Êtres vivants sur terre : d’où venons-nous ? Les versions ne manquent pas, de la pure scientifique à la plus fantastique. L’humanité cherche la réponse à cette question depuis des millénaires. Le célèbre biophysicien russe Vsevolod Tverdislov a tenté d'y répondre lors d'une conférence tenue au centre éducatif Sirius. Il a expliqué pourquoi il n'y a qu'un seul organisme vivant sur Terre, ce que les moisissures visqueuses et les chemins de fer de Tokyo ont en commun et comment rechercher des extraterrestres. Lenta.ru présente les principaux points de son discours.

Trois questions

En science, pour l’humanité éclairée, il n’y a que trois questions : comment l’Univers est apparu, comment la vie y a commencé et comment les êtres vivants ont appris à penser. Pour comprendre de tels sujets mondiaux, vous devez penser de manière large, et non dans le cadre d’une science spécifique.

De nombreux processus peuvent être expliqués à l’aide d’un concept tel que « l’auto-organisation des médias actifs ». L’environnement actif combine énergétiquement et informationnellement des processus hétérogènes dans l’espace et dans le temps. Des phénomènes apparemment différents comme la propagation du feu dans un incendie de steppe, la propagation de rumeurs et d'infections, les monnaies ou les langues s'expliquent de la même manière si l'on les considère du point de vue de la biophysique.

La biophysique est une branche de la biologie qui étudie les aspects physiques de l'existence de la nature vivante à tous ses niveaux, depuis les molécules et les cellules jusqu'à la biosphère dans son ensemble, ainsi que la science des processus physiques se produisant dans les systèmes biologiques à différents niveaux d'organisation. et l'influence de divers facteurs physiques sur les objets biologiques. La biophysique vise à identifier les liens entre les mécanismes physiques qui sous-tendent l'organisation des objets vivants et les caractéristiques biologiques de leur vie.

En d’autres termes, les mécanismes d’auto-organisation des systèmes physico-chimiques, biologiques, écologiques et sociaux peuvent être envisagés dans une perspective générale. Ayant une idée de l'auto-organisation des milieux actifs, il est possible de créer des modèles décrivant des processus apparemment différents tels que le fonctionnement du laser, la coagulation sanguine, les réactions chimiques, le rythme cardiaque ou l'apparition d'anneaux annuels dans un arbre.

Aristote a également déclaré : « Il est correct en philosophie de considérer les similitudes même dans des choses très éloignées les unes des autres. » La science moderne part du fait que cette affirmation n’est pas seulement vraie pour la philosophie.

Nous sommes locaux

Combien d’organismes y a-t-il sur Terre ? Un : la biosphère. C'est le seul organisme autosuffisant, sous ses pieds se trouve le tableau périodique, d'en haut il tombe des cendres, c'est-à-dire des quanta de lumière. Eh bien, les conditions de la Terre doivent bien sûr être prises en compte.

Le milieu actif s’auto-organise selon les mêmes principes, quelle que soit sa taille. À titre d’exemple, considérons comment la moisissure visqueuse se propage sur l’écorce d’un chêne. L'organisme le plus simple, une cellule d'un demi-millimètre, un morceau de mucus qui peut devenir si gros qu'il recouvre des mètres de bois.

Les scientifiques ont mené une expérience en utilisant comme base une carte géographique de Tokyo et de ses environs. Autour de la moisissure visqueuse, qui semble se situer sur le site de la capitale japonaise, ils ont disposé de la nourriture dans les endroits où se trouvent les villes et villages voisins de Tokyo. La moisissure visqueuse a commencé à se déplacer vers la nourriture, y créant des canaux - des « chemins ». Lorsque les chercheurs ont comparé le schéma de mouvement de l’organisme expérimental et une véritable carte des artères de transport japonaises, ils ont coïncidé. Tous les médias actifs s’auto-organisent, obéissant aux mêmes lois.

L'auto-organisation est la base de toute vie sur terre. Il est important de prendre en compte que cette auto-organisation est déterminée principalement par des lois physiques - même en biologie, même si les gens sont habitués à interpréter la biologie à travers des composés chimiques. En matière d’hérédité, on se souvient de l’ADN. Si nous parlons d'outils de travail biologiques, nous entendons des protéines et des enzymes. Quand on entend parler de membrane cellulaire, on pense aux membranes lipidiques.

En conséquence, même les astronomes, lorsqu’ils recherchent la vie dans l’Univers, se concentrent sur les composés carbonés qui ressemblent aux acides aminés. Si quelque chose qui ressemble à des acides nucléiques est rencontré, alors une hypothèse est émise quant à l'existence de formes de vie à cet endroit. Mais il n’est pas du tout évident qu’en dehors de la Terre il y aura le même ADN qu’ici.

Comment se produit la sélection naturelle sur Terre ? La nature préfère certains acides et en rejette d’autres, non pas parce qu’elle les aime ou ne les aime pas. Et ce ne sont même pas les acides aminés eux-mêmes qui sont sélectionnés : la nature choisit les principes d’efficacité parmi différentes formes physiques : la plus efficace gagne. Cela signifie que les civilisations extraterrestres doivent être recherchées non pas à travers l’ADN dont nous, les humains, sommes constitués, mais à travers des formes physiques de consommation d’énergie.

C'est la base du concept de sphère de Dyson, développé par l'astrophysicien américain Freeman Dyson. À propos, il a emprunté l’idée au livre « The Star Maker » de l’écrivain de science-fiction Olaf Stapledon. Comment a-t-il proposé de rechercher des renseignements extraterrestres ? Il est nécessaire de créer dans l'espace une fine coque sphérique de grand rayon, comparable au rayon des orbites planétaires, avec une étoile au centre. On suppose qu’une civilisation extraterrestre avancée peut utiliser la sphère pour utiliser pleinement l’énergie d’une étoile ou pour résoudre le problème de l’espace vital. Les extraterrestres seront détectés par les fluctuations d'énergie.

Jusqu'à présent, aucun composé, même le plus primitif, n'a été trouvé en dehors de la Terre qui ne puisse être synthétisé sur notre planète. Tout ce qui est découvert dans l’espace est désormais produit par la Terre elle-même. En d’autres termes, il n’existe aucune preuve que la vie soit venue de l’extérieur sur Terre. Cela réfute l'hypothèse de la panspermie, qui suggère que le germe de la vie (par exemple, des spores microbiennes) aurait été amené sur notre planète depuis l'espace, par exemple par une météorite.

Si cinq acides aminés arrivent sur une météorite, vous devez quand même en faire une cellule. Imaginez que vous ayez un violon, un tambour et un basson, mais ce n'est pas parce que vous possédez ces instruments de musique que vous avez un orchestre. C'est le principal secret de l'origine de la vie. Personne ne nous a amené cet orchestre sur Terre. Tous les composés découverts dans l'espace sont également produits sur Terre, à l'aide de la foudre et de catalyseurs naturels.

Évitez l'équilibre

On entend souvent l’expression « cet organisme est en équilibre avec son environnement ». Le physicien interprète cette phrase sans ambiguïté : « cet organisme est mort ». Vous et moi sommes fondamentalement hors d'équilibre et sommes éloignés de l'équilibre thermodynamique, et si nous parlons de notre relation avec l'environnement, alors nous sommes en équilibre thermodynamique, énergétique et matériel. Ces relations peuvent être stationnaires ou non stationnaires, mais pas d'équilibre. Nous ne pouvons avoir un équilibre que dans le cimetière.

L’essence même de la vie est l’interaction des différences de potentiels chimiques et électriques, de concentrations, etc. Ce n'est qu'en cas d'inégalité et de déséquilibre qu'un processus chimique peut se dérouler. Du point de vue d'un biophysicien, la vie énergétique est une parabole. Au point le plus bas, la vie se fige ; en un sens, elle n'est pas là. Les processus d'auto-organisation du milieu actif commencent lorsque l'équilibre prend fin et que le système s'en éloigne.

Si vous prenez deux systèmes avec le même potentiel électrique - quelle que soit sa taille - alors il ne peut y avoir aucun mouvement de charges. L'asymétrie est nécessaire. C'est la condition principale pour le démarrage des processus. Les processus chimiques sont régis par la physique. La biologie des systèmes et la biophysique modernes reposent sur cela. Et aujourd'hui, l'un des domaines les plus prometteurs est la science, qui comprend, d'une part, la biophysique et, d'autre part, les synergies.

