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Évolution de la vie sur Terre

Qu'est-ce que tu fais Fred ? J'étudie mon arbre phylogénétique pour retrouver la trace de mes ancêtres. Ton arrière-grand-père ? Plus loin que ça ! Arrière-arrière-grand-père ? Encore plus loin ! Ah ! Je crois que j'ai trouvé. Alors c'était qui ? Une bactérie. C'est Mamie Bactérie. Non mais sans blague, si on remonte aux origines de la vie sur Terre, le premier organisme vivant, c'était une bactérie. apparue dans les océans il y a environ 3,8 milliards d'années. Oh c'était une bactérie très simple avec une seule cellule et sans noyau mais capable de se reproduire par division cellulaire. Autrement dit elle grandit, grandit, grandit et quand elle atteint une taille suffisante elle se coupe en deux et ainsi de suite pour former une algue microscopique. Donc ta grand-mère c'est une algue. Pfff La tienne aussi, en tout cas on peut dire que c'était les premières habitantes de la planète. Certains les appellent aussi des cyanobactéries. Pas vrai, le dit ! Oui, c'est exact. Bon, reprenons. Au début de son histoire, il y a 4,6 milliards d'années, la Terre est irrespirable. Il existe bien une enveloppe gazeuse, que l'on appelle l'atmosphère primitive, mais elle ne contient pas la moindre trace d'oxygène. A cette époque lointaine, notre planète est encore une sphère de matériaux en fusion, avec une activité volcanique intense. Ah c'est sûr, il fait chaud, très très chaud, environ 2000°C en surface. Alors forcément, aucune vie ne peut s'y développer. Petit à petit, ouf, ça se refroidit. La vapeur d'eau présente dans l'atmosphère se condense. Résultat, il pleut pendant des millions d'années. Un véritable déluge qui donne naissance aux océans. Sur les continents, toujours aucune trace de vie. Normal, car à cette époque dans l'atmosphère, il n'y a pas encore la fameuse couche d'ozone pour filtrer les rayons ultraviolets du soleil tellement nocifs à la vie. Et puis, toujours pas la moindre trace d'oxygène. C'est donc dans les océans que les premiers êtres vivants vont apparaître. Et oui, tout simplement parce que l'eau, elle, réussit à filtrer ces satanés rayons ultraviolets. Les premières bactéries se développent, on les appelle les cyanobactéries. Elles vont produire des roches calcaires, des stromatolites. Il y a 2,2 milliards d'années, on commence à observer la présence d'oxygène dans l'atmosphère. Mais d'où sort-il, me direz-vous ? Eh bien, tout simplement, des océans ! En effet, pour se développer et produire leur matière organique, les cyanobactéries utilisent des oxygènes. la lumière du soleil et le dioxyde de carbone, le CO2 présent dans leur environnement. Et en même temps, elles produisent aussi du dioxygène. Et à force de dégager du dioxygène dans les océans pendant des millions d'années, il va finir par passer dans l'atmosphère. Enfin, il y a 450 millions d'années, c'est le phénomène de la photosynthèse. tous les éléments sont réunis pour que la vie sorte des océans. Il y a suffisamment d'oxygène dans l'atmosphère, et surtout, cet oxygène a permis la formation de la couche d'ozone, sans laquelle aucune vie n'était possible hors de l'eau. Et oui, c'est à cette époque que les premiers animaux font leur apparition sur les continents. Lui, c'est le Paléocarinus, un arachnide, une sorte d'araignée si vous préférez, dont la taille pouvait aller de quelques millimètres à quelques centimètres. Ah oui, et puis à cette époque... Peu qu'on voit aussi apparaître les premiers végétaux continentaux, comme les rinis, qui mesuraient tout au plus 50 cm de haut. Donc il y a environ 450 millions d'années, la vie sort des océans. Mais il faut remonter à 360 millions d'années pour que les premiers animaux véritablement capables de se déplacer sur Terre apparaissent. Ce sont des sortes de reptiles qui petit à petit vont coloniser les terres émergées. Il y a 230 millions d'années, les premiers dinosaures se développent. Ils vont régner sur Terre pendant 160 millions d'années. Et... Ils vont cohabiter entre autres avec des serpents, des lézards ou encore des crocodiles. Oula, tout doux. A peu