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Des comètes aux humains

L’évolution du vivant à la lecture de son ADN

by Guy-Franck Richard (author)
Collection: Bulles de sciences
may 2024
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Presentation

Ce livre a pour ambition de synthétiser nos connaissances actuelles sur l’origine et l’évolution du vivant, en se basant sur les lois de la physique, de la chimie et de la biologie. Les premières molécules organiques sont nées au cœur des sources chaudes océaniques ou à la surface des comètes. Depuis les premiers êtres vivants, il y a eu peu de nouvelles inventions, la plupart du temps ce sont des « bricolages évolutifs » qui ont créé la diversité. Tout ce qui pouvait sembler assez mystérieux par le passé apparaît aujourd’hui clairement à la lecture de l’ADN. Dans cet ouvrage, la théorie scientifique de la sélection naturelle est discutée à la lumière des données récentes issues du séquençage de nombreux génomes. Les êtres vivants transmettent leurs gènes non seulement d’un individu à sa descendance, mais également entre individus appartenant à des espèces différentes. Ces hybridations ont joué un rôle déterminant dans le façonnement du vivant, y compris dans celui de notre propre espèce. Grâce au séquençage de l’ADN ancien, on peut lire dans les génomes de nos ancêtres l’histoire de l’humanité, depuis la sortie des premiers Homo sapiens du continent africain il y a 60000 ans. La biologie synthétique, la modification et la réécriture des génomes sont également abordées : si elles peuvent constituer un espoir pour l’humanité de transcender sa propre espèce, elles laissent aussi présager d’immenses défis de société. En parallèle, les incroyables progrès de l’astrophysique nous invitent à tourner notre regard vers les étoiles en y cherchant les réponses encore manquantes à l’origine de notre propre existence.

Resume

Prologue......................................................................................13

1. L’origine des premières moléculesorganiques.......................... 17

La soupe primordiale de Miller.................................................. 19

Les critiques de l’expérience de Miller........................................ 21

Le Monde Fer-Soufre................................................................ 23

L’origine extraterrestre de lavie................................................ 26

Philae a rendez-vous avecTchoury............................................. 28

Bibliographie.......................................................................... 30

2. Des premières molécules organiques aux premièresmolécules

duvivant...............................................................................31

Une définition du vivant.......................................................... 31

L’ARN porteurd’information...................................................... 32

L’ARN catalyseur de réactionschimiques..................................... 35

Le monde àARN...................................................................... 37

Des premières molécules organiques au premier ARN.................... 39

Bibliographie.......................................................................... 42

3. Du monde à ARN aux premières cellules.................................. 43

L’Arbre duVivant..................................................................... 44

Les spécificités du monde eucaryote.......................................... 45

Les premières cellules.............................................................. 48

L’origine possible des premières membranescellulaires................. 50

À quoi ressemblaient les protocellules?...................................... 52

Bibliographie.......................................................................... 54

4. Du monde à ARN au monde àADN........................................... 55

Les remarquables propriétés de l’ADN......................................... 55

De l’ARN auxprotéines….......................................................... 61

… des protéines à l’ADN-U....................................................... 65

… et de l’ADN-U à l’ADN-T....................................................... 67

Le paradoxed’Eigen................................................................. 68

Le chaînon manquant de l’ARN à l’ADN?..................................... 71

Bibliographie.......................................................................... 72

5. L’énergie des premières cellules et la Grande Oxydation........... 73

L’énergie des premièrescellules................................................. 74

L’arrivée descyanobactéries...................................................... 77

L’invention de la photosynthèse................................................ 78

L’invention de la respiration..................................................... 79

La GrandeOxydation................................................................ 80

L’ozone, protecteur duvivant.................................................... 81

Bibliographie.......................................................................... 83

6. Gènes et codegénétique......................................................... 85

Qu’est-ce qu’un gène ?............................................................. 85

Le code génétique................................................................... 87

La presque universalité du codegénétique.................................. 91

L’intrigante question des ARNtsynthétases................................. 92

Bibliographie.......................................................................... 96

7. Les premiers eucaryotes......................................................... 97

La théorieendosymbiotique...................................................... 97

Un scénario possible pour l’apparition des premierseucaryotes...... 99

L’origine du noyau des eucaryotes............................................. 102

Endosymbiosessecondaires....................................................... 104

Des amibesendosymbiotiques…................................................ 105

… et des levuresendosymbiotiques........................................... 106

Quand l’évolution rétrécit lesgénomes....................................... 107

Les nombreuses inventions du monde eucaryote.......................... 108

Bibliographie.......................................................................... 110

8. Des premiers eucaryotes aux premiersanimaux........................ 111

L’acquisition de la mobilité chez leseucaryotes........................... 112

Les gènes en morceaux deseucaryotes....................................... 114

Des protozoaires aux métazoaires.............................................. 117