La synergétique, ou théorie des systèmes complexes, est une branche interdisciplinaire de la science qui étudie les modèles généraux de phénomènes et de processus dans des systèmes complexes hors équilibre (physiques, chimiques, biologiques, environnementaux, sociaux et autres) sur la base de leurs principes inhérents d'auto-organisation. . La synergétique est une approche interdisciplinaire, puisque les principes régissant les processus d'auto-organisation semblent être les mêmes quelle que soit la nature des systèmes, et qu'un appareil mathématique général devrait convenir à leur description.

Le célèbre physicien français, lauréat du prix Nobel Pierre Curie, a déclaré que la nature est motivée par la violation de la symétrie, le mouvement lui-même est essentiellement une distorsion de la symétrie, car la symétrie est statique.

Il faut garder à l’esprit que la nature n’obéit souvent pas à ce que les physiciens appellent traditionnellement « la loi ». Par exemple, la loi de Hooke est une affirmation selon laquelle la déformation qui se produit dans un corps élastique est directement proportionnelle à la force qui lui est appliquée. Mais cette loi n'est pas applicable aux grandes déformations : il est impossible d'étirer un ressort, par exemple, sur 10 kilomètres. Cela signifie que toutes les lois de la physique ne sont pas des lois de la nature. Vous devez comprendre les relations linéaires proportionnelles. Ici, il devient évident que des systèmes éloignés de l'équilibre peuvent traverser des zones lisses et tomber dans ce qu'on appelle les points de bifurcation, c'est-à-dire la bifurcation.

Très souvent (surtout les politiciens), ils disent que le développement doit suivre le chemin de l’évolution et non de la révolution. Mais l'évolution, y compris l'évolution biologique, après un développement fluide passe par une bifurcation, et il est très difficile de prédire à quoi cela ressemblera après avoir franchi le point de bifurcation. Le degré de précision des prévisions est à peu près le même que celui des prévisionnistes météorologiques. La probabilité d'une coïncidence à cent pour cent est peu probable, car même la nature elle-même ne sait pas comment elle se comportera après avoir franchi le point de bifurcation.

Pour simplifier extrêmement, nous pouvons dire que la vie sur Terre est un système composé de deux sous-systèmes liés : la biosphère et « l’économie » humaine. Chacun d’eux est un environnement actif organisé hiérarchiquement ; aucun d’entre eux ne peut exister seul.

C'est dans cette direction que se développe aujourd'hui la science du vivant - dans la recherche de la relation entre les flux d'énergie de matière et d'information et l'auto-organisation spatio-temporelle. Par exemple, pourquoi les poissons nagent-ils souvent en grands bancs ? De cette façon, ils réduisent la résistance à l’eau de chaque poisson en mouvement. Mais soudain, un requin apparaît et l'école se désagrège. C'est fonctionnel, mais c'est aussi un changement de symétrie. Et si vous regardez ce qui s’est passé du point de vue d’un biophysicien, c’est une bifurcation.

À l’aube d’une nouvelle percée

Au début du XXe siècle, presque toutes les sciences fondamentales classiques semblaient achevées. Des découvertes géographiques ont été faites, les astronomes ont décrit toutes les constellations les plus proches et la structure du système solaire, les géologues ont tout exploré, la physique et la chimie sont terminées, les équations de Maxwell sont écrites, l'électromagnétisme est compris, la mécanique théorique est maîtrisée, le tableau périodique existe. , les gens comprennent comment les composés organiques sont structurés. Il semblait que tout était connu - il n'y avait nulle part où aller plus loin.

Et soudain une percée : la mécanique quantique apparaît, la théorie de la relativité apparaît, la mécanique quantique vient à la chimie et lui donne un nouvel élan puissant. Au milieu du XXe siècle, les sciences classiques formaient un grand nombre de branches : physique du solide, physique des composés macromoléculaires, physique cosmique, etc. Les sciences étaient dispersées dans un grand nombre de domaines appliqués. Vladimir Ivanovitch Vernadski, le célèbre naturaliste russe et soviétique, a écrit : « La croissance des connaissances scientifiques au XXe siècle est en train de brouiller rapidement les frontières entre les sciences individuelles. Nous nous spécialisons de plus en plus non pas dans les sciences, mais dans les problèmes.»

Grâce à cela, il y a eu une forte percée dans la civilisation, une percée puissante. Mais l’humanité, se réjouissant d’un bon départ, a vécu la seconde moitié du 20e siècle et le début du 21e de manière très médiocre. Les sciences appliquées n’ont pas apporté au monde quelque chose de fondamentalement nouveau ; elles mettent constamment à jour la coquille d’idées anciennes. Par exemple, les centrales nucléaires sont devenues beaucoup plus fiables, mais le principe même de leur fonctionnement n’a pas changé depuis les années 1950. Les gadgets sont de plus en plus fins, on dit qu'ils sont plus modernes, mais les principes de leur fonctionnement restent les mêmes.

Pour une nouvelle avancée civilisationnelle, le moment est venu de se concentrer non pas sur les domaines scientifiques appliqués, mais sur les domaines fondamentaux, afin de donner au monde une nouvelle avancée que les domaines appliqués exploiteront ensuite pendant encore cent ans.

Une nouvelle combinaison de sciences est en train de se produire. La physique a commencé à relier ses deux ailes extrêmes, combinant les idées sur les plus petites et les plus grandes, c'est-à-dire les particules élémentaires et l'Univers. Les scientifiques étudient de près la théorie du Big Bang. Les mêmes processus se produisent en biologie. Les chercheurs consolident leurs connaissances sur le grand (la biosphère) et le petit (le génome).

Soit dit en passant, l'incapacité d'enseigner à voir l'image du monde dans son ensemble est l'une des faiblesses de l'éducation moderne : les élèves et les étudiants reçoivent de nombreuses informations disparates qui existent séparément dans l'esprit, sans se transformer en une seule connaissance. L’expression souvent utilisée « clip thinking » décrit parfaitement cette situation.

Que donnera l’unification des sciences ? Nous le saurons bientôt et peut-être serons-nous surpris. Le célèbre écrivain anglais Arthur C. Clarke, l'un des « trois grands écrivains de science-fiction », dont l'influence ne se limite pas à la littérature, a formulé les « lois de Clarke » dans son livre « Features of the Future » (1962) et le premier d'entre eux déclare : « Si le scientifique, expérimenté et expérimenté, dit que quelque chose en science est possible, il a presque certainement raison. S’il dit que quelque chose est impossible, il se trompe certainement.

L’origine de la vie sur Terre est l’une des questions les plus difficiles et à la fois pertinentes et intéressantes des sciences naturelles modernes.

La Terre s'est probablement formée il y a 4,5 à 5 milliards d'années à partir d'un nuage géant de poussière cosmique. dont les particules étaient comprimées en une boule chaude. De la vapeur d'eau en était libérée dans l'atmosphère, et l'eau tombait de l'atmosphère sur la Terre qui se refroidissait lentement pendant des millions d'années sous forme de pluie. Un océan préhistorique s'est formé dans les dépressions de la surface terrestre. La vie originelle y est apparue il y a environ 3,8 milliards d’années.

L'émergence de la vie sur Terre

Comment la planète elle-même est-elle née et comment les mers y sont-elles apparues ? Il existe une théorie largement acceptée à ce sujet. Selon lui, la Terre aurait été formée à partir de nuages ​​de poussière cosmique contenant tous les éléments chimiques connus dans la nature, compressés en boule. De la vapeur d'eau chaude s'est échappée de la surface de cette boule chauffée au rouge, l'enveloppant d'une couverture nuageuse continue. La vapeur d'eau contenue dans les nuages ​​s'est lentement refroidie et s'est transformée en eau, qui est tombée sous forme de pluies abondantes et continues sur le terrain encore chaud et brûlant. Terre. À sa surface, il s'est à nouveau transformé en vapeur d'eau et est retourné dans l'atmosphère. Au fil des millions d’années, la Terre a progressivement perdu tellement de chaleur que sa surface liquide a commencé à durcir en se refroidissant. C’est ainsi que s’est formée la croûte terrestre.

