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HISTOIRE DE LA VIE SUR TERRE (conditions sur la Terre primitive…
HISTOIRE DE LA VIE SUR TERRE
conditions sur la Terre primitive
apparition de molécules capables d’auto-réplication : début de l'hérédité
ARN avant ADN
role ARN : synthèse protéines, fonctions catalytiques comme les enzymes : ribosomes qui fabriquent des copies complémentaires de l'ARN
prise de plusieurs conformations du brin d'ARN : interaction avec des protéines
sélection des meilleurs ARN survivants au milieu + sélection des vésicules les + résistantes : stabilité et auto-réplication
apparition d'une matrice d'ADN : + stable + facilement réplicable : sélectionné positivement
apparition de la Terre
mise en place du système solaire
collision : roc et glaces : vaporisation des plans d'eau
condensation d'un immense nuage de poussières et roches
atmosphère : vapeur d'eau, azote et oxydes,méthane, aoniaque, hydrogène
refroidissement : océan
agrégation en protocellules : gouttelettes enveloppées d'une membrane
reproduction + métabolisme rudimentaire
conservation du milieu chimique interne
réplication ADN : mécanimse enzymatique + abondance de nuclétotides
présence de montmorillonite ? argile qui accélère l'assemblage des vésicules : commune sur la Terre primitive?
fusion de ces molécules : macromolécules (protéines, acides nucléiques)
goutte à goutte : solution d'acides aminés ou nucléotides d'ARN : obtention de polymères
2009 : spontané à partir de simples précurseurs moléculaires
synthèse abiotique: accumulation
des molécules organiques (AA, bases)
sources d'énergies : foudre, radiations UV, radiations, chaleur -> AA et autres composés
apport des chondrites (composés carbonés (1-2%) + 80 AA + lipides sucres simples et bases azotées) : le météorite de Murchison
informations : fossiles de microorganismes vieux de 3.5 milliards d'années
archives fossiles
observations de changements considérables
les organismes d'avant sont actuellement éteints
accumulation dans les couches sédimentaires = strates, glaces, ambre
permet de comprendre d'ou les groupes actuels sont issus
chronique incomplète des changements évolutifs (non fossilisé, processus géologiques, pas au bon endroit,mou...)
datation des roches et fossiles
C14/C12 : déterminer l'age du fossile
idem pour l'uranium 238...
éléments non radioactifs : stables à la mort de l'organisme
éléments radioactifs : désintégration (C14 -> N14)
datation radiométrique : f (désintégration ou demi-vie des isotopes radioactifs) = vitesse isotope parent -> isotope fils
age relatif grace aux strates : ordre de mort des organismes
origine des nouveaux groupes d'organimses
caractéristiques uniques de certaines groupes (tétrapodes) -> retracer l'histoire évolutive du groupe
Amphibiens, Reptiles, Mammifères : tous 4 pattes
Mammifères : machoire inf : 1 os; autres tétrapodes : plusieurs os
mammifères : oreille interne 3 os; 1 seul chez les autres tétrapodes...
Mammifères (p594)
Synapsides
Thérapsides
Premiers Cynodontes
Cynodontes + évolués
Derniers Cynodontes
combien de temps de nouvelles caractéristiques mettent à se produire
apparition
organismes unicellulaires,
organismes multicellulaire;
colonisation des milieux
1ers unicellulaires
photosynthèse et révolution du dioxygène
dissolution dans l'eau envrionante jusqu'à concentration suffisante pour agir avec le fer : BIF
puis échappement : mers, lacs, puis atmosphère
chronologie : apparition des bactéries photosynthétiques libératrices d'oxygène : 2.7 milliards d'années
molécules ou ions libres ou composés (péroxyde, dioxygène...)
