Des comètes aux humains, livre ebook
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331
pages
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Français
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Ebooks
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2024
Écrit par
Guy-Franck Richard
Publié par
EDP Sciences
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331
pages
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Français
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Ebooks
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2024
Description
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.
Prologue......................................................................................13 1. L’origine des premières moléculesorganiques.......................... 17 La soupe primordiale de Miller.................................................. 19 Les critiques de l’expérience de Miller........................................ 21 Le Monde Fer-Soufre................................................................ 23 L’origine extraterrestre de lavie................................................ 26 Philae a rendez-vous avecTchoury............................................. 28 Bibliographie.......................................................................... 30 2. Des premières molécules organiques aux premièresmolécules duvivant...............................................................................31 Une définition du vivant.......................................................... 31 L’ARN porteurd’information...................................................... 32 L’ARN catalyseur de réactionschimiques..................................... 35 Le monde àARN...................................................................... 37 Des premières molécules organiques au premier ARN.................... 39 Bibliographie.......................................................................... 42 3. Du monde à ARN aux premières cellules.................................. 43 L’Arbre duVivant..................................................................... 44 Les spécificités du monde eucaryote.......................................... 45 Les premières cellules.............................................................. 48 L’origine possible des premières membranescellulaires................. 50 À quoi ressemblaient les protocellules?...................................... 52 Bibliographie.......................................................................... 54 4. Du monde à ARN au monde àADN........................................... 55 Les remarquables propriétés de l’ADN......................................... 55 De l’ARN auxprotéines….......................................................... 61 … des protéines à l’ADN-U....................................................... 65 … et de l’ADN-U à l’ADN-T....................................................... 67 Le paradoxed’Eigen................................................................. 68 Le chaînon manquant de l’ARN à l’ADN?..................................... 71 Bibliographie.......................................................................... 72 5. L’énergie des premières cellules et la Grande Oxydation........... 73 L’énergie des premièrescellules................................................. 74 L’arrivée descyanobactéries...................................................... 77 L’invention de la photosynthèse................................................ 78 L’invention de la respiration..................................................... 79 La GrandeOxydation................................................................ 80 L’ozone, protecteur duvivant.................................................... 81 Bibliographie.......................................................................... 83 6. Gènes et codegénétique......................................................... 85 Qu’est-ce qu’un gène ?............................................................. 85 Le code génétique................................................................... 87 La presque universalité du codegénétique.................................. 91 L’intrigante question des ARNtsynthétases................................. 92 Bibliographie.......................................................................... 96 7. Les premiers eucaryotes......................................................... 97 La théorieendosymbiotique...................................................... 97 Un scénario possible pour l’apparition des premierseucaryotes...... 99 L’origine du noyau des eucaryotes............................................. 102 Endosymbiosessecondaires....................................................... 104 Des amibesendosymbiotiques…................................................ 105 … et des levuresendosymbiotiques........................................... 106 Quand l’évolution rétrécit lesgénomes....................................... 107 Les nombreuses inventions du monde eucaryote.......................... 108 Bibliographie.......................................................................... 110 8. Des premiers eucaryotes aux premiersanimaux........................ 111 L’acquisition de la mobilité chez leseucaryotes........................... 112 Les gènes en morceaux deseucaryotes....................................... 114 Des protozoaires aux métazoaires.............................................. 117 Bibliographie.......................................................................... 120 9. Des métazoaires àl’homme..................................................... 121 Les fossiles, témoins de l’explosionprécambrienne....................... 125 Les horlogesmoléculaires......................................................... 126 L’apparition de la symétrie bilatérale......................................... 129 Les premiers chordés............................................................... 130 Des chordés aux vertébrés........................................................ 132 Des vertébrés auxmammifères................................................... 136 L’origine virale duplacenta....................................................... 138 La souris, proche parent de l’homme.......................................... 138 Bibliographie.......................................................................... 140 10.Des algues auxarbres............................................................. 143 Les embryophytes, premières plantes terrestres........................... 143 Les trachéophytes et les premiersarbres..................................... 145 Les angiospermes ou plantes à fleurs......................................... 146 La biodiversité des forêts......................................................... 150 Le génome de l’arabette, angiospermemodèle............................. 151 Le vivant s’est complexifié par bondssuccessifs........................... 152 Bibliographie.......................................................................... 156 11.Un animal doué deraison....................................................... 159 Une machine à fabriquer des imagesmentales............................. 160 Le cerveau récompense oupunit................................................ 162 Le séquençage du génomehumain............................................. 164 La quête des gènes qui fontl’Humanité...................................... 169 Quelle part de l’intelligence est-elle héritable ?........................... 172 Le métagénome humain........................................................... 174 Bibliographie.......................................................................... 177 12.L’homme moderne est unhybride............................................ 179 Mastiquer ou réfléchir, il faut choisir......................................... 181 On a – presque – tous en nous quelque chose deNéandertal......... 184 L’homme de Néandertal pratiquait une médecinerudimentaire....... 187 L’homme deDenisova............................................................... 189 Les apports des gènes ancestraux aux génomes humainsmodernes 190 Les premières migrations de nos ancêtreshumains....................... 192 Bibliographie.......................................................................... 194 13.L’histoire des migrations humaines......................................... 195 Le peuplement del’Europe........................................................ 196 Le peuplement de l’Asie........................................................... 199 Le peuplement desAmériques................................................... 200 Et l’Afrique dans tout ça ?........................................................ 202 Bibliographie.......................................................................... 204 14.Lamarck, Darwin, évolution et sélection naturelle.................... 205 L’origine des espèces............................................................... 208 Les limites de la théoriedarwinienne......................................... 212 La théorie neutraliste.............................................................. 216 Les grandes extinctions de masse.............................................. 222 La sixièmeextinction............................................................... 226 La phylogénie moléculaire et la théorie de lacoalescence............. 228 Les limites de la phylogéniemoléculaire..................................... 230 Bibliographie.......................................................................... 231 15.Les forces évolutives qui façonnent les génomes..................... 233 Les génomes hybrides, une généralité duvivant.......................... 234 Le sexe, un moyen simple de créer de ladiversité........................ 238 Le prix du sexe....................................................................... 242 Le cas fascinant des bdelloïdes................................................. 243 Les transferts horizontaux........................................................ 246 Les duplications totales degénomes.......................................... 249 Que deviennent les gènes dupliqués ?........................................ 250 Évolution rapide des génomes eucaryotes par chromothripsie........ 253 Diversité des mécanismes d’évolution desgénomes...................... 256 Bibliographie.......................................................................... 260 16.La fabrique duvivant............................................................. 261