Des millions d’années se sont écoulées et la température de la surface de la Terre a encore baissé. Les eaux pluviales ont cessé de s’évaporer et ont commencé à se déverser dans d’immenses flaques d’eau. C'est ainsi qu'a commencé l'influence de l'eau sur la surface de la Terre. Et puis, à cause de la baisse de température, une véritable inondation s'est produite. L'eau, qui s'était auparavant évaporée dans l'atmosphère et s'était transformée en un composant, tombait continuellement sur la Terre, de puissantes averses tombaient des nuages ​​avec du tonnerre et des éclairs.

Petit à petit, l'eau s'est accumulée dans les dépressions les plus profondes de la surface terrestre, qui n'a plus eu le temps de s'évaporer complètement. Il y en avait tellement qu'un océan préhistorique s'est progressivement formé sur la planète. Des éclairs zébrèrent le ciel. Mais personne n'a vu ça. Il n'y avait pas encore de vie sur Terre. La pluie continue a commencé à éroder les montagnes. L'eau en coulait en ruisseaux bruyants et en rivières tumultueuses. Au fil des millions d'années, les écoulements d'eau ont profondément érodé la surface de la Terre et des vallées sont apparues à certains endroits. La teneur en eau de l’atmosphère a diminué et s’est accumulée de plus en plus à la surface de la planète.

La couverture nuageuse continue s'est amincie jusqu'à ce qu'un beau jour, le premier rayon du soleil touche la Terre. La pluie continue a cessé. La majeure partie du territoire était recouverte par l'océan préhistorique. De ses couches supérieures, l'eau a emporté une énorme quantité de minéraux et de sels solubles, qui sont tombés dans la mer. L'eau s'évaporait continuellement, formant des nuages, et les sels se déposaient et, au fil du temps, il y avait une salinisation progressive de l'eau de mer. Apparemment, dans certaines conditions qui existaient dans les temps anciens, des substances se sont formées à partir desquelles sont apparues des formes cristallines spéciales. Ils grandissaient, comme tous les cristaux, et donnaient naissance à de nouveaux cristaux, qui s'ajoutaient de plus en plus de substances.

La lumière du soleil et éventuellement de très fortes décharges électriques ont servi de source d’énergie dans ce processus. Peut-être que les premiers habitants de la Terre - les procaryotes, des organismes sans noyau formé, semblables aux bactéries modernes - sont issus de ces éléments. Ils étaient anaérobies, c'est-à-dire qu'ils n'utilisaient pas d'oxygène libre pour respirer, qui n'existait pas encore dans l'atmosphère. Leur source de nourriture était constituée de composés organiques qui apparaissaient sur la Terre encore sans vie à la suite de l'exposition aux rayons ultraviolets du Soleil, aux décharges de foudre et à la chaleur générée lors des éruptions volcaniques.

La vie existait alors dans un mince film bactérien au fond des réservoirs et dans les endroits humides. Cette ère du développement de la vie est appelée Archéenne. À partir de bactéries, et peut-être de manière totalement indépendante, sont nés de minuscules organismes unicellulaires - les plus anciens protozoaires.

À quoi ressemblait la Terre primitive ?

Revenons à il y a 4 milliards d'années. L'atmosphère ne contient pas d'oxygène libre ; on le trouve uniquement dans les oxydes. Presque aucun bruit sauf le sifflement du vent, le sifflement de l'eau en éruption de lave et les impacts de météorites sur la surface de la Terre. Pas de plantes, pas d'animaux, pas de bactéries. Peut-être est-ce à cela que ressemblait la Terre lorsque la vie y est apparue ? Bien que ce problème préoccupe depuis longtemps de nombreux chercheurs, leurs opinions à ce sujet varient considérablement. Les roches pourraient indiquer les conditions qui régnaient sur Terre à cette époque, mais elles ont été détruites il y a longtemps à la suite de processus géologiques et de mouvements de la croûte terrestre.

Théories de l'origine de la vie sur Terre

Dans cet article, nous parlerons brièvement de plusieurs hypothèses sur l’origine de la vie, reflétant les idées scientifiques modernes. Selon Stanley Miller, expert reconnu dans le domaine de l'origine de la vie, on peut parler de l'origine de la vie et du début de son évolution à partir du moment où les molécules organiques se sont auto-organisées en structures capables de se reproduire. . Mais cela soulève d’autres questions : comment sont nées ces molécules ; pourquoi ils pouvaient se reproduire et s'assembler dans les structures qui ont donné naissance aux organismes vivants ; quelles sont les conditions nécessaires pour cela ?

Il existe plusieurs théories sur l’origine de la vie sur Terre. Par exemple, l’une des hypothèses de longue date dit qu’il aurait été amené sur Terre depuis l’espace, mais il n’existe aucune preuve concluante de cela. De plus, la vie que nous connaissons est étonnamment adaptée pour exister précisément dans des conditions terrestres, donc si elle est apparue en dehors de la Terre, elle aurait été sur une planète de type terrestre. La plupart des scientifiques modernes pensent que la vie est née sur Terre, dans ses mers.

Théorie de la biogenèse

Dans le développement des doctrines sur l'origine de la vie, la théorie de la biogenèse - l'origine des êtres vivants uniquement à partir d'êtres vivants - occupe une place importante. Mais beaucoup le jugent intenable, car il oppose fondamentalement le vivant à l’inanimé et affirme l’idée de​​l’éternité de la vie, rejetée par la science. L'abiogenèse - l'idée de l'origine des êtres vivants à partir d'êtres non vivants - est l'hypothèse initiale de la théorie moderne de l'origine de la vie. En 1924, le célèbre biochimiste A.I. Oparin a suggéré qu'avec de puissantes décharges électriques dans l'atmosphère terrestre, composée il y a 4 à 4,5 milliards d'années d'ammoniac, de méthane, de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau, les composés organiques les plus simples nécessaires à l'émergence de vie. La prédiction de l'académicien Oparin s'est réalisée. En 1955, le chercheur américain S. Miller, faisant passer des charges électriques à travers un mélange de gaz et de vapeurs, obtint les acides gras les plus simples, l'urée, les acides acétique et formique et plusieurs acides aminés. Ainsi, au milieu du XXe siècle, la synthèse abiogénique de substances protéiques et autres substances organiques a été réalisée expérimentalement dans des conditions reproduisant les conditions de la Terre primitive.

Théorie de la panspermie

La théorie de la panspermie est la possibilité de transférer des composés organiques et des spores de micro-organismes d'un corps cosmique à un autre. Mais cela ne répond pas du tout à la question : comment la vie est-elle née dans l’Univers ? Il est nécessaire de justifier l’émergence de la vie à ce point de l’Univers dont l’âge, selon la théorie du Big Bang, est limité à 12 à 14 milliards d’années. Avant cette époque, il n’existait même pas de particules élémentaires. Et s’il n’y a ni noyaux ni électrons, il n’y a pas de substances chimiques. Puis, en quelques minutes, des protons, des neutrons, des électrons sont apparus et la matière est entrée sur la voie de l'évolution.

Pour étayer cette théorie, de multiples observations d’OVNIS, des peintures rupestres d’objets ressemblant à des fusées et des « astronautes » et des rapports de prétendues rencontres avec des extraterrestres sont utilisés. Lors de l'étude des matériaux des météorites et des comètes, de nombreux « précurseurs de la vie » y ont été découverts - des substances telles que des cyanogènes, de l'acide cyanhydrique et des composés organiques, qui pourraient avoir joué le rôle de « graines » tombées sur la Terre nue.

Les partisans de cette hypothèse étaient les lauréats du prix Nobel F. Crick et L. Orgel. F. Crick s'est appuyé sur deux preuves indirectes : l'universalité du code génétique : la nécessité pour le métabolisme normal de tous les êtres vivants du molybdène, aujourd'hui extrêmement rare sur la planète.

L'origine de la vie sur Terre est impossible sans météorites et comètes

Un chercheur de la Texas Tech University, après avoir analysé une énorme quantité d’informations collectées, a avancé une théorie sur la façon dont la vie pourrait se former sur Terre. Le scientifique est convaincu que l'apparition des premières formes de vie les plus simples sur notre planète aurait été impossible sans la participation des comètes et des météorites qui sont tombées dessus. Le chercheur a partagé ses travaux lors de la 125e réunion annuelle de la Geological Society of America, qui s'est tenue le 31 octobre à Denver, au Colorado.

L'auteur de l'ouvrage, professeur de géosciences à la Texas Tech University (TTU) et conservateur du musée de paléontologie de l'université, Sankar Chatterjee, a déclaré qu'il était arrivé à cette conclusion après avoir analysé des informations sur les débuts de l'histoire géologique de notre planète et comparé celles-ci. données avec diverses théories de l’évolution chimique.