apparition PS -> apparition O2
O2 : majeur partie qui vient de la scission de la molécule d'eau pendant la PS
premières preuves directes de vie sur Terre : Stromatolites
couches minérales concentriques
dépots par des Procaryotes
depuis 3.5 milliards d'années
1ers Eucaryotes
théorie de l'endosymbiose (endosymbionte + cellule hote)
mitochondries et chloroplastes sous forme de proies ou parasites non digérés
enveloppe nulécaire, mitochondries, RE, cytosquelette... en plus dans les cellules
mitochondries endosymbiotées avant les plastes
2.1 milliards d'années : + vieux fossiles eucaryotes
nombreuses caractéristiques fonctionnelles des mito + plastes identiques aux Procaryotes actuels scission binaire - une seule molécules d'ADN circulaire - sensibilité aux antibiotiques - ...
Origine multicellularité
1ers Eucaryotes multicellulaires
début : algues petites (1.2 M)
575 m : + grands + complexes
ancêtre commun multicellulaire : 1.5 milliards d'années
faune d'Ediacara : corps mou, taille très variable
taille et diversité limitées à cause des eres glaciaires : Snowboll Earth régulière
Explosion du Cambrien
Eponges, Cnidaires, Mollusques...
apparition des phanères (griffes)
apparition de nombreux embranchement d'Animaux
capture de proies défenses des proies
575 m : embryons animaux ou groupes éteints étroitement liés aux animaux : explosion qui aurait pu avoir lieu bien avant
(Hadéen) Archéen, Protérozoïque, Phanérozoïque (Paléozoïque, Mésozoïque, Cénozoïque)
Colonisation des milieux terrestres
feuilles et vraies racines + association Eumycètes
Arthropodes : premiers colonisateurs de terre ferme: 420 m
apparition des systèmes vasculaires : circulation interne des plantes
anciens Tétrapodes :365 m : issues des poissons à nageoires charnues
Végétaux, Eumycètes, Animaux : 500 m (paléozoïque)
Cyanobactéries et autres procaryotes : terres humides : 1 M
Ascension et déclin - spéciation et extinction
extinctions massives
5 grandes extinctions massives
Ordovicien - Silurien (444 millions d'années)
Dévonien (380 millions d'années)
Crétacé
cratère de Chicxulub : cicatrice sur la cote de Yucatan (Mexique) : diamètre de 180km
couche riche en Iridium (dans les météorites) : collision entre la Terre et un astéroide -> nuage de débris -> écran au soleil -> grave perturbations climatiques
disparition >50% des espèces marines + nombreuses familles d'aniaux et végétaux terrestres (dinosaures sauf les oiseaux)
Limite Mésozoïque - Cénozoïque
65.5 millions d'années
Permien
Limite Paléozoïque - Mésozoïque
disparition de 96% des animaux marins et 8/27 ordres d'Insectes
251 millions d'années
énormes éruptions volcaniques (trapps de Sibérie) :épaisseurs de dizaines ou centaine de metres
lave + cendres + dioxyde de carbone -> réchauffement de 6°C
baisse généralisée de O2 par diminution du rythme des mélanges d'eau (à cause du changement de température)
suffocations des organismes et croissance des bactéries anaérobies : sulfure d'hydrogène dégagé
mort des végétaux et animaux terrestres + destruction couche d'ozone
lorsqu'un nombre considérable d'espèces disparait soudainement de la surface de la Terre disparition d'au moins 50% des espèces marines
Trias - Jurassique (200 millions d'années)
La sixème vague d'extinctions massives est-elle déja en cours?
