Des comètes aux humains , livre ebook

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.

Il s’agit d’une nouvelle édition de ‘Des comètes à l’homme synthétique’ (2018), largement mise à jour et enrichie avec de nombreux ajouts d’illustrations et schémas explicatifs

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

1. L’origine des premières molécules organiques.......................... 17

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

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

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

L’origine extraterrestre de la vie................................................ 26

Philae a rendez-vous avec Tchoury............................................. 28

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

2. Des premières molécules organiques aux premières molécules du vivant...............................................................................31

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

L’ARN porteur d’information...................................................... 32

L’ARN catalyseur de réactions chimiques..................................... 35

Le monde à ARN...................................................................... 37

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

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

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

L’Arbre du Vivant..................................................................... 44

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

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

L’origine possible des premières membranes cellulaires................. 50

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

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

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

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

De l’ARN aux protéines….......................................................... 61

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

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

Le paradoxe d’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 premières cellules................................................. 74

L’arrivée des cyanobactéries...................................................... 77

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

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

La Grande Oxydation................................................................ 80

L’ozone, protecteur du vivant.................................................... 81

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

6. Gènes et code génétique......................................................... 85

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

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

La presque universalité du code génétique.................................. 91

L’intrigante question des ARNt synthétases................................. 92

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

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

La théorie endosymbiotique...................................................... 97

Un scénario possible pour l’apparition des premiers eucaryotes...... 99

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

Endosymbioses secondaires....................................................... 104

Des amibes endo symbiotiques…................................................ 105

… et des levures endo symbiotiques........................................... 106

Quand l’évolution rétrécit les génomes....................................... 107

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

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

8. Des premiers eucaryotes aux premiers animaux........................ 111

L’acquisition de la mobilité chez les eucaryotes........................... 112

Les gènes en morceaux des eucaryotes....................................... 114

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

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

9. Des métazoaires à l’homme..................................................... 121

Les fossiles, témoins de l’explosion précambrienne....................... 125

Les horloges moléculaires......................................................... 126

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

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

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

Des vertébrés aux mammifères................................................... 136

L’origine virale du placenta....................................................... 138

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

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

10.Des algues aux arbres............................................................. 143

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

Les trachéophytes et les premiers arbres..................................... 145

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

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

Le génome de l’arabette, angiosperme modèle............................. 151

Le vivant s’est complexifié par bonds successifs........................... 152

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

11.Un animal doué de raison....................................................... 159

Une machine à fabriquer des images mentales............................. 160

Le cerveau récompense ou punit................................................ 162

Le séquençage du génome humain............................................. 164

La quête des gènes qui font l’Humanité...................................... 169

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

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

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

12.L’homme moderne est un hybride............................................ 179

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

On a – presque – tous en nous quelque chose de Néandertal......... 184

L’homme de Néandertal pratiquait une médecine rudimentaire....... 187

L’homme de Denisova............................................................... 189

Les apports des gènes ancestraux aux génomes humains modernes 190

Les premières migrations de nos ancêtres humains....................... 192

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

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

Le peuplement de l’Europe........................................................ 196

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

Le peuplement des Amériques................................................... 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 théorie darwinienne......................................... 212

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

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

La sixième extinction............................................................... 226

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

Les limites de la phylogénie moléculaire..................................... 230

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

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

Les génomes hybrides, une généralité du vivant.......................... 234

Le sexe, un moyen simple de créer de la diversité........................ 238

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

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

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

Les duplications totales de génomes.......................................... 249

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

Évolution rapide des génomes eucaryotes par chromo thripsie........ 253

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

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

16.La fabrique du vivant............................................................. 261

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

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

Les premiers gènes synthétiques................................................ 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 à demain.............................................. 295

LUCA : le dernier ancêtre commun universel................................ 295

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

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

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

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

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