près à la même époque, il y a 225 millions d'années, ...apparaissent les premiers mammifères. Ce sont des petits animaux de la taille d'un rat. Ils se nourrissent probablement d'insectes. Ils ont la particularité d'avoir du poil et le sang chaud. La suite, vous la connaissez sûrement, il y a... 65 millions d'années, les dinosaures sont rayés de la planète à cause notamment d'une énorme activité volcanique, mais aussi d'une météorite géante qui s'écrase dans l'actuel régime. du Yucatan au Mexique. Oh pardon ! Les petits mammifères eux, vont survivre, en profiter pour gagner du terrain, grandir et se diversifier. Et l'homme dans tout ça ? Oh l'homme lui, on peut dire qu'il prend son temps. Les premiers hominidés considérés comme les ancêtres de notre espèce sont apparus il y a seulement 7 millions d'années. Le plus ancien hominidé connu à ce jour c'est Toumaï. Et il vivait dans la réalité. Région aujourd'hui du Tchad en Afrique centrale. Quant à Homo sapiens, c'est-à-dire vous, moi, toi, eh bien lui, ses premiers pas sur Terre ont eu lieu il y a environ 200 000 ans. Donc, c'était hier. Et tout cela à partir d'une bactérie ? Quelle diversité ! Oui, mais attention ! Quand on étudie l'évolution des espèces et les liens de parenté qu'il y a entre elles, il ne faut pas se fier aux apparences, mais à la génétique. C'est pour ça qu'aujourd'hui... Aujourd'hui, on fait des arbres phylogénétiques. Ah oui, des machines à remonter le temps. Ah oui, on peut dire ça. Regardez. Sur Terre, aujourd'hui, on connaît presque 2 millions d'espèces. Ça fait beaucoup. Alors, pour bien comprendre comment elles sont apparues au fil du temps, il faut en faire la généalogie. Il faut trouver les ancêtres communs à plusieurs espèces. Pour cela, on utilise... un arbre phylogénétique. Allons-y par étapes. Au bout de toutes les branches de l'arbre, ce sont toutes les espèces vivantes présentes sur Terre aujourd'hui. Et lorsqu'on remonte le long de leurs branches, elles se rejoignent souvent en un point qu'on appelle un noeud. Chaque nœud correspond à des ancêtres communs qui en évoluant au fil du temps ont donné naissance à toutes les espèces situées au bout de ces branches. Et plus on remonte le long des branches, plus on trouve les tout premiers ancêtres communs aux espèces. Ici, l'ancêtre des mammifères. Et si on remonte encore ? L'ancêtre des vertébrés. Jusqu'aux tout premiers ancêtres communs les plus anciens que l'on connaisse. Grâce à cet arbre phylogénétique, on a découvert des choses surprenantes. Du moins, qui n'était pas évidente au premier coup d'œil. Saviez-vous par exemple que le crocodile est plus proche de la poule que du lézard ? Alors certes, le lézard et le crocodile se ressemblent en apparence, mais les points communs entre la poule et le crocodile sont bien cachés. Par exemple, tous les deux possèdent un gésier, en plus de l'estomac, pour digérer les aliments. Le lézard, lui, n'en a pas. En fait, pour mieux classer les espèces, il faut parfois chercher jusque dans leurs cellules, jusque dans leurs... ADN, une molécule qui est caractéristique de chaque être vivant. Si l'on compare l'ADN du lézard, de la poule et du crocodile, on constate que la poule et le crocodile sont bien plus proches. Ils possèdent un ancêtre commun beaucoup plus récent que celui qu'ils ont avec le lézard. Grâce à l'ADN, les scientifiques peuvent donc établir des arbres d'évolution bien plus précis qu'auparavant. Ok Fred, mais comment tu m'expliques que toutes ces espèces évoluent, qu'elles se transforment au fil du temps ? Ah, c'est pas moi qui explique, ce sont les scientifiques à partir du 19e siècle, avec ce que l'on appelle la théorie de l'évolution. Ah oui, Darwin, c'est ça ? Oui, mais reprenons les choses dans l'ordre. Au tout début du 19e siècle, un naturaliste français, Jean-Baptiste Lamarck, propose une première théorie. théorie. Pour lui, les espèces se transforment et sont capables de modifier leurs organes et leurs membres tout simplement pour s'adapter en permanence à leur environnement et transmettent ensuite ces modifications à leur descendance. Comment ça ? Tu vas comprendre ! L'un des exemples favoris de Jean-Baptiste Lamarck, c'est la girafe. Pour lui, la girafe s'est petit à petit dotée d'un long cou parce qu'elle a dû s'adapter à un milieu où les petits arbres étaient de plus en plus rares et que pour atteindre les feuilles des grands arbres et donc survivre, de génération en génération, les ancêtres de la girafe ont tiré, tiré, tiré sur leur cou. pour qu'il atteigne sa taille actuelle. Voilà, en résumé, la théorie de Jean-Baptiste Lamarck. Et Darwin dans tout ça ? Ah, le biologiste anglais Charles Darwin n'est pas tout à fait d'accord. Oh bien sûr ! Bien sûr, il y a une évolution des espèces, mais pour lui, c'est la nature qui sélectionne les espèces et les individus qui sont les mieux adaptés à leur milieu. Autrement dit, les êtres vivants qui sont les mieux adaptés à leur environnement ont plus de chances de survivre et de se reproduire alors que les moins adaptés finissent par disparaître. Ça paraît logique. Et si l'on reprend l'exemple de la girafe ? Et bien pour Darwin, les girafes naissent par hasard avec des coups plus ou moins longs. Et celles qui ont les coups les plus longs se nourrissent mieux, elles mangent, elles se reproduisent mieux et donc elles survivent. Alors que les autres, avec des petits coups, elles finissent par disparaître. Ça, ça s'appelle la théorie de la sélection naturelle et Darwin l'a présentée en 1859. dans son ouvrage de l'origine des espèces. Alors qui a raison ? Darwin ou Lamarck ? Charles Darwin ! Et oui, pour les scientifiques d'aujourd'hui, la théorie de la sélection naturelle est toujours valable. Elle a d'ailleurs été renforcée au XXe siècle avec la découverte de la génétique et l'étude de l'ADN. Mais sait-on jamais ? Peut-être qu'un jour, elle évoluera. Compris, Fred. Mais j'ai une dernière question. Laquelle ? Comment toute cette vie est arrivée sur Terre ? Oh là ! Alors là, il y a plusieurs théories. On va demander à nos experts. Elodie, c'est à toi. Aussi étrange que cela puisse paraître, la vie sur Terre pourrait avoir des origines extraterrestres. Il va falloir attendre la fin des années 60, le milieu des années 1970, pour qu'on récupère une météorite particulièrement célèbre qui s'appelle la météorite. de Murchison. Cette météorite est célèbre parce qu'on l'a récupérée tout de suite après sa chute. Elle est tombée en Australie dans un désert. Elle n'a pas été contaminée par la terre, par la matière terrestre. On l'a analysée avec précision dans les laboratoires. Et on s'est rendu compte que dans cette météorite, il y avait des molécules organiques et certaines de ces molécules organiques sont utilisées par le vivant. Et à partir de là, on s'est dit, pourquoi pas ? Peut-être que les premières étapes qui ont conduit à l'apparition de la vie sur la Terre ont été initiées dans l'espace. Alors bien sûr, pas la vie, mais les ingrédients de la vie auraient pu venir de l'espace. Mais alors, comment la vie serait-elle apparue sur Terre ? On sait que la Terre s'est formée il y a 4,5 milliards d'années. Après sa formation, il y avait des océans déjà très tôt, il y avait de l'eau à l'état liquide à la surface, et la Terre était beaucoup plus bombardée d'objets comme des météorites ou des comètes qu'elle ne l'est à l'heure actuelle. Donc elle a reçu, via l'espace, ces objets qui, pour certains, étaient très riches en molécules organiques, et on pense qu'en tombant dans les océans... En apportant ces molécules organiques dans de l'eau à l'état liquide, ces molécules ont pu réagir entre elles et progressivement franchir les étapes pour passer de la matière organique jusqu'au vivant. Mais attention, ce n'est qu'une hypothèse et loin d'être la seule. Les météorites et les comètes n'ont pas forcément été seuls à jouer un rôle important. On se dit aussi que peut-être l'atmosphère avait une composition qui était propice aussi à une chimie très intéressante, mais on n'est pas sûr, parce qu'on ne connaît pas la composition exacte de cette atmosphère avant que la vie n'apparaisse sur Terre. Et aussi peut-être au fond des océans, dans des environnements qui peuvent ressembler à des petits