taux 100 à 1000 fois plus important que le taux de base historiques des archives fossiles
difficile d'évaluer l'ampleur de la crise actuelle
depuis 400 ans :+ d'un millier d'espèces ont disparues
le taux d'extinction tend à augmenter avec les températures planétaires élevées
activité humaine : destruction des habitats
vague d'extinction d'origine humaine qui risque de se produire dans quelques siècles ou millénaires si pas de changements
conséquences des extinctions massives
lignée évolutive définitevant éteinte
5 à 10 millions d'années pour retrouver une diversité de vie
100 millions d'années pour retrouver le nb de famille anté-Permien
disparition d'un grand nombre d'espèces
bouleversement des niches écologiques
changements de pression prédateurs / proies
radiances adaptatives
radiances adaptatives mondiales
remplissage des niches écologiques abandonnées des dinosaures
Cambrien : végétaux, insectes et tétrapodes
augmentation de la taille, diversification énorme
végétaux : nouvelle source de nourriture + adaptations (insectes pollinisateur et mangeur de végétaux)
Mammifères après l'extinction des dinosaures : 65.5 millions d'années
radiances adaptatives régionales
espèces végétales et animales endémiques
évolution divergente par sélection naturelle + spéciation allopatrique et sympatrique
lorsque quelques organismes trouvent un chemin vers un nouvel endroit (iles d'Hawai, les Galapagos...)
groupes qui engendrent de nouvelles espèces + occupation des niches écologiques nouvelles + expérimentations de nouvelles grandes innovations
Tectonique des plaques
conséquences de la dérive des continents
bassins océaniques + ou - profonds
énormes changements climatiques possibles
moidification des habitats des organismes
adaptations, migrations ou mort des organismes
spéciation allopatrique à grande échelle (dislocation)
explique les lieux ou de memes fossiles sont trouvés
explique l'isolement des marsupiaux (australie)
généralités
emplacement antérieur des continents : déductible (+champ magnétique)
1.1 milliard, 600 millions, 250 millions = supercontinent
.1.5 M : eucaryotes multicellulaires
variations dans séquences et gènes développementaux
évolution du dvlpmt
Ediacara : déja des animaux complexes
sélection : nouveaux gènes : nouvelles fonctions métaboliques ou structurales : diversité
Ubx
: activation : supprime la formation des pattes des insectes et non chez les crustacés
histoire évolutive de ce gène : construction de gènes hybrides d'Ubx : observation des embryons de mouches et la formation des pattes : détermination des AA reponsable de la suppression
variation de la séquence nucléotidiques : modifie le fonctionnement
variation de la régulation d'un gène : limite les changements à un type de cellule : moins d'effets néfastes
épinoche : marine 2 épines sur la face ventrale; littorale pas d'épines
gène de développement :
Pitx1
: variations structurales du gène ou d'expression?
chercheurs : expression à l'origine du chgmt
effet des gènes dévéloppementaux
changements d'ordre spatial
gènes qui régissent l'empacement et l'organisation spatiale des parties du corps
gène
Hox
: renseignements sur la position des cellules de l'embryon
responsables de l'absence de membres chez les serpents
vitesse et synchronisation des étapes de dvlpmt
entre chimpanzé et homme, structure ailes de la chauve souris (accélération de croissance des doigts), réduction puis disparition des membres inférieurs de la baleine
idem pour les organes reproducteurs : pédomorphose de l'axolotl
morphologie : dépend du rythme de croissance des différentes parties du corps
hétérochronie : chgmt de vitesse ou synchro des étapes de dvlpmt
évolution : aucun objectif
innovation de l'évolution
fonction conservée : vision
fonctions apparues : image, netteté... = exaptations
la selection naturelle ne prédit pas l'avenir mais peut améliorer les structures selon les utilités
calmar : oeil aussi complexe que celui de l'homme
oeil simple : zone de cellules photoréceptrices : permet à la patelle de visualiser l'ombre et s'agripper plus fort au rocher
structures complexes : souvent une évolution à partir de versions beaucoup plus simples
tendances évolutives
tendance évolutive soumise à une sélection spécifique
une seule ramification survivante : Equus
augmentation de taille du corps sur toute sa lignée, évolution de la pattes (4 doigts - 1 seul) et de la dent pour brouter
cheval moderne descendant d'un ancètre beaucoup plus petit
généralités
émergence d'une nouvelle forme par modifications répétées des formes existantes
évolution = sorte de bricolage