Des comètes à l’homme synthétique , livre ebook

254

pages

Français

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2018

Écrit par
Guy-Franck Richard

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EDP Sciences

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EDP Sciences

Date de parution

29 mars 2018

Nombre de lectures

EAN13

9782759822225

Langue

Français

Poids de l'ouvrage

6 Mo

L’origine et l’évolution des formes de vie terrestre peuvent être expliquées par les lois de la physique, de la chimie et de la biologie. Cet ouvrage nous dévoile nos connaissances sur l’origine et l’évolution du vivant, des premières molécules organiques aux premières cellules, des premiers organismes multi cellulaires à l’homme. La théorie scientifique de la sélection naturelle, proposée par Charles Darwin il y a 150 ans, est expliquée et discutée en s’appuyant sur les données les plus récentes issues du séquençage de nombreux génomes.
On découvrira que les êtres vivants sont imparfaits, que le milieu naturel ne sélectionne pas des organismes optimisés mais simplement les plus aptes à se reproduire. Il y a peu d’inventions nouvelles, régulièrement des « bricolages évolutifs » créent les diversités génétique, physiologique et morphologique observées. Tout ce qui paraissait assez mystérieux aux scientifiques apparaît aujourd’hui plus clairement à la lecture des génomes.
Finalement, le domaine de la biologie synthétique et de la modification dirigée des génomes est abordé, avec tout ce que ces approches apportent à la fois comme espoir pour l’humanité de transcender sa propre espèce et comme immense défi de société dans ce siècle encore jeune.

Guy-Franck Richard est directeur de recherche à l’Institut Pasteur et dirige l’équipe « Instabilités naturelles & synthétiques des génomes » du CNRS.

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Date de parution

29 mars 2018

Nombre de lectures

EAN13

9782759822225

Langue

Français

Poids de l'ouvrage

6 Mo

B U L L E S D E S C I E N C E S

GuyFranck Richard Des comètes à l’homme synthétique Une histoire de la vie à la lecture des génomes

Des comètes à l’homme synthétique Une histoire de la vie à la lecture des génomes

GUYFRANCK RICHARD

17, avenue du Hoggar – P.A. de Courtabœuf BP 112, 91944 Les Ulis Cedex A

Illustration de couverture : Montage d’un tableau du Douanier Rousseau (« Forêt tropicale avec singes », source : https://www.nga.gov/, National Galery of Art, Washington) et d’une image de pluie de comètes tombant sur Terre.

Composition et mise en pages : Patrick Leleux PAO Couverture : Conception graphique de B. Defretin, Lisieux

Imprimé en France ISBN (papier) : 9782759822140 ISBN (ebook) : 9782759822225

Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés, réservéspour tous pays. La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 del’article 41, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinés à une utilisation collective », et d’autre part, que lesanalyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute repré sentation intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants er droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1 de l’article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnéeparlesarticles425etsuivantsducodepénal. © EDP Sciences, 2018

À Romain et Émily, mes deux diploïdes hétérozygotes.

SOMMAIRE

Prologue ......................................................................................

1. L’origine des premières molécules organiques........................... La soupe primordiale de Miller................................................... Les critiques de l’expérience de Miller......................................... L’origine volcanique de la vie..................................................... L’origine extraterrestre de la vie................................................. Philae a rendezvous avec Tchoury.............................................. Au moins deux origines possibles à la vie....................................

2. Des premières molécules organiques aux premières molécules du vivant.................................................................................... Une déﬁnition du vivant........................................................... L’ARN porteur d’information et catalyseur..................................... Le monde à ARN...................................................................... Des premières molécules organiques au premier ARN.....................

3. Du monde à ARN au monde à ADN........................................... Les remarquables propriétés de l’ADN.......................................... De l’ARN aux protéines….......................................................... … des protéines à l’ADNU........................................................ … et de l’ADNU à l’ADNT......................................................... Le paradoxe d’Eigen.................................................................. Le chaînon manquant de l’ARN à l’ADN........................................

17 19 21 24 26 28 29

31 31 32 36 38

43 43 47 50 51 53 55

L’ORIGINE DES PREMIÈRES MOLÉCULES ORGANIQUES

4. Du monde à ADN aux premières cellules................................... L’Arbre du Vivant......................................................................Les premières cellules............................................................... Trois origines possibles aux premières cellules.............................. Les spéciﬁcités du monde eucaryote........................................... À quoi ressemblaient les protocellules ?......................................

5. L’énergie des premières cellules et la Grande Oxydation............ L’énergie des premières cellules.................................................. L’arrivée des cyanobactéries....................................................... L’invention de la photosynthèse................................................. L’invention de la respiration...................................................... L’ozone, protecteur du vivant.....................................................