L'expert estime que cette approche permet d'expliquer l'une des périodes les plus cachées et incomplètement étudiées de l'histoire de notre planète. Selon de nombreux géologues, la majeure partie des « bombardements » spatiaux, auxquels ont participé des comètes et des météorites, ont eu lieu il y a environ 4 milliards d'années. Chatterjee pense que la première vie sur Terre s'est formée dans des cratères laissés par la chute de météorites et de comètes. Et très probablement, cela s'est produit pendant la période du « bombardement lourd tardif » (il y a 3,8 à 4,1 milliards d'années), lorsque les collisions de petits objets spatiaux avec notre planète ont fortement augmenté. A cette époque, il y avait plusieurs milliers de cas de chutes de comètes. Il est intéressant de noter que cette théorie est indirectement soutenue par le modèle de Nice. Selon lui, le nombre réel de comètes et de météorites qui auraient dû tomber sur Terre à cette époque correspond au nombre réel de cratères sur la Lune, qui à son tour était une sorte de bouclier pour notre planète et ne permettait pas les bombardements sans fin. pour le détruire.

Certains scientifiques suggèrent que le résultat de ce bombardement est la colonisation de la vie dans les océans de la Terre. Or, plusieurs études sur ce sujet indiquent que notre planète possède plus de réserves d’eau qu’elle ne le devrait. Et cet excès est attribué aux comètes qui nous sont parvenues du nuage d’Oort, soi-disant situé à une année-lumière de nous.

Chatterjee souligne que les cratères créés par ces collisions étaient remplis d'eau fondue provenant des comètes elles-mêmes, ainsi que des éléments chimiques nécessaires à la formation d'organismes simples. Dans le même temps, le scientifique estime que les endroits où la vie n'est pas apparue même après un tel bombardement se sont tout simplement révélés inappropriés.

«Lorsque la Terre s'est formée il y a environ 4,5 milliards d'années, elle était totalement impropre à l'apparition d'organismes vivants. C’était un véritable chaudron bouillant de volcans, de gaz chauds toxiques et de météorites tombant constamment dessus », écrit le magazine en ligne AstroBiology, citant le scientifique.

"Et après un milliard d'années, elle est devenue une planète calme et paisible, riche en immenses réserves d'eau, habitée par divers représentants de la vie microbienne - les ancêtres de tous les êtres vivants."

La vie sur Terre aurait pu naître grâce à l'argile

Un groupe de scientifiques dirigé par Dan Luo de l'Université Cornell a émis l'hypothèse que l'argile ordinaire pourrait servir de concentrateur pour d'anciennes biomolécules.

Au départ, les chercheurs ne s'intéressaient pas au problème de l'origine de la vie : ils cherchaient un moyen d'augmenter l'efficacité des systèmes de synthèse des protéines acellulaires. Au lieu de permettre à l’ADN et à ses protéines de support de flotter librement dans le mélange réactionnel, les scientifiques ont essayé de les forcer à former des particules d’hydrogel. Cet hydrogel, comme une éponge, a absorbé le mélange réactionnel, a sorbé les molécules nécessaires et, par conséquent, tous les composants nécessaires ont été enfermés dans un petit volume - comme ce qui se passe dans une cellule.

Les auteurs de l’étude ont ensuite essayé d’utiliser l’argile comme substitut peu coûteux à l’hydrogel. Les particules d'argile se sont révélées similaires aux particules d'hydrogel, devenant une sorte de microréacteur pour l'interaction de biomolécules.

Ayant reçu de tels résultats, les scientifiques n'ont pu s'empêcher de rappeler le problème de l'origine de la vie. Les particules d'argile, grâce à leur capacité à absorber les biomolécules, pourraient en fait servir de tout premier bioréacteur aux toutes premières biomolécules, avant qu'elles ne soient dotées de membranes. Cette hypothèse est également étayée par le fait que la lixiviation des silicates et autres minéraux des roches pour former de l'argile a commencé, selon les estimations géologiques, juste avant, selon les biologistes, que les biomolécules les plus anciennes ne commencent à s'unir en protocellules.

Dans l'eau, ou plus précisément dans une solution, peu de choses peuvent se produire, car les processus dans une solution sont absolument chaotiques et tous les composés sont très instables. La science moderne considère l'argile - plus précisément la surface des particules de minéraux argileux - comme une matrice sur laquelle pourraient se former des polymères primaires. Mais ce n’est là qu’une hypothèse parmi tant d’autres, chacune ayant ses propres forces et faiblesses. Mais pour simuler l’origine de la vie à grande échelle, il faut vraiment être Dieu. Bien qu'aujourd'hui en Occident, des articles intitulés «Cell Construction» ou «Cell Modeling» paraissent déjà. Par exemple, l'un des derniers lauréats du prix Nobel, James Szostak, tente désormais activement de créer des modèles cellulaires efficaces qui se multiplient d'eux-mêmes, reproduisant leur propre espèce.

L’origine de la vie sur Terre est l’une des questions les plus difficiles et à la fois pertinentes et intéressantes des sciences naturelles modernes.

La Terre s'est probablement formée il y a 4,5 à 5 milliards d'années à partir d'un nuage géant de poussière cosmique. dont les particules étaient comprimées en une boule chaude. De la vapeur d'eau en était libérée dans l'atmosphère, et l'eau tombait de l'atmosphère sur la Terre qui se refroidissait lentement pendant des millions d'années sous forme de pluie. Un océan préhistorique s'est formé dans les dépressions de la surface terrestre. La vie originelle y est apparue il y a environ 3,8 milliards d’années.

L'émergence de la vie sur Terre

Comment la planète elle-même est-elle née et comment les mers y sont-elles apparues ? Il existe une théorie largement acceptée à ce sujet. Selon lui, la Terre aurait été formée à partir de nuages ​​de poussière cosmique contenant tous les éléments chimiques connus dans la nature, compressés en boule. De la vapeur d'eau chaude s'est échappée de la surface de cette boule chauffée au rouge, l'enveloppant d'une couverture nuageuse continue. La vapeur d'eau contenue dans les nuages ​​s'est lentement refroidie et s'est transformée en eau, qui est tombée sous forme de pluies abondantes et continues sur le terrain encore chaud et brûlant. Terre. À sa surface, il s'est à nouveau transformé en vapeur d'eau et est retourné dans l'atmosphère. Au fil des millions d’années, la Terre a progressivement perdu tellement de chaleur que sa surface liquide a commencé à durcir en se refroidissant. C’est ainsi que s’est formée la croûte terrestre.

Des millions d’années se sont écoulées et la température de la surface de la Terre a encore baissé. Les eaux pluviales ont cessé de s’évaporer et ont commencé à se déverser dans d’immenses flaques d’eau. C'est ainsi qu'a commencé l'influence de l'eau sur la surface de la Terre. Et puis, à cause de la baisse de température, une véritable inondation s'est produite. L'eau, qui s'était auparavant évaporée dans l'atmosphère et s'était transformée en son composant, tombait continuellement sur la Terre, avec du tonnerre et des éclairs, de puissantes averses tombaient des nuages.

Petit à petit, l'eau s'est accumulée dans les dépressions les plus profondes de la surface terrestre, qui n'a plus eu le temps de s'évaporer complètement. Il y en avait tellement qu'un océan préhistorique s'est progressivement formé sur la planète. Des éclairs zébrèrent le ciel. Mais personne n'a vu ça. Il n'y avait pas encore de vie sur Terre. La pluie continue a commencé à éroder les montagnes. L'eau en coulait en ruisseaux bruyants et en rivières tumultueuses. Au fil des millions d'années, les écoulements d'eau ont profondément érodé la surface de la Terre et des vallées sont apparues à certains endroits. La teneur en eau de l’atmosphère a diminué et s’est accumulée de plus en plus à la surface de la planète.

La couverture nuageuse continue s'est amincie jusqu'à ce qu'un beau jour, le premier rayon du soleil touche la Terre. La pluie continue a cessé. La majeure partie du territoire était recouverte par l'océan préhistorique. De ses couches supérieures, l'eau a emporté une énorme quantité de minéraux et de sels solubles, qui sont tombés dans la mer. L'eau s'évaporait continuellement, formant des nuages, et les sels se déposaient et, au fil du temps, il y avait une salinisation progressive de l'eau de mer. Apparemment, dans certaines conditions qui existaient dans les temps anciens, des substances se sont formées à partir desquelles sont apparues des formes cristallines spéciales. Ils grandissaient, comme tous les cristaux, et donnaient naissance à de nouveaux cristaux, qui s'ajoutaient de plus en plus de substances.

