diversitÉ des organismes iv. genÈse, Évolution & diversitÉ

DIVERSITÉDES ORGANISMES

IV. GENÈSE, ÉVOLUTION & DIVERSITÉ

Origine: de la Vie aux "cellulaires"

Terre suffisamment froide pour H2O▼(4.5 Gy), atmosphère e-, pas d’O2 libre, T° semblables

• Origine exogène (météoritique)10.000 tonnes/anChondrites carbonées (inclusions µm)>3.5% C et 25% H2Okérogèneorigine abiotique des mol. org.

Origine: de la Vie aux "cellulaires"

Terre suffisamment froide pour H2O▼(4.5 Gy), atmosphère e-, pas d’O2 libre

• Origine atmosphériqueOparin-Haldane (1920) – Urey-Miller (1953)Mélanges gazeux e- (CH4, NH3, H2O...) + énergiedonnent composés organiques dont A.A., sucres,bases azotées...

Mais atmosphère primitive non réductrice (voir Venus ou Mars)

O2 vient de photosynthèse > non oxydantPlutôt neutre (CO, CO2, N2...)Résultats probants mais moindres

Origine: de la Vie aux "cellulaires"

• Origine hydrothermaleRépartition selon dorsalesIntrusion magma dans schistes & zéolites (Al SiO-(H2O)n +

métaux), adsorbeurs sélectifs et catalyseurs H+

+ apports d’eau chaude (300°C) possibilité de synthèse de matériaux organiques

Origine: de la Vie aux "cellulaires"

• Origine hydrothermaleHypothèse de Wachterhaüser: rôle de la pyrite comme

catalyseur métallique de la MO

Origine: de la Vie aux "cellulaires"

• Origine hydrothermale

• sur base d’analyse moléculaire (ARNr), les + anciennes bactéries sont (hyper)thermophiles et chemolithotrophes

• les sources sont-elles à l’origines de la vie OU le refuge de formes de vie primitives?

• elles ont sûrement servi de réservoir lors de catastrophes de grande ampleur (météorites...)

importance des recherches sur formes de vie primitive dans

sources hydrothermales Mars, Europe (satellite Jupiter), Io Lac Vostok (Antarctique) et tout lieu où H2O liquide subsisterait grâce à énergie géothermale

Origine: de la Vie aux "cellulaires"• Rôle des argiles comme « catalyseurs non enzymatiques »

• Silicate d’alumine + oxydes ou sulfures métalliques + H2O +...• Système isolé mais ouvert, permettant de catalyser certaines

réactions• Possibilité d’autoréplication (contreplaqué)• Possibilité de « construire » des Mol Org à leur surface• Chaque strate peut être considérée comme porteuse

d’information et susceptible d’irrégularités (cfr code génétique) (modèle Cairn-Smith)

• Les strates peuvent désquamer et « transférer » leur information

• Problème: passage de 2 à 1 dimension

Origine: de la Vie aux "cellulaires"

• Origine génique (ARN)Problème d’être source et finalité....

Premières cellules vers 3.5 Gy:

Bactéries anaérobies & hétérotrophes

(glycolyse)

Photosynthèse vers 3-2.7 Gy:

H from H2S (sources H.) puis H2O

premières Cyanophycées.

O2 , + O3, –UV. Poison, peroxysomes,

glycolyse, respiration

Origine: de la Vie aux "cellulaires"

Apparition des Prokaryotes: vers ~ 3.5 Gy

Apparition des Eukaryotes: vers ~ 1.5 Gy

Mitose Méiose

Glycolyse Respiration

Origine: de la Vie aux "cellulaires"

Soupe originelle3.5 GyAnaérobie + hétérotrophieGlycolysepuis appauvrie en Mol. Org. (Chimio-Photo)synthèse rôle du S puis de l’O2 comme accept.apparition O2 + O3

détoxication (respi)

Origine: de la Vie aux "cellulaires"

plu

ricellu

laire

s

Bernard de Jussieu (1799-1876) : « les caractères, dans leur addition, ne doivent pas être comptés comme des unités, mais chacun suivant sa valeur relative, de sorte qu'un seul caractère constant soit équivalent, ou même supérieur à plusieurs inconstants, unis ensemble ».

