Les premières cellules ne viendraient pas de l'eau mais de la terre?

[Loupsio]

Bonjour a tous,
j'ai lu dans une revue scientifique à la BU un article qui disait que contrairement à ce qui est établi, les premières cellules ne seraient pas apparu dans l'eau mais sur terre, et ensuite auraient migrés dans l'eau
je ne sais plus quelle revue c'était (mais c'était pas Sciences ou Nature)
le sujet m'a interpellé mais j'étais pressé et n'ai pas pu le finir et vu qu'il était de ce mois ci je n'ai pas pu l'emprunter,
en gros l'article disait que certains atomes/ions/molécules nécessaires et primordiaux au fonctionnement de n'importe quelle cellule n'avaient pu être trouvés dans l'eau mais en revanche étaient bien présent sur terre

depuis j'ai essayé de rechercher sur google (vacances oblige... BU fermée) mais sans rien trouver,
quelqu'un en aurais entendu parler ou aurais des infos là dessus?
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[invite444a246d]

ca me semble un peu difficile a croire, tant l'atmosphère était hostile a la cellule au temps ou l'on suppose que la cellule est apparue..

[Loupsio]

c'est aussi pour ça que ca m'a interpellé et que j'aimerai avoir des infos la dessus,
mais ce n'est pas parce que l'atmosphère qui était présente lors de la supposée apparition de la vie aurait été nocive pour nous, qu'elle empêchait toute vie d'apparaitre
il faut se rappeler qu'à la base l'O2 est toxique et que on a bien trouvé un moyen de survivre (ici grâce aux mitochondries)
il y a aussi des bactéries dîtes "des milieux extrêmes" (halophiles acidophiles ...) si on ne les connaissait pas, on se dirait surement "c'est impossible que des organismes vivent dans de tels milieux tellement ils sont hostiles" et pourtant il y en à.
comme quoi il ne faut pas s’arrêter à ce qui semble hostile à nos yeux

[noir_ecaille]

La vie étant très plastique au fil des générations et des adaptations, il est en effet possible que ce qui nous paraissent actuellement un enfer, pu être un paradis pour certaines entités vivantes passées ou actuelles.

J'avoue que l'hypothèse citée au premier post m'intrigue. Si quelqu'un pouvait nous linker ça

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite853321bf]

Une hypothèse intéressante... mais qui restera difficle à déterminer. Même si je pense plutôt que l'apparition aiit eu lieu dans l'eau. C'est quand même le constituant principal de n'importe quelle cellule

[noir_ecaille]

On peut aussi penser à des gouttelettes type aérosol

La vie aurait pu démarrer dans de tels artéfacts avant de se munir d'une membrane semi-perméable pour d'une part résister à la déshydratation, d'autre part ne pas diluer ses constituants dans n'importe quelle flaque.

L'hypothèse d'une origine terrestre plutôt qu'aquatique n'est donc pas improbable non plus, si au lieu d'aérosols on s'en tient à des gouttelettes déposées ou ruisselant sur la roche.

[Loupsio]

personne n'avait entendu parler de cette hypothèse avant?
j’essaierai de retrouver l'article et de donner les détails quand je l'aurai retrouvé

[vpharmaco]

J'avais participer a un congres dans lequel l'un des conferenciers avancait l'idee que la vie serait apparue dans des roches poreuses, prises dans la glace (avec des cycles de gel-degel).
L'idee avancee etait que la vie ne peut que difficilement apparaitre dans un environnement purement aqueux, car elle necessite de maintenir en presence, pendant des temps suffisament longs, des molecules hautement complexes (et fragiles), en hautes concentrations.
Les roches poreuses permettrait a la chimie de pre-biotique de prendre place dans des conditions stables, avec des echanges limites avec l'exterieur. De plus, l'interface liquide/mineral, permet d'augmenter les types de chimie possibles

[KLASS]

Salut,
J'ai évoqué ici même l'année dernière les possibilités d'une origine de la vie grace à des cycles de chauffage / refroidissement comme dans les thermocycleurs à PCR. Quand j'ai lu que tu (VPHARMACO) avais assisté à une conférence où on évoquait quelque chose qui y ressemble j'ai immédiatement tilté, peux tu me donner quelques réferences sur ce biologiste?
Tu peux retrouver mon file en faisant une recherche avec " origine de la vie et thermo-cycleur"

Sinon je lis le livre de Cairns-Smith, et je suis admiratif des capacités de ce scientifique à construire des hypothèses de scénario possibles pour une origine des réplicateurs primordiaux: la vie, maintenant, c'est du carbone mais avant il existait des réplicateurs minéraux et les argiles sont bien placés pour remplir ce rôle.