volcans, qu'on appelle des sources hydrothermales, on sait qu'il peut y avoir aussi une chimie très intéressante. Et donc c'est peut-être la combinaison de molécules qui viennent de l'espace, de molécules qui sont formées dans l'atmosphère, et aussi des molécules qui sont formées dans l'atmosphère. formé au fond des océans. Cette combinaison a fait ce qu'on appelle la soupe prébiotique, la soupe de matière avant la vie. Et c'est dans cette soupe que la vie est apparue. Quoi qu'il en soit, comment est-on passé ? Alors, des molécules primitives à la vie. On n'est pas sûr exactement de ce qui s'est passé. Mais sans doute, le fait d'être dans l'eau à l'état liquide a permis des réactions. qui ne sont pas possibles autrement que dans de l'eau à l'état liquide. Et progressivement, les molécules réagissant les unes avec les autres, ont fait des structures de plus en plus complexes, de plus en plus grandes. Et on pense que la clé pour que la vie apparaisse, pour qu'on puisse considérer que la vie est apparue, c'est qu'à un moment on a eu des molécules. qui sont capables d'elles-mêmes de créer des copies quasi identiques à ce qu'elles sont, mais de temps en temps de se tromper dans ce processus de réplication. Et donc cette petite erreur, ce n'est pas du tout une erreur qui est grave, c'est au contraire une erreur qui permet d'évoluer. Et donc c'est cette capacité qu'ont eu certaines molécules à se répliquer et à évoluer que l'on considère aujourd'hui comme étant en fait l'origine. du vivant sur la Terre. Le mystère de la vie sur Terre reste donc toujours à élucider. Moi j'ai ma petite idée, hein. Ah oui, laquelle ? Eh bien les hommes viennent de Mars et les femmes de Vénus. Oh là là là là... Ça n'a rien à voir, hein. Hé, c'est l'heure de ton zapping.... Imaginez, vous êtes perdu au milieu de nulle part. Il fait froid et vous avez en votre possession un citron, six attaches parisiennes en cuivre, six clous en zinc, du fil électrique et de la paille de fer. Personnellement, j'ai... Toujours ça sur moi, bien sûr. Eh bien, considérez-vous comme sauvés. Eh oui, vous avez de quoi faire du feu. Grâce à l'astuce de la chaîne North Survival, vous allez fabriquer une pile au citron. Il ne vous restera plus qu'à embraser la pelote de fer en créant un court-circuit. Et le tour est joué. Bon, allez, on vous laisse vous entraîner dès ce soir. Mais attention, cette expérience est toujours à réaliser en présence d'un adulte. OK, les sorciers juniors ? Bon. Voici une manière originale de pêcher les mollusques. J'ai nommé la danse de la moitrieuse et sa fabuleuse technique de pêche. Avec elle, pas besoin d'épuisettes ni de crochets. Il suffit de marteler le sol suffisamment longtemps et en cadence pour faire sortir la nourriture de sous la surface du sable. Des vers, des crustacés, des petits mollusques. Et ensuite, il n'y a plus qu'à se régaler. Mais cette séance de claquettes ne fonctionne pas partout. Sur de l'herbe, il semblerait que ça marche moins bien. Ça me donne envie d'essayer, tiens. La mission ICON pour Ionosphérique Connection Explorer a pour but d'étudier les interactions physiques entre la Terre et l'espace. A la tête de ce projet, Thomas Simmel, de l'Université de Berkeley en Californie, qui a pour ambition de comprendre le rôle et l'influence des phénomènes tels que les éruptions solaires sur la ionosphère, la couche haute de notre atmosphère. Lancement prévu mi-2017. Bon, le côté positif de ces interactions venues de l'espace, c'est qu'elles nous permettent d'observer la Terre avec ses magnifiques taches et éclairs de couleurs vus depuis la Station Spatiale Internationale. Et le point négatif, c'est leur capacité à dégrader les communications satellitaires, voire à modifier la météo. Ah bah oui, ma pauvre dame, il y a plus de 16 ans. Qu'est-ce que tu manges ? J'ai une petite faim, je suis devenu végétarien et j'adore les algues. Quoi ? Tu sais que t'es en train de manger tes ancêtres là ? Oh ! Tu rigoles ? Ça fait quand même plus de 3 milliards d'années, hein ? T'en veux ? Non. Mamie, excuse-le, hein ? Mamie ? Non mais... Quelle famille ! Espèce de cannibale !