La lumière du soleil et éventuellement de très fortes décharges électriques ont servi de source d’énergie dans ce processus. Peut-être que les premiers habitants de la Terre - les procaryotes, des organismes sans noyau formé, semblables aux bactéries modernes - sont issus de ces éléments. Ils étaient anaérobies, c'est-à-dire qu'ils n'utilisaient pas d'oxygène libre pour respirer, qui n'existait pas encore dans l'atmosphère. Leur source de nourriture était constituée de composés organiques qui apparaissaient sur la Terre encore sans vie à la suite de l'exposition aux rayons ultraviolets du Soleil, aux décharges de foudre et à la chaleur générée lors des éruptions volcaniques.

La vie existait alors dans un mince film bactérien au fond des réservoirs et dans les endroits humides. Cette ère du développement de la vie est appelée Archéenne. À partir de bactéries, et peut-être de manière totalement indépendante, sont nés de minuscules organismes unicellulaires - les plus anciens protozoaires.

À quoi ressemblait la Terre primitive ?

Revenons à il y a 4 milliards d'années. L'atmosphère ne contient pas d'oxygène libre ; on le trouve uniquement dans les oxydes. Presque aucun bruit sauf le sifflement du vent, le sifflement de l'eau en éruption de lave et les impacts de météorites sur la surface de la Terre. Pas de plantes, pas d'animaux, pas de bactéries. Peut-être est-ce à cela que ressemblait la Terre lorsque la vie y est apparue ? Bien que ce problème préoccupe depuis longtemps de nombreux chercheurs, leurs opinions à ce sujet varient considérablement. Les roches pourraient indiquer les conditions qui régnaient sur Terre à cette époque, mais elles ont été détruites il y a longtemps à la suite de processus géologiques et de mouvements de la croûte terrestre.

Théories de l'origine de la vie sur Terre

Dans cet article, nous parlerons brièvement de plusieurs hypothèses sur l’origine de la vie, reflétant les idées scientifiques modernes. Selon Stanley Miller, expert reconnu dans le domaine de l'origine de la vie, on peut parler de l'origine de la vie et du début de son évolution à partir du moment où les molécules organiques se sont auto-organisées en structures capables de se reproduire. . Mais cela soulève d’autres questions : comment sont nées ces molécules ; pourquoi ils pouvaient se reproduire et s'assembler dans les structures qui ont donné naissance aux organismes vivants ; quelles sont les conditions nécessaires pour cela ?

Il existe plusieurs théories sur l’origine de la vie sur Terre. Par exemple, l’une des hypothèses de longue date dit qu’il aurait été amené sur Terre depuis l’espace, mais il n’existe aucune preuve concluante de cela. De plus, la vie que nous connaissons est étonnamment adaptée pour exister précisément dans des conditions terrestres, donc si elle est apparue en dehors de la Terre, elle aurait été sur une planète de type terrestre. La plupart des scientifiques modernes pensent que la vie est née sur Terre, dans ses mers.

Théorie de la biogenèse

Dans le développement des doctrines sur l'origine de la vie, la théorie de la biogenèse - l'origine des êtres vivants uniquement à partir d'êtres vivants - occupe une place importante. Mais beaucoup le jugent intenable, car il oppose fondamentalement le vivant à l’inanimé et affirme l’idée de​​l’éternité de la vie, rejetée par la science. L'abiogenèse - l'idée de l'origine des êtres vivants à partir d'êtres non vivants - est l'hypothèse initiale de la théorie moderne de l'origine de la vie. En 1924, le célèbre biochimiste A.I. Oparin a suggéré qu'avec de puissantes décharges électriques dans l'atmosphère terrestre, composée il y a 4 à 4,5 milliards d'années d'ammoniac, de méthane, de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau, les composés organiques les plus simples nécessaires à l'émergence de vie. La prédiction de l'académicien Oparin s'est réalisée. En 1955, le chercheur américain S. Miller, faisant passer des charges électriques à travers un mélange de gaz et de vapeurs, obtint les acides gras les plus simples, l'urée, les acides acétique et formique et plusieurs acides aminés. Ainsi, au milieu du XXe siècle, la synthèse abiogénique de substances protéiques et autres substances organiques a été réalisée expérimentalement dans des conditions reproduisant les conditions de la Terre primitive.

Théorie de la panspermie

La théorie de la panspermie est la possibilité de transférer des composés organiques et des spores de micro-organismes d'un corps cosmique à un autre. Mais cela ne répond pas du tout à la question : comment la vie est-elle née dans l’Univers ? Il est nécessaire de justifier l’émergence de la vie à ce point de l’Univers dont l’âge, selon la théorie du Big Bang, est limité à 12 à 14 milliards d’années. Avant cette époque, il n’existait même pas de particules élémentaires. Et s’il n’y a ni noyaux ni électrons, il n’y a pas de substances chimiques. Puis, en quelques minutes, des protons, des neutrons, des électrons sont apparus et la matière est entrée sur la voie de l'évolution.

Pour étayer cette théorie, de multiples observations d’OVNIS, des peintures rupestres d’objets ressemblant à des fusées et des « astronautes » et des rapports de prétendues rencontres avec des extraterrestres sont utilisés. Lors de l'étude des matériaux des météorites et des comètes, de nombreux « précurseurs de la vie » y ont été découverts - des substances telles que des cyanogènes, de l'acide cyanhydrique et des composés organiques, qui pourraient avoir joué le rôle de « graines » tombées sur la Terre nue.

Les partisans de cette hypothèse étaient les lauréats du prix Nobel F. Crick et L. Orgel. F. Crick s'est appuyé sur deux preuves indirectes : l'universalité du code génétique : la nécessité pour le métabolisme normal de tous les êtres vivants du molybdène, aujourd'hui extrêmement rare sur la planète.

L'origine de la vie sur Terre est impossible sans météorites et comètes

Un chercheur de la Texas Tech University, après avoir analysé une énorme quantité d’informations collectées, a avancé une théorie sur la façon dont la vie pourrait se former sur Terre. Le scientifique est convaincu que l'apparition des premières formes de vie les plus simples sur notre planète aurait été impossible sans la participation des comètes et des météorites qui sont tombées dessus. Le chercheur a partagé ses travaux lors de la 125e réunion annuelle de la Geological Society of America, qui s'est tenue le 31 octobre à Denver, au Colorado.

L'auteur de l'ouvrage, professeur de géosciences à la Texas Tech University (TTU) et conservateur du musée de paléontologie de l'université, Sankar Chatterjee, a déclaré qu'il était arrivé à cette conclusion après avoir analysé des informations sur les débuts de l'histoire géologique de notre planète et comparé celles-ci. données avec diverses théories de l’évolution chimique.

L'expert estime que cette approche permet d'expliquer l'une des périodes les plus cachées et incomplètement étudiées de l'histoire de notre planète. Selon de nombreux géologues, la majeure partie des « bombardements » spatiaux, auxquels ont participé des comètes et des météorites, ont eu lieu il y a environ 4 milliards d'années. Chatterjee pense que la première vie sur Terre s'est formée dans des cratères laissés par la chute de météorites et de comètes. Et très probablement, cela s'est produit pendant la période du « bombardement lourd tardif » (il y a 3,8 à 4,1 milliards d'années), lorsque les collisions de petits objets spatiaux avec notre planète ont fortement augmenté. A cette époque, il y avait plusieurs milliers de cas de chutes de comètes. Il est intéressant de noter que cette théorie est indirectement soutenue par le modèle de Nice. Selon lui, le nombre réel de comètes et de météorites qui auraient dû tomber sur Terre à cette époque correspond au nombre réel de cratères sur la Lune, qui à son tour était une sorte de bouclier pour notre planète et ne permettait pas les bombardements sans fin. pour le détruire.

Certains scientifiques suggèrent que le résultat de ce bombardement est la colonisation de la vie dans les océans de la Terre. Or, plusieurs études sur ce sujet indiquent que notre planète possède plus de réserves d’eau qu’elle ne le devrait. Et cet excès est attribué aux comètes qui nous sont parvenues du nuage d’Oort, soi-disant situé à une année-lumière de nous.