A bientôt

[vpharmaco]

Desole, je ne me rappelle plus du tout du nom de cette personne, mais une petite recherche (avec les mots cles : zeolite, origin life, prebiotic chemistry) permet de trouver des articles dans ce genre:
http://www.pnas.org/content/95/26/15173.full
L'article est de 1998... Il y a surement des choses plus recentes

edit: j'ai aussi trouver ca: http://www.episodes.co.in/www/backis...TICLES--83.pdf qui peut t'interesser

[kinette]

Bonjour,
Voir aussi cette discussion: http://forums.futura-sciences.com/bi...e-origine.html
Cordialement,
K

[KLASS]

Merci
Pour ces infos, tout ceci reste spéculatif en attendant de l'expérimentation sur du très long terme.

A plus

[Loupsio]

Mais si c'était avéré, ça changerai beaucoup de choses qui sont considérées comme acquises
car si les premières cellules ne viennent pas des océans, ça veut dire que les poissons ne sont pas forcément les premiers animaux et l'idée qu'on à des poissons qui "sortent" de l'eau et évoluent en animaux terrestres, seraient en fait faussés aussi.

[kinette]

Mais si c'était avéré, ça changerai beaucoup de choses qui sont considérées comme acquises
car si les premières cellules ne viennent pas des océans, ça veut dire que les poissons ne sont pas forcément les premiers animaux et l'idée qu'on à des poissons qui "sortent" de l'eau et évoluent en animaux terrestres, seraient en fait faussés aussi.

Bonjour,
Il ne faut pas tout confondre: par "animaux" on entend généralement des espèces pluricellulaires qui ne font pas de photosynthèse (je simplifie...). Les poissons étaient déjà loin d'être les premiers "animaux"! Beaucoup de groupes les ont précédés (invertébrés et premiers vertébrés).
Je ne vois pas en quoi une origine de la vie (qui a dû commencer avec des unicellulaires) sur terre ou à l'intérieur de roches remet en question la façon dont les premiers vertébrés (issus des poissons) sont passés en milieu terrestre.

Noter d'ailleurs que, côté invertébrés, on a aussi un passage du milieu aquatique au terrestre (arthropodes, mollusques...).

Cordialement,
K

[Loupsio]

Je ne vois pas en quoi une origine de la vie (qui a dû commencer avec des unicellulaires) sur terre ou à l'intérieur de roches remet en question la façon dont les premiers vertébrés (issus des poissons) sont passés en milieu terrestre.

les animaux ne sont pas apparu par magie, ils dérivent bien d'un unicellulaire (avec beaucoup d'étapes intermédiaires certes), mais donc si les premières cellules sont apparu hors de l'eau, l'ensemble des étapes qui amènent à la vie pluricellulaire sous l'eau se seraient en fait passés sur terre et auraient donnés des animaux terrestres,

reprenez moi si je me trompe mais de ce que je me souviens, on a:
unicellulaires dans l'eau-->pluricellulaires dans l'eau-->animaux dans l'eau --> animaux aquatiques qui colonisent le milieux terrestre.
(évidemment si cette suite d'évolutions dans le temps est erronée tout le reste est faux xD)
mais si les premières cellules viennent de la terre, on peut pas passer des cellules terrestres, directement a des pluricellulaires aquatiques,
donc les premiers pluricellulaires seraient terrestres, qui auraient ensuite évolués en animaux et qui se seraient dispatchés et donc certains auraient colonisés l'eau

[noir_ecaille]

En même temps on connaît plein de cas d'animaux "retournés" à la flotte.

L'apparition de la vie n'a rien à voir avec les éventuelles parcours individuels propre à chaque espèce voire à chaque individu pour les pinailleurs.

En ce qui concerne les modes de propagations, ça n'implique pas nécessairement la mobilité active. Une simple croissance coloniale suffit à expliquer une propagation bactérienne à défaut d'autres facteurs comme la mobilité du milieu (glissement de terrain, courant aquatique ou aérien, dérive continentale, etc) ou de plus rares facteurs de motilité.

[Geb]

Bonsoir,

j'ai lu dans une revue scientifique à la BU un article qui disait que contrairement à ce qui est établi, les premières cellules ne seraient pas apparu dans l'eau mais sur terre, et ensuite auraient migrés dans l'eau

L'article dont tu parles est ici :

Origin of first cells at terrestrial, anoxic geothermal fields

Cependant, dès sa sortie, cette théorie a été très critiquée, comme le prouve cet article de presse dans Nature :

Debate bubbles over the origin of life

Bonne lecture.

[Pfhoryan]

Cependant, dès sa sortie, cette théorie a été très critiquée, comme le prouve cet article de presse dans Nature :

Debate bubbles over the origin of life

Bonne lecture.

