mentaires, il y a environ 3,3 milliards d’années.
L’origine biologique de cette matière est attestée
par l’étude du rapport isotopique du carbone
qu’elle contient et confirmée par l’observation,
dans ces sédiments, de structures morphologiquement apparentées à des Procaryotes actuels. Il
s’agit donc des plus anciens microfossiles connus,
et cette observation démontre que la vie est apparue à une date antérieure, estimée à –3,6 milliards
d’années. Si l’on considère que la période initiale
de formation de la Terre était incompatible avec
l’émergence de la vie en raison de la température
élevée de sa surface, on conclut que les processus
qui ont conduit à l’apparition des premières cellules se sont échelonnés sur moins de 500 millions
d’années. La durée de cette période dite prébiotique semble étonnamment courte, comparée à
l’échelle des temps géologiques, et conduit à penser
que la vie est bien un phénomène inéluctable qui
se manifeste dès que des conditions appropriées
sont remplies.
1.2. Données de la paléontologie
On connaît d’abondantes structures de type biologique dans des constructions organominérales
fossiles d’aspect feuilleté, en forme de colonnes,
appelées stromatolithes, dont les plus anciens sont
datés de –3 ,5 à –3milliards d’années. Sur des
coupes fines, on y observe des micro-organismes
morphologiquement identifiables à des Bactéries
modernes, parmi lesquelles des Cyanobactéries
typiques. Ces strates constituent des associations
d’organismes photosynthétiques autotrophes associés à d’autres, sans doute hétérotrophes et dépendants des premiers. Cette analyse s’appuie sur le
fait que des stromatolithes se forment, encore à
notre époque, dans certaines zones côtières
chaudes d’Australie, et présentent exactement les
mêmes caractéristiques de taille, d’organisation
interne et de microflore que celles des fossiles. Les
Cyanobactéries, qui sont des Procaryotes complexes (voir chapitre 2), étaient donc représentées
dès les débuts du monde vivant. Nous verrons
plus loin comment la prolifération de ces organismes photosynthétiques a modifié l’atmosphère
terrestre et a contribué à bouleverser l’écologie de
la planète, entre –2et –1milliard d’années.
Une nouvelle catégorie de microfossiles apparaît
brusquement, il y a environ 1,4 milliard d’années.
Ces organismes unicellulaires, 10 à 100 fois plus
grands que les précédents, possèdent des traits
d’organisation interne suggérant qu’il s’agit des
plus anciennes cellules eucaryotiques identifiées
( Acritarches). On les observe dans des sédiments
variés, et ils présentent un maximum de diversification de leurs formes vers –800 millions d’années
(phénomène de radiation évolutive). L’étape suivante dans l’histoire de la vie est l’apparition des
premiers organismes pluricellulaires à caractère
animal, dont on retrouve les traces dans des roches
âgées de 670 millions d’années ( faune d’Ediacara).
On reconnaît déjà à cette époque des formes à corps
mou rappelant des Invertébrés actuels : Méduses,
Vers et Arthropodes nus. C’est vers –5 50 millions
d’années (Cambrien) que se développe une faune
abondante et diversifiée d’Animaux à coquilles ou
carapaces, dont les restes fossiles sont alors bien
préservés ( faune de Burgess). Il est remarquable
de constater que l’acquisition de la pluricellularité
et du cœlome est un processus qui a demandé
moins de 100 millions d’années pour se réaliser.
Cette brève chronologie montre que la vie s’est
tout d’abord manifestée sous la forme d’êtres de
type procaryotique pendant 2m illiards d’années,
avant que les Eucaryotes unicellulaires n’apparaissent. Les possibilités d’évolution des Procaryotes
pendant cette longue période sont donc considérables et le fossé qui les sépare des Eucaryotes
actuels est énorme, d’où les difficultés qui en
découlent pour reconstituer l’histoire initiale du
monde vivant. Il faut ajouter que l’on ne retrouvera
pas forcément de traces fossiles de tous les microorganismes de cette époque, en particulier ceux
dépourvus de paroi, qui ont sans doute joué un rôle
important dans l’évolution des cellules, comme on
le verra plus loin.
2. PÉRIODE PRÉBIOTIQUE
Tout scénario décrivant l’origine de la vie doit
inclure une étape initiale au cours de laquelle se
sont élaborées, à partir du seul milieu minéral, les
molécules biologiques élémentaires, c’est-à-dire les
«briques» constituant les macromolécules (voir
chapitre 1). Une question centrale à ce sujet est de
savoir dans quelle mesure ces molécules ont une
origine terrestre ou extraterrestre. Par la suite, se
sont organisées des structures simples présentant
certaines des caractéristiques de la vie, sans qu’on
puisse toutefois les considérer comme des cellules
modernes.