Chatterjee souligne que les cratères créés par ces collisions étaient remplis d'eau fondue provenant des comètes elles-mêmes, ainsi que des éléments chimiques nécessaires à la formation d'organismes simples. Dans le même temps, le scientifique estime que les endroits où la vie n'est pas apparue même après un tel bombardement se sont tout simplement révélés inappropriés.

«Lorsque la Terre s'est formée il y a environ 4,5 milliards d'années, elle était totalement impropre à l'apparition d'organismes vivants. C’était un véritable chaudron bouillant de volcans, de gaz chauds toxiques et de météorites tombant constamment dessus », écrit le magazine en ligne AstroBiology, citant le scientifique.

"Et après un milliard d'années, elle est devenue une planète calme et paisible, riche en immenses réserves d'eau, habitée par divers représentants de la vie microbienne - les ancêtres de tous les êtres vivants."

La vie sur Terre aurait pu naître grâce à l'argile

Un groupe de scientifiques dirigé par Dan Luo de l'Université Cornell a émis l'hypothèse que l'argile ordinaire pourrait servir de concentrateur pour d'anciennes biomolécules.

Au départ, les chercheurs ne s'intéressaient pas au problème de l'origine de la vie : ils cherchaient un moyen d'augmenter l'efficacité des systèmes de synthèse des protéines acellulaires. Au lieu de permettre à l’ADN et à ses protéines de support de flotter librement dans le mélange réactionnel, les scientifiques ont essayé de les forcer à former des particules d’hydrogel. Cet hydrogel, comme une éponge, a absorbé le mélange réactionnel, a sorbé les molécules nécessaires et, par conséquent, tous les composants nécessaires ont été enfermés dans un petit volume - comme ce qui se passe dans une cellule.

Les auteurs de l’étude ont ensuite essayé d’utiliser l’argile comme substitut peu coûteux à l’hydrogel. Les particules d'argile se sont révélées similaires aux particules d'hydrogel, devenant une sorte de microréacteur pour l'interaction de biomolécules.

Ayant reçu de tels résultats, les scientifiques n'ont pu s'empêcher de rappeler le problème de l'origine de la vie. Les particules d'argile, grâce à leur capacité à absorber les biomolécules, pourraient en fait servir de tout premier bioréacteur aux toutes premières biomolécules, avant qu'elles ne soient dotées de membranes. Cette hypothèse est également étayée par le fait que la lixiviation des silicates et autres minéraux des roches pour former de l'argile a commencé, selon les estimations géologiques, juste avant, selon les biologistes, que les biomolécules les plus anciennes ne commencent à s'unir en protocellules.

Dans l'eau, ou plus précisément dans une solution, peu de choses peuvent se produire, car les processus dans une solution sont absolument chaotiques et tous les composés sont très instables. La science moderne considère l'argile - plus précisément la surface des particules de minéraux argileux - comme une matrice sur laquelle pourraient se former des polymères primaires. Mais ce n’est là qu’une hypothèse parmi tant d’autres, chacune ayant ses propres forces et faiblesses. Mais pour simuler l’origine de la vie à grande échelle, il faut vraiment être Dieu. Bien qu'aujourd'hui en Occident, des articles intitulés «Cell Construction» ou «Cell Modeling» paraissent déjà. Par exemple, l'un des derniers lauréats du prix Nobel, James Szostak, tente désormais activement de créer des modèles cellulaires efficaces qui se multiplient d'eux-mêmes, reproduisant leur propre espèce.

L’origine de la vie sur Terre est l’une des questions les plus difficiles et à la fois pertinentes et intéressantes des sciences naturelles modernes.

La Terre s'est probablement formée il y a 4,5 à 5 milliards d'années à partir d'un nuage géant de poussière cosmique. dont les particules étaient comprimées en une boule chaude. De la vapeur d'eau en était libérée dans l'atmosphère, et l'eau tombait de l'atmosphère sur la Terre qui se refroidissait lentement pendant des millions d'années sous forme de pluie. Un océan préhistorique s'est formé dans les dépressions de la surface terrestre. La vie originelle y est apparue il y a environ 3,8 milliards d’années.

L'émergence de la vie sur Terre

Comment la planète elle-même est-elle née et comment les mers y sont-elles apparues ? Il existe une théorie largement acceptée à ce sujet. Selon lui, la Terre aurait été formée à partir de nuages ​​de poussière cosmique contenant tous les éléments chimiques connus dans la nature, compressés en boule. De la vapeur d'eau chaude s'est échappée de la surface de cette boule chauffée au rouge, l'enveloppant d'une couverture nuageuse continue. La vapeur d'eau contenue dans les nuages ​​s'est lentement refroidie et s'est transformée en eau, qui est tombée sous forme de pluies abondantes et continues sur le terrain encore chaud et brûlant. Terre. À sa surface, il s'est à nouveau transformé en vapeur d'eau et est retourné dans l'atmosphère. Au fil des millions d’années, la Terre a progressivement perdu tellement de chaleur que sa surface liquide a commencé à durcir en se refroidissant. C’est ainsi que s’est formée la croûte terrestre.

Des millions d’années se sont écoulées et la température de la surface de la Terre a encore baissé. Les eaux pluviales ont cessé de s’évaporer et ont commencé à se déverser dans d’immenses flaques d’eau. C'est ainsi qu'a commencé l'influence de l'eau sur la surface de la Terre. Et puis, à cause de la baisse de température, une véritable inondation s'est produite. L'eau, qui s'était auparavant évaporée dans l'atmosphère et s'était transformée en son composant, tombait continuellement sur la Terre, avec du tonnerre et des éclairs, de puissantes averses tombaient des nuages.

Petit à petit, l'eau s'est accumulée dans les dépressions les plus profondes de la surface terrestre, qui n'a plus eu le temps de s'évaporer complètement. Il y en avait tellement qu'un océan préhistorique s'est progressivement formé sur la planète. Des éclairs zébrèrent le ciel. Mais personne n'a vu ça. Il n'y avait pas encore de vie sur Terre. La pluie continue a commencé à éroder les montagnes. L'eau en coulait en ruisseaux bruyants et en rivières tumultueuses. Au fil des millions d'années, les écoulements d'eau ont profondément érodé la surface de la Terre et des vallées sont apparues à certains endroits. La teneur en eau de l’atmosphère a diminué et s’est accumulée de plus en plus à la surface de la planète.

La couverture nuageuse continue s'est amincie jusqu'à ce qu'un beau jour, le premier rayon du soleil touche la Terre. La pluie continue a cessé. La majeure partie du territoire était recouverte par l'océan préhistorique. De ses couches supérieures, l'eau a emporté une énorme quantité de minéraux et de sels solubles, qui sont tombés dans la mer. L'eau s'évaporait continuellement, formant des nuages, et les sels se déposaient et, au fil du temps, il y avait une salinisation progressive de l'eau de mer. Apparemment, dans certaines conditions qui existaient dans les temps anciens, des substances se sont formées à partir desquelles sont apparues des formes cristallines spéciales. Ils grandissaient, comme tous les cristaux, et donnaient naissance à de nouveaux cristaux, qui s'ajoutaient de plus en plus de substances.

La lumière du soleil et éventuellement de très fortes décharges électriques ont servi de source d’énergie dans ce processus. Peut-être que les premiers habitants de la Terre - les procaryotes, des organismes sans noyau formé, semblables aux bactéries modernes - sont issus de ces éléments. Ils étaient anaérobies, c'est-à-dire qu'ils n'utilisaient pas d'oxygène libre pour respirer, qui n'existait pas encore dans l'atmosphère. Leur source de nourriture était constituée de composés organiques qui apparaissaient sur la Terre encore sans vie à la suite de l'exposition aux rayons ultraviolets du Soleil, aux décharges de foudre et à la chaleur générée lors des éruptions volcaniques.

La vie existait alors dans un mince film bactérien au fond des réservoirs et dans les endroits humides. Cette ère du développement de la vie est appelée Archéenne. À partir de bactéries, et peut-être de manière totalement indépendante, sont nés de minuscules organismes unicellulaires - les plus anciens protozoaires.

À quoi ressemblait la Terre primitive ?