Parmi les contre-arguments présentés:

"The study is already generating strong disagreement among other early-life experts. Nick Lane, a biochemist at University College London, UK, points out that the geothermal-pool hypothesis is problematic both biologically and geologically. “There was almost certainly very little land 4 billion years ago and terrestrial systems would have been unstable, short-lived, and severely limited in distribution,” Lane says. Such conditions would have made it difficult for early life to gain a foothold, he says."

Mieux vaut ne pas prendre en compte ce genre d'hypothèse...

[Geb]

Bonsoir,

Mieux vaut ne pas prendre en compte ce genre d'hypothèse...

Je suis également de cet avis. Cependant, ce que je trouve intéressant de prendre en compte, c'est qu'il s'agit à nouveau d'une hypothèse faisant intervenir les évents hydrothermaux dans l'apparition des premières formes de vie sur Terre.

Depuis la découverte du premier évent hydrothermal par l'équipe de John B. Corliss en 1977, lui-même et certains de ses collègues ont proposé en 1981 l'hypothèse selon laquelle la vie aurait pu apparaître dans ces formations hydrothermales sous-marines.

Ensuite, vint en 1988 l'hypothèse de Günter Wächtershäuser, qui ajouta à l'hypothèse hydrothermale de l'origine de la vie de Corliss le fait que la surface des dépôts en sulfure de fer à la surface des évents hydrothermaux sous-marins aurait favorisé la synthèse abiotique de molécules organiques. En 1997, Wächtershäuser et sa collègue Claudia Huber, ajouta au FeS un autre catalyseur minéral : le NiS.

Pendant ce temps, entre 1981 et 1983, un géologue d'origine britannique, du nom de Michael John Russell, découvrit puis étudia avec ses collègues de l'Université de Glasgow, puis de Starthclyde, une mine situé en Irlande dont le dépôt minéral semblait s'être formé à partir d'une source hydrothermale sous-marine à faible température (<150°C). C'est son mentor, le géologue d'origine australienne Richard Stanton qui le premier avait émis l'idée (dans les années 1960) que beaucoup de dépôts miniers étaient le fait d'anciennes sources hydrothermales sous-marines. Cette idée, d'abord très mal considérée, fut universellement acceptée par la suite.

Enfin, au milieu des années 1980, Michael Russell publia un papier, toujours en sa qualité de prospecteur minier, qui relatait la découverte d'un dépôt minier en Yougoslavie, qui non seulement avait probablement été formé à basse température, mais aussi dans un milieu alcalin (c-à-d basique).

En 1989, Russell et ses collègues de l'Université de Glasgow (parmi lesquels Allan Hall) témoignaient dans un commentaire publié dans Nature, d'un pressentiment, qui les poussaient à croire que les fossiles de sources hydrothermales alcalines de faible température (qu'ils avaient étudié un peu partout en Europe et en Turquie), pourraient être de bien meilleurs endroits pour l'émergence de la vie que toutes les autres hypothèses précédentes.

Michael J. Russell et Allan J. Hall ont, depuis 1989, co-écrits plusieurs publications sur leur hypothèse, par exemple en 1993, 1994 et 1997. Ils reproduisent notamment les micro-structures poreuses en sulfure de fer et de nickel des sources hydrothermales alcalines fossiles qui selon eux seraient le lieu idéale du passage de l'inerte au vivant.

En décembre 2000, une source hydrothermale alcaline composée de cheminées de près de 60 mètres de haut est découverte. Comme l'avait prévu Russell à partir de l'étude de sources hydrothermales fossiles depuis 1981, le pH est alcalin (entre 9 et 11) et la température est relativement clémente (entre 90 et 130°C).

La publication en décembre 2002 d'un article scientifique retentissant avec William Martin fait de lui une petite célébrité dans le milieu de la presse de vulgarisation scientifique anglo-saxonne.

Depuis lors, des dizaines de papiers ont été publiés sur la théorie de Michael Russell, avec notamment la collaboration de Nick Lane et d'Eugene Koonin. C'est là le plus intéressant dans ce papier il me semble : la collaboration d'Eugene Koonin malgré sa précédente prise de position en 2005 en faveur de la théorie de Russell.

Nos deux co-auteurs (Martin et Russell) réitèrent leur "coup médiatique" avec un autre célèbre papier (dans le milieu en tout cas) en 2007.

Nous sommes donc en 2012, et la théorie de Armen Y. Mulkidjanian (qui est loin de faire l'unanimité. ) vient de faire son apparition, toujours dans un cadre hydrothermal. En ce qui me concerne, je favorise (tout comme Nick Lane d'ailleurs) l'hypothèse de Michael Russell.

Cordialement.