Bibliographie.......................................................................... 120

9. Des métazoaires àl’homme..................................................... 121

Les fossiles, témoins de l’explosionprécambrienne....................... 125

Les horlogesmoléculaires......................................................... 126

L’apparition de la symétrie bilatérale......................................... 129

Les premiers chordés............................................................... 130

Des chordés aux vertébrés........................................................ 132

Des vertébrés auxmammifères................................................... 136

L’origine virale duplacenta....................................................... 138

La souris, proche parent de l’homme.......................................... 138

Bibliographie.......................................................................... 140

10.Des algues auxarbres............................................................. 143

Les embryophytes, premières plantes terrestres........................... 143

Les trachéophytes et les premiersarbres..................................... 145

Les angiospermes ou plantes à fleurs......................................... 146

La biodiversité des forêts......................................................... 150

Le génome de l’arabette, angiospermemodèle............................. 151

Le vivant s’est complexifié par bondssuccessifs........................... 152

Bibliographie.......................................................................... 156

11.Un animal doué deraison....................................................... 159

Une machine à fabriquer des imagesmentales............................. 160

Le cerveau récompense oupunit................................................ 162

Le séquençage du génomehumain............................................. 164

La quête des gènes qui fontl’Humanité...................................... 169

Quelle part de l’intelligence est-elle héritable ?........................... 172

Le métagénome humain........................................................... 174

Bibliographie.......................................................................... 177

12.L’homme moderne est unhybride............................................ 179

Mastiquer ou réfléchir, il faut choisir......................................... 181

On a – presque – tous en nous quelque chose deNéandertal......... 184

L’homme de Néandertal pratiquait une médecinerudimentaire....... 187

L’homme deDenisova............................................................... 189

Les apports des gènes ancestraux aux génomes humainsmodernes 190

Les premières migrations de nos ancêtreshumains....................... 192

Bibliographie.......................................................................... 194

13.L’histoire des migrations humaines......................................... 195

Le peuplement del’Europe........................................................ 196

Le peuplement de l’Asie........................................................... 199

Le peuplement desAmériques................................................... 200

Et l’Afrique dans tout ça ?........................................................ 202

Bibliographie.......................................................................... 204

14.Lamarck, Darwin, évolution et sélection naturelle.................... 205

L’origine des espèces............................................................... 208

Les limites de la théoriedarwinienne......................................... 212

La théorie neutraliste.............................................................. 216

Les grandes extinctions de masse.............................................. 222

La sixièmeextinction............................................................... 226

La phylogénie moléculaire et la théorie de lacoalescence............. 228

Les limites de la phylogéniemoléculaire..................................... 230

Bibliographie.......................................................................... 231

15.Les forces évolutives qui façonnent les génomes..................... 233

Les génomes hybrides, une généralité duvivant.......................... 234

Le sexe, un moyen simple de créer de ladiversité........................ 238

Le prix du sexe....................................................................... 242

Le cas fascinant des bdelloïdes................................................. 243

Les transferts horizontaux........................................................ 246

Les duplications totales degénomes.......................................... 249

Que deviennent les gènes dupliqués ?........................................ 250

Évolution rapide des génomes eucaryotes par chromothripsie........ 253

Diversité des mécanismes d’évolution desgénomes...................... 256

Bibliographie.......................................................................... 260

16.La fabrique duvivant............................................................. 261

La révolution de la biologie moléculaire..................................... 262

La naissance de la biologie de synthèse..................................... 265

Les premiers gènessynthétiques................................................ 267

Les premiers génomes synthétiques........................................... 268

Pourquoi synthétiser des génomes entiers ?................................ 272

Vers la création de nouvelles formes du vivant............................ 275

Bibliographie.......................................................................... 281

17.La vie existe-t-elle ailleurs que sur Terre ?.............................. 283

Les exoplanètes...................................................................... 284

Une vie prébiotique dans notre système solaire?......................... 286

Une autre vie intelligente est-elle possible ?............................... 288

Bibliographie.......................................................................... 293

Épilogue : L’humanité, d’hier àdemain.............................................. 295

LUCA : le dernier ancêtre commununiversel................................ 295

LUCA a-t-il jamais existé ?........................................................ 297

Le libéralisme du vivant........................................................... 299

Demain, l’univers sans l’homme................................................. 307

Bibliographie.......................................................................... 311

Glossaire......................................................................................313

Compléments

Characteristics

Language(s): French

Audience(s): General pubic, Extended public

Publisher: EDP Sciences

Collection: Bulles de sciences

Published: 2 may 2024

Reference Paper book: L35140

Reference eBook [PDF]: L35157

EAN13 Paper book: 9782759835140

EAN13 eBook [PDF]: 9782759835157

Interior: Black & white

Format (in mm) Paper book: 14 x 21

Pages count Paper book: 330

Pages count eBook [PDF]: 330

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