16. L'ORIGINE DE LA VIE.L ' APPARITION DES DIFFÉRENTS TYPES CELLULAIRES 475
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
L’origine biologique de cette matière est attestée
par l’étude du rapport isotopique du carbone
qu’elle contient et confirmée par l’observation,
dans ces sédiments, de structures morphologiquement apparentées à des Procaryotes actuels. Il
s’agit donc des plus anciens microfossiles connus,
et cette observation démontre que la vie est apparue à une date antérieure, estimée à –3,6 milliards
d’années. Si l’on considère que la période initiale
de formation de la Terre était incompatible avec
l’émergence de la vie en raison de la température
élevée de sa surface, on conclut que les processus
qui ont conduit à l’apparition des premières cellules se sont échelonnés sur moins de 500 millions
d’années. La durée de cette période dite prébiotique semble étonnamment courte, comparée à
l’échelle des temps géologiques, et conduit à penser
que la vie est bien un phénomène inéluctable qui
se manifeste dès que des conditions appropriées
sont remplies.
1.2. Données de la paléontologie
On connaît d’abondantes structures de type biologique dans des constructions organominérales
fossiles d’aspect feuilleté, en forme de colonnes,
appelées stromatolithes, dont les plus anciens sont
datés de –3 ,5 à –3milliards d’années. Sur des
coupes fines, on y observe des micro-organismes
morphologiquement identifiables à des Bactéries
modernes, parmi lesquelles des Cyanobactéries
typiques. Ces strates constituent des associations
d’organismes photosynthétiques autotrophes associés à d’autres, sans doute hétérotrophes et dépendants des premiers. Cette analyse s’appuie sur le
fait que des stromatolithes se forment, encore à
notre époque, dans certaines zones côtières
chaudes d’Australie, et présentent exactement les
mêmes caractéristiques de taille, d’organisation
interne et de microflore que celles des fossiles. Les
Cyanobactéries, qui sont des Procaryotes complexes (voir chapitre 2), étaient donc représentées
dès les débuts du monde vivant. Nous verrons
plus loin comment la prolifération de ces organismes photosynthétiques a modifié l’atmosphère
terrestre et a contribué à bouleverser l’écologie de
la planète, entre –2et –1milliard d’années.
Une nouvelle catégorie de microfossiles apparaît
brusquement, il y a environ 1,4 milliard d’années.
Ces organismes unicellulaires, 10 à 100 fois plus
grands que les précédents, possèdent des traits
d’organisation interne suggérant qu’il s’agit des
plus anciennes cellules eucaryotiques identifiées
( Acritarches). On les observe dans des sédiments
variés, et ils présentent un maximum de diversification de leurs formes vers –800 millions d’années
(phénomène de radiation évolutive). L’étape suivante dans l’histoire de la vie est l’apparition des
premiers organismes pluricellulaires à caractère
animal, dont on retrouve les traces dans des roches
âgées de 670 millions d’années ( faune d’Ediacara).
On reconnaît déjà à cette époque des formes à corps
mou rappelant des Invertébrés actuels : Méduses,
Vers et Arthropodes nus. C’est vers –5 50 millions
d’années (Cambrien) que se développe une faune
abondante et diversifiée d’Animaux à coquilles ou
carapaces, dont les restes fossiles sont alors bien
préservés ( faune de Burgess). Il est remarquable
de constater que l’acquisition de la pluricellularité
et du cœlome est un processus qui a demandé
moins de 100 millions d’années pour se réaliser.
Cette brève chronologie montre que la vie s’est
tout d’abord manifestée sous la forme d’êtres de
type procaryotique pendant 2m illiards d’années,
avant que les Eucaryotes unicellulaires n’apparaissent. Les possibilités d’évolution des Procaryotes
pendant cette longue période sont donc considérables et le fossé qui les sépare des Eucaryotes
actuels est énorme, d’où les difficultés qui en
découlent pour reconstituer l’histoire initiale du
monde vivant. Il faut ajouter que l’on ne retrouvera
pas forcément de traces fossiles de tous les microorganismes de cette époque, en particulier ceux
dépourvus de paroi, qui ont sans doute joué un rôle
important dans l’évolution des cellules, comme on
le verra plus loin.
2. PÉRIODE PRÉBIOTIQUE
Tout scénario décrivant l’origine de la vie doit
inclure une étape initiale au cours de laquelle se
sont élaborées, à partir du seul milieu minéral, les
molécules biologiques élémentaires, c’est-à-dire les
«briques» constituant les macromolécules (voir
chapitre 1). Une question centrale à ce sujet est de
savoir dans quelle mesure ces molécules ont une
origine terrestre ou extraterrestre. Par la suite, se
sont organisées des structures simples présentant
certaines des caractéristiques de la vie, sans qu’on
puisse toutefois les considérer comme des cellules
modernes.
16. L'ORIGINE DE LA VIE.L ' APPARITION DES DIFFÉRENTS TYPES CELLULAIRES 475
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.