[Pfhoryan]

Nous sommes donc en 2012, et la théorie de Armen Y. Mulkidjanian (qui est loin de faire l'unanimité. ) vient de faire son apparition, toujours dans un cadre hydrothermal. En ce qui me concerne, je favorise (tout comme Nick Lane d'ailleurs) l'hypothèse de Michael Russell.

En milieu alcalin donc. Comment le fait que l'énergie de la cellule provient essentiellement de gradients transmembranaires de protons est-il intégré à cette hypothèse? Est-ce que ça l'est?

[Geb]

En milieu alcalin donc. Comment le fait que l'énergie de la cellule provient essentiellement de gradients transmembranaires de protons est-il intégré à cette hypothèse? Est-ce que ça l'est?

Non seulement ça l'est, mais c'est un point absolument central de la théorie de Russell !

Voici un extrait d'un article de vulgarisation de Nick Lane publié le 23 juin 2012 dans NewScientist :

Life: Inevitable or fluke?

[…] What’s more, the context makes me think that it really wasn’t that difficult for life to arise in the first place.

The answer I favour was proposed 20 years ago by the geologist Michael Russell, now at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, who had been studying deep-sea hydrothermal vents. Say “deep-sea vent” and many people think of dramatic black smokers surrounded by giant tube worms. Russell had something much more modest in mind: alkaline hydrothermal vents. These are not volcanic at all, and don’t smoke. They are formed as seawater percolates down into the electron-dense rocks found in the Earth’s mantle, such as the iron-magnesium mineral olivine.

Olivine and water react to form serpentinite in a process that expands and cracks the rock, allowing in more water and perpetuating the reaction. Serpentinisation produces alkaline – proton poor – fluids rich in hydrogen gas, and the heat it releases drives these fluids back up to the ocean floor. When they come into contact with cooler ocean waters, the minerals precipitate out, forming towering vents up to 60 metres tall. Such vents, Russell realised, provide everything needed to incubate life. Or rather they did, four billion years ago.

Back then, there was very little, if any, oxygen, so the oceans were rich in dissolved iron. There was probably a lot more CO2 than there is today, which meant that the oceans were mildly acidic – that is, they had an excess of protons.

Just think what happens in a situation like this. Inside the porous vents, there are tiny, interconnected cell-like spaces enclosed by flimsy mineral walls. These walls contain the same catalysts – notably various iron, nickel and molybdenum sulphides – used by cells today (albeit embedded in proteins) to catalyse the conversion of CO2 into organic molecules.

Fluids rich in hydrogen percolate through this labyrinth of catalytic micropores. Normally, it is hard to get CO2 and H2 to react: efforts to capture CO2 to reduce global warming face exactly this problem. Catalysts alone may not be enough. But living cells don’t capture carbon using catalysts alone – they use proton gradients to drive the reaction. And between a vent’s alkaline fluids and acidic water there is a natural proton gradient.

Could this natural proton-motive force have driven the formation of organic molecules? It is too early to say for sure. I’m working on exactly that question, and there are exciting times ahead. But let’s speculate for a moment that the answer is yes. What does that solve? A great deal. Once the barrier to the reaction between CO2 and H2 is down, the reaction can proceed apace. Remarkably, under conditions typical of alkaline hydrothermal vents, the combining of H2 and CO2 to produce the molecules found in living cells – amino acids, lipids, sugars and nucleobases – actually releases energy.

That means that far from being some mysterious exception to the second law of thermodynamics, from this point of view, life is in fact driven by it. It is an inevitable consequence of a planetary imbalance, in which electron-rich rocks are separated from electron-poor, acidic oceans by a thin crust, perforated by vent systems that focus this electrochemical driving force into cell-like systems. The planet can be seen as a giant battery; the cell is a tiny battery built on basically the same principles.

I’m the first to admit that there are many gaps to fill in, many steps between an electrochemical reactor that produces organic molecules and a living, breathing cell. But consider the bigger picture for a moment. The origin of life needs a very short shopping list: rock, water and CO2.

Water and olivine are among the most abundant substances in the universe. Many planetary atmospheres in the solar system are rich in CO2, suggesting that it is common too. Serpentinisation is a spontaneous reaction, and should happen on a large scale on any wet, rocky planet. From this perspective, the universe should be teeming with simple cells – life may indeed be inevitable whenever the conditions are right. It’s hardly surprising that life on Earth seems to have begun almost as soon as it could. [...]

Cordialement.

[Pfhoryan]

Non seulement ça l'est, mais c'est un point absolument central de la théorie de Russell !

Du coup ça rend la théorie assez sexy!

Bon, je crois qu'il faut que je lise la revue de Martin & Russell de 2007 pour voir les détails de cette théorie...