Charles Darwin (fin du 19ème) : « … la classification doit être basée sur une recherche de parenté ou d’ascendance… ».

J.P. Tournefort K. von Linné B. Jussieu

exemple declassification

avecconfusion

entrephylogénie

&généalogie

autre exemple de classification erronée

(gésier, bassin,mandibule...)

Willi Hennig (1913-1976): fondateur de la systématique phylogénétique

Les parentés évolutives entre espèces sont exprimées en rassemblant les espèces en groupes monophylétiques (clades).

Caractères homologues

Caractères analogues

Phagocytose d’une cyanobactérie par un eucaryote flagellé

une vue actuellede la

classificationdu vivant

Virus

Eubactéries: Deinococcus radiodurans (coques)

Eubactéries: Lactobacillus lactis (bacille)

Eubactéries: Campylobacter jejuni (vibrioïde)

Eubactéries: Treponema pallidum (spirochète)

Eubactéries:Actinomyces sp.

(mycélium)

Eubactéries:

comparaison des paroisGram+ <> Gram-

Procaryotes : principaux embranchements

Importance des Eubactéries

• Pathogène: bacilles (peste, tuberculose, typhus...)

coques (pneumo-, stphylo-, strepto-...)

vibrions (choléra, ulcère...) spirochètes (syphilis, m. de Lyme...)

• Processus de fermentation: industrie alimentaire

• Dégradation de la matière organique

• Symbioses (fixation N2 chez Fabacées, poissons abyssaux, sources hydrothermales...)

• +++++

Eubactéries : Cyanobactéries

fixation N2

spécificités des lipides

de la membrane

des Archées

Lignées d’Eucaryotes

essentiellementunicellulaires

1.Alvéolobiontes

chapelet de vésicules aplaties (=alvéoles) sous la membrane

cellulairecaractères de l’ARNr

Alvéobiontes : 1. Ciliés

Paramecium

Euplotes

Alvéobiontes : 1. Ciliés

Vorticella

Alvéobiontes : 2. Dinophytes

Alvéobiontes : 2. Dinophytes

marée rouge

Alvéobiontes : 3. Apicomplexés

Plasmodiummalariae

Lignées d’Eucaryotes

essentiellementunicellulaires

2. Actinopodes

cellule hérissée d’axopodes et de spicules recouverts de

cytoplasme

Actinopodes : 1. Radiolaires

Actinopodes : 2. Acanthaires

Lignées d’Eucaryotes

essentiellementunicellulaires

3. Foraminifère

sfilopodes réticulés soutenus par

cytosquelettetest glycoprotéique (+CaCO3)

Foraminifères

globigérine

falaises de Douvres

Lignées d’Eucaryotes

essentiellementunicellulaires

4. Euglénobion

tesfeuillets de microtubules corticaux

sous-tendant la membrane cellulaire

mitochondries particulières

Euglénobiontes : 1. Euglénophytes

Euglénobiontes : 2. Kinétoplastidés

Leishmania

Trypanosoma

Lignées d’Eucaryotes

essentiellementunicellulaires

5. Rhizopodesextensions de pseudopodes

Rhizopodes

forme nue et avec thèque

Lignées d’Eucaryotes

essentiellementunicellulaires

6. Mycétozoair

esalternance de phases uni- et

pluricellulairesplasmode

caractères génétiques propres

Mycétozoaires : 1. Myxomycètes

stade plasmode dePhysarium

Mycétozoaires : 2. Acrasiomycètes

stade unicellulaire amiboïde et

stade plasmode fixé de Dictyostelum

la Lignée Brune

chloroplastes à 4 membranesreticulum paraplastidial

pigments particuliers (fucoxanthine)

(Diatomées)

Lignée Brune : 1. Straménopiles 1a. Bacillariophycées

Lignée Brune : 1. Straménopiles 1a. Bacillariophycées

mode de division asexuée des Diatomées

frustules (SiO2)

Lignée Brune : 1. Straménopiles 1b. Phéophycées

algues brunes

Lignée Brune : 1. Straménopiles 1c. Oomycètes

mildiou de la vigne

Lignée Brune : 2. Haptophytes Coccolithophoridées

falaises de Douvres