Abiogenèse: définition, théorie, preuves et exemples

Alors que Charles Darwin Théorie de l'évolution porte sur la façon dont les espèces changent pour s'adapter à leur environnement, il n'aborde pas la question de savoir comment la vie a commencé à l'origine. À un moment donné, certainement lorsque la planète était encore chaude et en fusion, il n'y avait pas de vie sur Terre, bien que nous sachions que la vie a évolué plus tard.

La question est, comment sont nées les premières formes de vie terrestres?

Il existe plusieurs théories sur la façon dont les éléments de base des organismes vivants ont vu le jour. Le mécanisme par lequel la matière non vivante est devenue organismes vivants auto-répliquants et puis les formes de vie complexes ne sont pas entièrement comprises.

Il y a des lacunes, mais abiogenèse traite de concepts intéressants et commence une explication.

Abiogenèse est le processus naturel par lequel les organismes vivants sont issus de molécules organiques non vivantes. Éléments simples combinés pour former des composés; les composés sont devenus plus structurés et impliquaient différentes substances. Finalement, des composés organiques simples ont été formés et liés pour produire des molécules complexes telles que

Les acides aminés sont les éléments constitutifs des protéines qui forment la base des processus organiques. Les acides aminés auraient pu se combiner pour former des chaînes protéiques. Ces protéines auraient pu s'auto-répliquer et former la base de formes de vie simples.

Un tel processus ne pourrait pas avoir lieu sur Terre aujourd'hui car les conditions nécessaires n'existent plus. La création de molécules organiques suppose la présence d'un bouillon chaud contenant les substances nécessaires à l'apparition de ces molécules organiques.

Les éléments et les composés simples tels que l'hydrogène, le carbone, les phosphates et les sucres doivent tous être présents ensemble. Un source d'énergie telle que les rayons ultraviolets ou les décharges de foudre les aiderait à se lier. Des conditions comme celle-ci peuvent avoir existé il y a 3,5 millions d'années, lorsque l'on pense que la vie sur Terre a commencé. L'abiogenèse détaille les mécanismes de la façon dont cela a pu se produire.

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L'abiogenèse et la génération spontanée suggèrent que la vie peut proviennent de matière non vivante, mais les détails des deux sont complètement différents. Alors que l'abiogenèse est une théorie valide qui n'a pas été réfutée, la génération spontanée est une croyance dépassée qui s'est avérée incorrecte.

Les deux théories diffèrent de trois manières principales. La théorie de l'abiogenèse stipule que :

1. Abiogenèse arrive rarement. Cela s'est produit au moins une fois il y a environ 3,5 milliards d'années et ne s'est probablement pas produit depuis lors.
2. L'abiogenèse donne lieu à la plupart des formes de vie primitives possible. Celles-ci peuvent être aussi simples que la réplication de molécules protéiques.
3. Organismes supérieurs évoluer de ces formes de vie primitives.

La théorie de la génération spontanée stipule que :

1. Génération spontanée arrive fréquemment, même dans les temps modernes. Par exemple, chaque fois que la viande est laissée à pourrir, elle génère des mouches.
2. La génération spontanée donne lieu à organismes complexes comme les mouches, les animaux et même les humains.
3. Les organismes supérieurs sont le résultat d'une génération spontanée, et ils n'évolue pas d'autres formes de vie.

Les scientifiques croyaient autrefois à la génération spontanée, mais aujourd'hui, même le grand public ne croit plus que les mouches viennent de la viande pourrie ou que les souris viennent des ordures. Certains scientifiques se demandent également si l'abiogenèse est une théorie valide, mais ils ont été incapables de proposer une meilleure alternative.

L'origine de la vie a été proposée pour la première fois par le scientifique russe Alexander Oparin en 1924 et de nouveau de manière indépendante par le biologiste britannique J.B.S. Haldane en 1929. Tous deux supposaient que la Terre primitive avait un environnement riche en ammoniac, en dioxyde de carbone, en hydrogène et en carbone, les éléments constitutifs des molécules organiques.

Les rayons ultraviolets et la foudre ont fourni l'énergie nécessaire aux réactions chimiques qui permettraient à ces molécules de se lier.

Une chaîne typique de réactions se déroulerait comme suit :

1. Atmosphère prébiotique avec de l'ammoniac, du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau.
2. Foudre produit des composés organiques simples qui se dissolvent dans les eaux peu profondes.
3. Les composés réagissent davantage dans un bouillon prébiotique, formant des acides aminés.
4. Les acides aminés se lient aux liaisons peptidiques pour former protéines à chaîne polypeptidique.
5. Les protéines se combinent en molécules plus complexes qui peuvent répliquer et métaboliser substances simples.
6. Des molécules complexes et des composés organiques se forment membranes lipidiques autour d'eux et commencer à agir comme cellules vivantes.

