son message seulement 32 jours après la sortie du papier, publié en ligne le 5 décembre 2002.

    Ce qui m'a fait aussi sourire, c'est que ce message est référencé comme le #29 sur le forum, alors que celui que j'écris en ce moment est le #4252566.

    Cependant, la discussion de Yoyo, en elle-même, a malheureusement bifurqué rapidement vers un tout autre sujet que celui de l'hypothèse de la source hydrothermale alcaline de l'émergence de la vie.

    Cela dit, c'est un papier tellement fondateur, je me demande ce que Yoyo en pense approximativement 9 ans et 10 mois plus tard.

    Cordialement.

Sur le même thème :

Page 3 sur 14 PremièrePremière 3 DernièreDernière

Discussions similaires

  1. Actu - Signe de vie sur Titan : un scénario très hypothétique
    Par RSSBot dans le forum Commentez les actus, dossiers et définitions
    Réponses: 6
    Dernier message: 28/04/2013, 14h43
  2. Dossier - L'exobiologie : de l'origine de la vie à la vie dans l'Univers
    Par RSSBot dans le forum Commentez les actus, dossiers et définitions
    Réponses: 14
    Dernier message: 25/12/2012, 22h58
  3. Actu - Stonehenge : l'origine des pierres bleues enfin connue...
    Par RSSBot dans le forum Commentez les actus, dossiers et définitions
    Réponses: 6
    Dernier message: 23/12/2011, 17h54
  4. L'origine de la vie
    Par ella-artiss dans le forum Biologie
    Réponses: 0
    Dernier message: 26/01/2007, 18h52