Post on 27-Jun-2015
De l’Hadéen à la Vie
Objectifs : Comment passer de l’inerte au vivant ? Recherche des premières formes de vie sur Terre : quand ? Où ? Avec quels outils ?
Berkeley edu
Le règne de Hadès
Le berceau de la Viea) Le règne de Hadès
Dessin de Don Nixon dans Halliday (2006)
Science & Vie
Martin et al. (2006)
La dégazage de l’atmosphèreLa condensation des océans
4.537 Ga
Très rapide !!!Probablement < 400 Ma
T<1300°C
(proto-croûte et refroidissement)
b) L’apparition des enveloppe externes
Le berceau de la Vie
Albarède 2009
c) L’apparition des continents
Ce zircon est le plus vieil élément terrestre
connu
Valley (2006)
D ’après Nutman (2006)
Zircons de Jack Hills (4.4 Ga)
Image environ 200 μm de diamètre
4.4 Ga
Le berceau de la Vie
4.06 Ga
Yuichiro Ueno
Yuichiro Ueno
Rivière Acasta
Orthogneiss avec des enclaves de roches ultramafiques
Les plus vielles roches terrestres… les gneiss d ’Acasta
c) L’apparition des continents
Le berceau de la Vie
4 Ga
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Hawkesworth et Kemp (2006)
Stabilisation des continents… et l’enregistrement géologique devient
possible…
2
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1
3
33.
8 Ga
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c) L’apparition des continents
Le berceau de la Vie
D ’après Valley (2006)
Distribution des roches de plus de 2.5 Ga
c) L’apparition des continents
Le berceau de la Vie
D ’après Schopf (1999)
Impacts > 250 km vaporise tous les océansVie pérenne possible qu’à partir de 3.9 Ga
3.9 Ga
4.537 Ga Impact Lune
Black-cat-studios
Le berceau de la Vie
Le bombardement météoritique
a) Les indices géochimiques et biogéochimiques
Les premières traces de Vie
Fractionnement isotopique
D ’après Schopf (1999)
13CPDB = -25‰ 13CPDB = 0‰
La méthode du carbone 13 (13C)
Les microbes photosynthétiques présentent une anomalie en 13CPDB négative de l’ordre de -25‰, alors que les calcaires auront une anomalie d’environ 0‰
ISUAISUA(Groenland)(Groenland)
3.8 Ga Van Zuilen
Photosynthèse ?
Les plus vieilles roches
sédimentaires
a) Les indices géochimiques et biogéochimiques
Les premières traces de Vie
Localité de North Pole Groupe de WarrawoonaGroupe de Warrawoona
(Formation Dresser, 3,490 Ga)(Craton de Pilbara; NW Australie)(Craton de Pilbara; NW Australie)
Les plus vieux stromatolites
b) Les indices pétrologiques
Les premières traces de Vie
Sur TerreThéorie
d ’Oparine (1924)
a) Comment passer de l’inerte à la Vie ?
Hypothèses sur l’origine de la Vie
du monde minéral… …obtenir des molécules organiques simples (matière
prébiotique) :
Acide cyanhydrique (HCN) et formaldéhyde (HCHO)
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre
La théorie de la soupe primitive
Schopf (1999)
Expérience de Miller (1953)
Un ballon avec un mélange gazeux soumit à
l’action d’un arc électrique
a) Comment passer de l’inerte à la Vie ?
Hypothèses sur l’origine de la Vie
Résultats de l’expérience de Miller
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre
Acide cyanhydrique (HCN)
Formaldéhyde (HCHO)
Acides aminés
…Reste le problème de la composition de l’atmosphère
a) Comment passer de l’inerte à la Vie ?
Hypothèses sur l’origine de la Vie
Schopf (1999)
matière prébiotique
molécules organiques complexes
?
?
On ne sait pas fabriquer des molécules organiques complexes (ou macromolécules commeles protéines ou acides nucléiques) dans des conditions prébiotiques
a) Comment passer de l’inerte à la Vie ?
Hypothèses sur l’origine de la Vie
De la matière prébiotique aux macromolécules
Des macromolécules aux protobiontes
COACERVATSCOACERVATSMicrosphères
• de 1 à 500 µm de diamètre• auto-organisation mais pas d’autoreproduction
particules ou gouttelettes microscopiques formées de macromolécules organiques réalisant un métabolisme primaire
a) Comment passer de l’inerte à la Vie ?
Hypothèses sur l’origine de la Vie
AtomesC, H, O, N
Petites molécules
H20, CH4, CO2,CNH, etc.
Molécules simples
Acide aminé,Nucléotide,
Glucide,Acide gras
PolymèresProtéine
ADNARN
Cellule
MOLECULES PRE-BIOTIQUES = INERTESMOLECULES PRE-BIOTIQUES = INERTES VIVANTVIVANT
Fabriquésdans les étoiles
Fabriquésdans les NUAGES
INTERSTELLAIRES
OK,mais...
composition atmosphère…
??
a) Comment passer de l’inerte à la Vie ?
Hypothèses sur l’origine de la Vie
Bilan
Et si ce n’était pas sur Terre ?
Nasa - JPL Caltech La panspermie…
, il faut chercher ailleurs…
Acides carboxyliques, acides aminés (plus de soixante-dix), bases nucléiques, amines, amides, alcools, etc.
Météorite de Murchison (chondrite carbonée ; tombée en 1969 en
Australie)
b) La théorie de la panspermie (Arrhenius, 1905)
Hypothèses sur l’origine de la Vie
100 tonnes la quantité de grains interplanétaires arrivant tous les jours actuellement à la surface de la Terre
Craton de Pilbara (Australie)Groupe de WarrawoonaLocalité d’Apex Chert
(1993)
Science 260
Les plus vieux microfossiles ? (Apex Chert)
3.465 Ga
a) Les microfossiles
11 espèces de microfossiles décrites
Archaeoscillatoriopsis disciformis,
n. gen., n. sp. (M, holotype)
L ’évolution précoce de la vie
Brasier et al. (2005) – Prec. Res. 140
Microfossiles se trouvent dans des brêches, à l’intérieur de veines hydrothermales !Si microfossiles, non-phototrophes (donc pas des cyanobactéries !)
3.465 Ga
Les plus vieux microfossiles ? (Apex Chert)
a) Les microfossiles
L ’évolution précoce de la vie
2.7 Ga
Les biomarqueurs (stéranes)
Plus anciennes traces d ’Eucaryotes
Craton de Pilbara Groupe de HamersleyFormation de Roy Hill
Brocks et al 1999
b) Les biomarqueurs
L ’évolution précoce de la vie
b) Un environnement géologique particulier
L ’évolution précoce de la vie
GroupGroupe de e de
RoperRoper1.492 Ga
120µm2.1 Ga ???
Grippania
Tappania
2.7 Ga
Biomarqueurs
b) Les biomarqueurs
L ’évolution précoce de la vie
Comment passer de l’inerte à la Vie ?
Nasa - JPL Caltech
Et où ?
Sur Terre…
Ce qu’il faut retenir…
• Comment passer de l’inerte au vivant
• La formation de l’atmosphère, des océans et des continents
• L’évolution précoce de la Terre et de la vie
• Les premières traces (directes ou indirectes) de vie