Revenons à il y a 4 milliards d'années. L'atmosphère ne contient pas d'oxygène libre ; on le trouve uniquement dans les oxydes. Presque aucun bruit sauf le sifflement du vent, le sifflement de l'eau en éruption de lave et les impacts de météorites sur la surface de la Terre. Pas de plantes, pas d'animaux, pas de bactéries. Peut-être est-ce à cela que ressemblait la Terre lorsque la vie y est apparue ? Bien que ce problème préoccupe depuis longtemps de nombreux chercheurs, leurs opinions à ce sujet varient considérablement. Les roches pourraient indiquer les conditions qui régnaient sur Terre à cette époque, mais elles ont été détruites il y a longtemps à la suite de processus géologiques et de mouvements de la croûte terrestre.

Théories de l'origine de la vie sur Terre

Dans cet article, nous parlerons brièvement de plusieurs hypothèses sur l’origine de la vie, reflétant les idées scientifiques modernes. Selon Stanley Miller, expert reconnu dans le domaine de l'origine de la vie, on peut parler de l'origine de la vie et du début de son évolution à partir du moment où les molécules organiques se sont auto-organisées en structures capables de se reproduire. . Mais cela soulève d’autres questions : comment sont nées ces molécules ; pourquoi ils pouvaient se reproduire et s'assembler dans les structures qui ont donné naissance aux organismes vivants ; quelles sont les conditions nécessaires pour cela ?

Il existe plusieurs théories sur l’origine de la vie sur Terre. Par exemple, l’une des hypothèses de longue date dit qu’il aurait été amené sur Terre depuis l’espace, mais il n’existe aucune preuve concluante de cela. De plus, la vie que nous connaissons est étonnamment adaptée pour exister précisément dans des conditions terrestres, donc si elle est apparue en dehors de la Terre, elle aurait été sur une planète de type terrestre. La plupart des scientifiques modernes pensent que la vie est née sur Terre, dans ses mers.

Théorie de la biogenèse

Dans le développement des doctrines sur l'origine de la vie, la théorie de la biogenèse - l'origine des êtres vivants uniquement à partir d'êtres vivants - occupe une place importante. Mais beaucoup le jugent intenable, car il oppose fondamentalement le vivant à l’inanimé et affirme l’idée de​​l’éternité de la vie, rejetée par la science. L'abiogenèse - l'idée de l'origine des êtres vivants à partir d'êtres non vivants - est l'hypothèse initiale de la théorie moderne de l'origine de la vie. En 1924, le célèbre biochimiste A.I. Oparin a suggéré qu'avec de puissantes décharges électriques dans l'atmosphère terrestre, composée il y a 4 à 4,5 milliards d'années d'ammoniac, de méthane, de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau, les composés organiques les plus simples nécessaires à l'émergence de vie. La prédiction de l'académicien Oparin s'est réalisée. En 1955, le chercheur américain S. Miller, faisant passer des charges électriques à travers un mélange de gaz et de vapeurs, obtint les acides gras les plus simples, l'urée, les acides acétique et formique et plusieurs acides aminés. Ainsi, au milieu du XXe siècle, la synthèse abiogénique de substances protéiques et autres substances organiques a été réalisée expérimentalement dans des conditions reproduisant les conditions de la Terre primitive.

Théorie de la panspermie

La théorie de la panspermie est la possibilité de transférer des composés organiques et des spores de micro-organismes d'un corps cosmique à un autre. Mais cela ne répond pas du tout à la question : comment la vie est-elle née dans l’Univers ? Il est nécessaire de justifier l’émergence de la vie à ce point de l’Univers dont l’âge, selon la théorie du Big Bang, est limité à 12 à 14 milliards d’années. Avant cette époque, il n’existait même pas de particules élémentaires. Et s’il n’y a ni noyaux ni électrons, il n’y a pas de substances chimiques. Puis, en quelques minutes, des protons, des neutrons, des électrons sont apparus et la matière est entrée sur la voie de l'évolution.

Pour étayer cette théorie, de multiples observations d’OVNIS, des peintures rupestres d’objets ressemblant à des fusées et des « astronautes » et des rapports de prétendues rencontres avec des extraterrestres sont utilisés. Lors de l'étude des matériaux des météorites et des comètes, de nombreux « précurseurs de la vie » y ont été découverts - des substances telles que des cyanogènes, de l'acide cyanhydrique et des composés organiques, qui pourraient avoir joué le rôle de « graines » tombées sur la Terre nue.

Les partisans de cette hypothèse étaient les lauréats du prix Nobel F. Crick et L. Orgel. F. Crick s'est appuyé sur deux preuves indirectes : l'universalité du code génétique : la nécessité pour le métabolisme normal de tous les êtres vivants du molybdène, aujourd'hui extrêmement rare sur la planète.

L'origine de la vie sur Terre est impossible sans météorites et comètes

Un chercheur de la Texas Tech University, après avoir analysé une énorme quantité d’informations collectées, a avancé une théorie sur la façon dont la vie pourrait se former sur Terre. Le scientifique est convaincu que l'apparition des premières formes de vie les plus simples sur notre planète aurait été impossible sans la participation des comètes et des météorites qui sont tombées dessus. Le chercheur a partagé ses travaux lors de la 125e réunion annuelle de la Geological Society of America, qui s'est tenue le 31 octobre à Denver, au Colorado.

L'auteur de l'ouvrage, professeur de géosciences à la Texas Tech University (TTU) et conservateur du musée de paléontologie de l'université, Sankar Chatterjee, a déclaré qu'il était arrivé à cette conclusion après avoir analysé des informations sur les débuts de l'histoire géologique de notre planète et comparé celles-ci. données avec diverses théories de l’évolution chimique.

L'expert estime que cette approche permet d'expliquer l'une des périodes les plus cachées et incomplètement étudiées de l'histoire de notre planète. Selon de nombreux géologues, la majeure partie des « bombardements » spatiaux, auxquels ont participé des comètes et des météorites, ont eu lieu il y a environ 4 milliards d'années. Chatterjee pense que la première vie sur Terre s'est formée dans des cratères laissés par la chute de météorites et de comètes. Et très probablement, cela s'est produit pendant la période du « bombardement lourd tardif » (il y a 3,8 à 4,1 milliards d'années), lorsque les collisions de petits objets spatiaux avec notre planète ont fortement augmenté. A cette époque, il y avait plusieurs milliers de cas de chutes de comètes. Il est intéressant de noter que cette théorie est indirectement soutenue par le modèle de Nice. Selon lui, le nombre réel de comètes et de météorites qui auraient dû tomber sur Terre à cette époque correspond au nombre réel de cratères sur la Lune, qui à son tour était une sorte de bouclier pour notre planète et ne permettait pas les bombardements sans fin. pour le détruire.

Certains scientifiques suggèrent que le résultat de ce bombardement est la colonisation de la vie dans les océans de la Terre. Or, plusieurs études sur ce sujet indiquent que notre planète possède plus de réserves d’eau qu’elle ne le devrait. Et cet excès est attribué aux comètes qui nous sont parvenues du nuage d’Oort, soi-disant situé à une année-lumière de nous.

Chatterjee souligne que les cratères créés par ces collisions étaient remplis d'eau fondue provenant des comètes elles-mêmes, ainsi que des éléments chimiques nécessaires à la formation d'organismes simples. Dans le même temps, le scientifique estime que les endroits où la vie n'est pas apparue même après un tel bombardement se sont tout simplement révélés inappropriés.

«Lorsque la Terre s'est formée il y a environ 4,5 milliards d'années, elle était totalement impropre à l'apparition d'organismes vivants. C’était un véritable chaudron bouillant de volcans, de gaz chauds toxiques et de météorites tombant constamment dessus », écrit le magazine en ligne AstroBiology, citant le scientifique.

"Et après un milliard d'années, elle est devenue une planète calme et paisible, riche en immenses réserves d'eau, habitée par divers représentants de la vie microbienne - les ancêtres de tous les êtres vivants."

La vie sur Terre aurait pu naître grâce à l'argile

Un groupe de scientifiques dirigé par Dan Luo de l'Université Cornell a émis l'hypothèse que l'argile ordinaire pourrait servir de concentrateur pour d'anciennes biomolécules.

Au départ, les chercheurs ne s'intéressaient pas au problème de l'origine de la vie : ils cherchaient un moyen d'augmenter l'efficacité des systèmes de synthèse des protéines acellulaires. Au lieu de permettre à l’ADN et à ses protéines de support de flotter librement dans le mélange réactionnel, les scientifiques ont essayé de les forcer à former des particules d’hydrogel. Cet hydrogel, comme une éponge, a absorbé le mélange réactionnel, a sorbé les molécules nécessaires et, par conséquent, tous les composants nécessaires ont été enfermés dans un petit volume - comme ce qui se passe dans une cellule.

