Laboratoire Francis PERRIN
URA CNRS-CEA 2453
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L’aube de la Vie sur Terre. De quoi sommes-nous sûrs ? L’empreinte de la photosynthèse Séminaires SPAM LFP
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18/06/2009 à 11h00
LIDYL Bât 522, p 138 CEA-Saclay
Pierre SEBBAN
D’un point de vue scientifique mais aussi philosophique, l’étude de l’origine et du développement de la Vie sur Terre (formée il y a ~ 4,55 milliards d'années) constitue un des domaines de recherche les plus excitants mais un domaine très complexes. Une des raisons en est l’approche multidisciplinaire obligatoire et permanente à mener en Chimie, Physique, Biologie, Géologie et Paléontologie.
A partir de l’amorce possible d’une chimie prébiotique il y a au moins 4 Ga, lorsque les conditions sur Terre le permirent, jusqu’à l’émergence de cellules déjà dotées d’un métabolisme complexe de production d’ATP (dont nos cellules actuelles ont hérité), seulement 300-400 millions d’années se sont écoulés. Si les étapes moléculaires ayant conduit de manière continue d’une chimie minérale à une chimie biologique complexe sont encore très débattues, les preuves de la chronologie globale des évènements ayant mené à l’émergence de la Vie sont de plus en plus écrasantes.
A partir des premières formes de vie très simples (macromolécules auto-réplicatives, nucléotides ?), la sélection naturelle (Charles R. Darwin) et l'Evolution se sont exercées pour conduire naturellement aux premières cellules dont l'architecture et le fonctionnement étaient déjà très complexes. Sans être exhaustif, bien sûr, je prendrai quelques exemples d’évolution moléculaire et tenterai de présenter des preuves d’une chronologie possible des évènements ayant conduit à l’apparition du LUCA (Last Universal Common Ancestor) et des premières cellules complexes.
Les empreintes isotopiques, géologiques et paléontologiques de la présence de photosynthèse fournissent des preuves très solides. Je décrirai quelques principes généraux de bioénergétique membranaire (transferts couplés d’électrons et de protons) communs à tous les organismes vivants (respiratoires et photosynthétiques) et déjà en place à cette époque (> 3.6 Ga) !
Une attention particulière sera portée aux stromatolites fossiles (Australie de l’Ouest) observés sur toute la période Archéenne (3,8-2,7 Ga), ainsi qu’aux comparaisons (alignements) de séquences de protéines de cyanobactéries modernes et de bactéries photosynthétiques anciennes.