6. Gènes et code génétique......................................................... Qu’estce qu’un gène ?.............................................................. Le code génétique.................................................................... La presque universalité du code génétique................................... L’intrigante question des ARNt synthétases..................................

7. Des premiers eucaryotes aux animaux...................................... La théorie endosymbiotique....................................................... Un scénario possible pour l’apparition des premiers eucaryotes....... L’origine du noyau des eucaryotes............................................... Endosymbioses secondaires........................................................ Des amibes endosymbiotiques.................................................... Quand l’évolution rétrécit les génomes........................................Les nombreuses inventions du monde eucaryote........................... L’acquisition de la mobilité chez les eucaryotes............................ Les gènes en morceaux des eucaryotes........................................ Des eucaryotes unicellulaires aux animaux................................... Les êtres vivants se sont complexiﬁés par bonds successifs............

8. Des animaux à l’homme........................................................... Les fossiles, témoins de l’explosion précambrienne........................ L’horloge moléculaire................................................................

DES COMÈTES À L’HOMME SYNTHÉTIQUE

57 58 59 60 66 67

69 70 73 74 75 77

79 79 82 84 86

91 91 93 95 97 98 99 101 102 104 107 108

111 113 115

L’ORIGINE DES PREMIÈRES MOLÉCULES ORGANIQUES

L’apparition des premiers chordés............................................... Des chordés aux vertébrés......................................................... Des vertébrés aux mammifères................................................... L’origine virale du placenta........................................................La souris, proche parent de l’homme...........................................

9. Des algues aux plantes............................................................ Les embryophytes, premières plantes terrestres............................ Les trachéophytes et les premiers arbres..................................... Les angiospermes ou plantes à ﬂeurs.......................................... Le génome de l’arabette, angiosperme modèle..............................

10. Un animal doué de raison...................................................... Une machine à fabriquer des images mentales..............................Le cerveau récompense ou punit................................................ Le séquençage du génome humain.............................................. La quête des gènes qui font l’Humanité....................................... Le métagénome humain............................................................

11. L’homme moderne est un hybride........................................... Homme habile et homme dressé................................................. L’homme de Néandertal............................................................. L’homme de Denisova................................................................ L’histoire de l’humanité revisitée................................................

12. Et Darwin dans tout ça ?....................................................... L’origine des espèces................................................................ Les limites de la théorie darwinienne.......................................... La théorie neutraliste............................................................... Les grandes extinctions de masse............................................... La sixième extinction................................................................ La phylogénie moléculaire et la théorie de la coalescence..............Les limites de la phylogénie moléculaire.....................................

13. Les forces évolutives qui façonnent les génomes.................... Les génomes hybrides, une généralité du vivant...........................

117 120 123 124 125

127 127 128 129 132

135 136 138 141 144 148

151 152 155 158 161

163 165 167 170 173 179 181 183

185 186

L’ORIGINE DES PREMIÈRES MOLÉCULES ORGANIQUES

Le sexe, un moyen simple de créer de la diversité......................... Le prix du sexe........................................................................ Le cas fascinant des bdelloïdes.................................................. Les transferts horizontaux......................................................... Les duplications totales de génomes........................................... Que deviennent les gènes dupliqués ?......................................... Évolution rapide des génomes eucaryotes par chromothripsie......... De spectaculaires bonds évolutifs...............................................

14. Demain, un synthézoaire ?.................................................... La révolution de la biologie moléculaire...................................... La naissance de la biologie de synthèse...................................... Les premiers gènes synthétiques................................................ Les premiers génomes synthétiques............................................ Pourquoi synthétiser des génomes entiers ?................................. Vers la création de nouvelles formes du vivant.............................

15. La vie existetelle ailleurs que sur Terre ?.............................Les exoplanètes....................................................................... Une vie prébiotique dans notre système solaire ?.......................... Une autre vie intelligente estelle possible ?................................

Épilogue ...................................................................................... LUCA : le dernier ancêtre commun universel.................................LUCA atil jamais existé ?........................................................ Le libéralisme du vivant............................................................ Demain, l’univers sans l’homme..................................................

Glossaire ......................................................................................

189 192 193 194 198 199 202 204

207 208 209 212 213 215 218

223 224 225 227

231 231 233 234 239

241

Les noms suivis d’un astérisque sont déﬁnis dans le glossaire à la ﬁn de l’ouvrage.

DES COMÈTES À L’HOMME SYNTHÉTIQUE

Rien en biologie n’a de sens, excepté à la lumière de l’évolution.

Theodosius Dobzhansky, 1973

Je tiens à remercier chaleureusement le Dr Alexandre Kaminski pour sa lecture assidue et critique de la première version de ce livre, ainsi que pour ses conseils avisés.

GuyFranck Richard

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