Les auteurs de l’étude ont ensuite essayé d’utiliser l’argile comme substitut peu coûteux à l’hydrogel. Les particules d'argile se sont révélées similaires aux particules d'hydrogel, devenant une sorte de microréacteur pour l'interaction de biomolécules.

Ayant reçu de tels résultats, les scientifiques n'ont pu s'empêcher de rappeler le problème de l'origine de la vie. Les particules d'argile, grâce à leur capacité à absorber les biomolécules, pourraient en fait servir de tout premier bioréacteur aux toutes premières biomolécules, avant qu'elles ne soient dotées de membranes. Cette hypothèse est également étayée par le fait que la lixiviation des silicates et autres minéraux des roches pour former de l'argile a commencé, selon les estimations géologiques, juste avant, selon les biologistes, que les biomolécules les plus anciennes ne commencent à s'unir en protocellules.

Dans l'eau, ou plus précisément dans une solution, peu de choses peuvent se produire, car les processus dans une solution sont absolument chaotiques et tous les composés sont très instables. La science moderne considère l'argile - plus précisément la surface des particules de minéraux argileux - comme une matrice sur laquelle pourraient se former des polymères primaires. Mais ce n’est là qu’une hypothèse parmi tant d’autres, chacune ayant ses propres forces et faiblesses. Mais pour simuler l’origine de la vie à grande échelle, il faut vraiment être Dieu. Bien qu'aujourd'hui en Occident, des articles intitulés «Cell Construction» ou «Cell Modeling» paraissent déjà. Par exemple, l'un des derniers lauréats du prix Nobel, James Szostak, tente désormais activement de créer des modèles cellulaires efficaces qui se multiplient d'eux-mêmes, reproduisant leur propre espèce.

Théorie de la génération spontanée

La théorie de l'origine spontanée de la vie était répandue dans le monde antique - Babylone, la Chine, l'Égypte ancienne et la Grèce antique (cette théorie a été adoptée notamment par Aristote).

Les scientifiques du monde antique et de l'Europe médiévale croyaient que les êtres vivants naissaient constamment de la matière inanimée : les vers de la terre, les grenouilles de la boue, les lucioles de la rosée du matin, etc. Ainsi, le célèbre scientifique hollandais du XVIIe siècle. Van Helmont a décrit très sérieusement dans son traité scientifique une expérience au cours de laquelle, pendant 3 semaines, il a obtenu des souris directement à partir d'une chemise sale et d'une poignée de blé dans un placard sombre et fermé à clé. Pour la première fois, le scientifique italien Francesco Redi (1688) décida de soumettre à des tests expérimentaux une théorie largement répandue. Il plaça plusieurs morceaux de viande dans des récipients et en recouvrit quelques-uns de mousseline. Dans les récipients ouverts, des vers blancs - des larves de mouches - sont apparus à la surface de la viande en décomposition. Dans les récipients recouverts de mousseline, il n'y avait aucune larve de mouche. Ainsi, F. Redi a pu prouver que les larves de mouches n'apparaissent pas à partir de viande en décomposition, mais à partir d'œufs pondus par les mouches à sa surface.

En 1765, le célèbre scientifique et médecin italien Lazzaro Spalanzani faisait bouillir des bouillons de viande et de légumes dans des flacons en verre scellés. Les bouillons dans des flacons scellés ne se sont pas gâtés. Il a conclu que la température élevée tuait toutes les créatures vivantes susceptibles de gâcher le bouillon. Cependant, les expériences de F. Redi et L. Spalanzani n'ont pas convaincu tout le monde. Les scientifiques vitalistes (du latin vita - vie) croyaient que la génération spontanée d'êtres vivants ne se produisait pas dans un bouillon bouilli, car une « force vitale » spéciale y était détruite, qui ne pouvait pas pénétrer dans un récipient scellé, puisqu'elle était transportée à travers le air.

Les différends sur la possibilité d'une génération spontanée de vie se sont intensifiés en relation avec la découverte de micro-organismes. Si les êtres vivants complexes ne peuvent pas se générer spontanément, peut-être que les micro-organismes le peuvent ?

A cet égard, en 1859, l'Académie française annonce l'attribution d'un prix à celui qui tranchera enfin la question de la possibilité ou de l'impossibilité de la génération spontanée de la vie. Ce prix a été reçu en 1862 par le célèbre chimiste et microbiologiste français Louis Pasteur. Tout comme Spalanzani, il faisait bouillir le bouillon nutritif dans un flacon en verre, mais le flacon n'était pas ordinaire, mais avec un col en forme de tube en forme de 5. L'air, et donc la « force vitale », pouvait pénétrer dans le flacon, mais la poussière, et avec elle les micro-organismes présents dans l'air, se sont déposées dans la branche inférieure du tube en forme de 5, et le bouillon dans le flacon est resté stérile (Fig. .2.1.1 ). Cependant, dès que le col du flacon a été cassé ou que la partie inférieure du tube en forme de 5 a été rincée avec un bouillon stérile, le bouillon a commencé à devenir rapidement trouble - des micro-organismes y sont apparus.

Ainsi, grâce aux travaux de Louis Pasteur, la théorie de la génération spontanée a été reconnue comme intenable et la théorie de la biogenèse a été établie dans le monde scientifique, dont la brève formulation est « tous les êtres vivants sont issus d'êtres vivants ».

Cependant, si tous les organismes vivants dans la période historiquement prévisible du développement humain descendent uniquement d'autres organismes vivants, la question se pose naturellement : quand et comment les premiers organismes vivants sont-ils apparus sur Terre ?

Théorie de la création

La théorie du créationnisme suppose que tous les organismes vivants (ou seulement leurs formes les plus simples) ont été créés (« conçus ») par un être surnaturel (divinité, idée absolue, supramental, supercivilisation, etc.) à une certaine période de temps. Il est évident que c’est le point de vue auquel adhèrent depuis l’Antiquité les adeptes de la plupart des principales religions du monde, en particulier la religion chrétienne.

La théorie du créationnisme est encore aujourd’hui très répandue, non seulement dans les milieux religieux mais aussi scientifiques. Il est généralement utilisé pour expliquer les problèmes les plus complexes de l'évolution biochimique et biologique qui n'ont actuellement aucune solution, liés à l'émergence de protéines et d'acides nucléiques, à la formation du mécanisme d'interaction entre eux, à l'émergence et à la formation d'organites complexes individuels ou organes (tels que le ribosome, l’œil ou le cerveau). Des actes de « création » périodiques expliquent également l’absence de liens transitionnels clairs à partir d’un type d’animal.
à l’autre, par exemple, des vers aux arthropodes, des singes aux humains, etc. Il faut souligner que le débat philosophique sur la primauté de la conscience (supermental, idée absolue, divinité) ou de la matière est fondamentalement insoluble, car la tentative d'expliquer les difficultés de la biochimie moderne et de la théorie de l'évolution par des actes de création surnaturels fondamentalement incompréhensibles prend Ces questions dépassant le cadre de la recherche scientifique, la théorie du créationnisme ne peut être classée comme une théorie scientifique de l'origine de la vie sur Terre.

Théories de l'état d'équilibre et de la panspermie

Ces deux théories représentent des éléments complémentaires d'une image unique du monde, dont l'essence est la suivante : l'univers existe pour toujours et la vie y existe pour toujours (état stationnaire). La vie est transférée de planète en planète par des « graines de vie » voyageant dans l’espace, qui peuvent faire partie des comètes et des météorites (panspermie). Des vues similaires sur l'origine de la vie étaient soutenues notamment par le fondateur de la doctrine de la biosphère, l'académicien V.I. Vernadski.

Cependant, la théorie de l'état stationnaire, qui suppose une existence infiniment longue de l'univers, ne concorde pas avec les données de l'astrophysique moderne, selon lesquelles l'univers est apparu relativement récemment (il y a environ 16 milliards d'années) à la suite d'une explosion primaire.

Il est évident que les deux théories (panspermie et état stationnaire) n’offrent aucune explication du mécanisme de l’origine primaire de la vie, la transférant sur d’autres planètes (panspermie) ou la repoussant dans le temps à l’infini (théorie de l’état stationnaire). .