Alors que la théorie présentait des concepts cohérents et crédibles, certaines des étapes se sont avérées difficiles à réaliser dans des conditions de laboratoire qui tentaient de simuler celles de la Terre primitive.

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Au début des années 1950, l'étudiant diplômé américain Stanley Miller et son conseiller diplômé Harold Urey ont décidé de tester la théorie de l'abiogenèse d'Oparin-Haldane en recréant un environnement terrestre primitif. Ils ont mélangé les composés simples et les éléments de la théorie dans l'air et ont déchargé des étincelles à travers le mélange.

Lorsqu'ils ont analysé les produits de réaction chimique résultants, ils ont pu détecter acides aminés créés lors de la simulation. Cette preuve que la première partie de la théorie était correcte a soutenu des expériences ultérieures qui ont tenté de créer des molécules de réplication à partir des acides aminés. Ces expériences ont échoué.

Des recherches ultérieures ont révélé que l'atmosphère prébiotique de la Terre primitive contenait probablement plus d'oxygène et moins d'autres substances clés que l'échantillon utilisé dans l'expérience Miller-Urey. Cela a conduit à se demander si les conclusions étaient toujours valables.

Depuis lors, certaines expériences utilisant une composition d'atmosphère corrigée ont également trouvé des molécules organiques telles que des acides aminés, soutenant ainsi les conclusions originales.

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Même lorsqu'il est établi que les conditions de génération de composés organiques simples étaient présentes sur Terre prébiotique, le chemin vers les cellules vivantes a été contesté. Il existe trois manières possibles pour des composés relativement simples tels que les acides aminés de devenir une vie autonome :

1. Réplication d'abord : Les molécules organiques deviennent de plus en plus complexes jusqu'à inclure des segments d'ADN capables de se répliquer. Les molécules auto-répliquantes développent le comportement et le métabolisme cellulaires.
2. Métabolisme d'abord : Les molécules organiques développent la capacité de se maintenir en intégrant et en changeant les substances de leur environnement. Ils deviennent des proto-cellules et développent la capacité de se répliquer.
3. Le monde de l'ARN : Les molécules organiques deviennent des segments d'ARN précurseurs qui peuvent produire des copies de molécules d'ADN. Ils développent en même temps un métabolisme et un comportement de type cellulaire.

Les étapes de acides aminés sur étaient un problème sérieux, et aucun des différents chemins théoriques n'a, en mai 2019, été simulé avec succès.

Il ne fait aucun doute qu'un simulation de l'atmosphère terrestre primitive peut produire des molécules relativement complexes qui sont les éléments constitutifs des molécules organiques présentes dans les cellules vivantes. Il existe cependant plusieurs problèmes pour passer des molécules complexes aux formes de vie réelles. Ceux-ci inclus:

• Il n'y a pas de chemin théorique détaillé pour passer de molécules organiques complexes à une forme de vie.
• Il n'y a pas d'expériences réussies soutenant la formation de molécules plus complexes que les acides aminés.
• Il n'existe aucun mécanisme permettant aux blocs de construction d'ARN de se développer en bases purine/pyrimidine de l'ARN complet.
• Il n'y a pas de consensus sur la façon dont les molécules qui se répliquent/métabolisent deviennent des formes de vie.

Si l'abiogenèse ne se déroule pas de la manière décrite par la théorie, des idées alternatives doivent être envisagées.

Les progrès sur l'abiogenèse semblant bloqués, des théories alternatives sur l'origine de la vie ont été proposées. La vie pourrait avoir son origine d'une manière similaire à la théorie de l'abiogenèse, mais dans bouches géothermiques sous la mer ou dans le la croûte terrestre, et cela peut s'être produit plusieurs fois dans des endroits différents. Aucune de ces théories n'a de support de données plus solide que l'abiogenèse classique.

Dans une autre théorie qui abandonne complètement l'abiogenèse, les scientifiques ont proposé que des composés organiques complexes ou des formes de vie complètes telles que les virus puissent avoir été livrés à la Terre par météorites ou comètes. La Terre primitive (Terre primitive) a été soumise à de violents bombardements à l'époque Hadéenne (il y a environ 4 à 4,6 milliards d'années) lorsque la vie a peut-être commencé.

Sans plus de données concrètes, la seule conclusion est que exactement comment la vie sur Terre l'origine est encore un mystère.