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.Prologue......................................................................................131. L’origine des premières moléculesorganiques.......................... 17La soupe primordiale de Miller.................................................. 19Les critiques de l’expérience de Miller........................................ 21Le Monde Fer-Soufre................................................................ 23L’origine extraterrestre de lavie................................................ 26Philae a rendez-vous avecTchoury............................................. 28Bibliographie.......................................................................... 302. Des premières molécules organiques aux premièresmolécules duvivant...............................................................................31Une définition du vivant.......................................................... 31L’ARN porteurd’information...................................................... 32L’ARN catalyseur de réactionschimiques..................................... 35Le monde àARN...................................................................... 37Des premières molécules organiques au premier ARN.................... 39Bibliographie.......................................................................... 423. Du monde à ARN aux premières cellules.................................. 43L’Arbre duVivant..................................................................... 44Les spécificités du monde eucaryote.......................................... 45Les premières cellules.............................................................. 48L’origine possible des premières membranescellulaires................. 50À quoi ressemblaient les protocellules?...................................... 52Bibliographie.......................................................................... 544. Du monde à ARN au monde àADN........................................... 55Les remarquables propriétés de l’ADN......................................... 55De l’ARN auxprotéines….......................................................... 61… des protéines à l’ADN-U....................................................... 65… et de l’ADN-U à l’ADN-T....................................................... 67Le paradoxed’Eigen................................................................. 68Le chaînon manquant de l’ARN à l’ADN?..................................... 71Bibliographie.......................................................................... 725. L’énergie des premières cellules et la Grande Oxydation........... 73L’énergie des premièrescellules................................................. 74L’arrivée descyanobactéries...................................................... 77L’invention de la photosynthèse................................................ 78L’invention de la respiration..................................................... 79La GrandeOxydation................................................................ 80L’ozone, protecteur duvivant.................................................... 81Bibliographie.......................................................................... 836. Gènes et codegénétique......................................................... 85Qu’est-ce qu’un gène ?............................................................. 85Le code génétique................................................................... 87La presque universalité du codegénétique.................................. 91L’intrigante question des ARNtsynthétases................................. 92Bibliographie.......................................................................... 967. Les premiers eucaryotes......................................................... 97La théorieendosymbiotique...................................................... 97Un scénario possible pour l’apparition des premierseucaryotes...... 99L’origine du noyau des eucaryotes............................................. 102Endosymbiosessecondaires....................................................... 104Des amibesendosymbiotiques…................................................ 105… et des levuresendosymbiotiques........................................... 106Quand l’évolution rétrécit lesgénomes....................................... 107Les nombreuses inventions du monde eucaryote.......................... 108Bibliographie.......................................................................... 1108. Des premiers eucaryotes aux premiersanimaux........................ 111L’acquisition de la mobilité chez leseucaryotes........................... 112Les gènes en morceaux deseucaryotes....................................... 114Des protozoaires aux métazoaires.............................................. 117Bibliographie.......................................................................... 1209. Des métazoaires àl’homme..................................................... 121Les fossiles, témoins de l’explosionprécambrienne....................... 125Les horlogesmoléculaires......................................................... 126L’apparition de la symétrie bilatérale......................................... 129Les premiers chordés............................................................... 130Des chordés aux vertébrés........................................................ 132Des vertébrés auxmammifères................................................... 136L’origine virale duplacenta....................................................... 138La souris, proche parent de l’homme.......................................... 138Bibliographie.......................................................................... 14010.Des algues auxarbres............................................................. 143Les embryophytes, premières plantes terrestres........................... 143Les trachéophytes et les premiersarbres..................................... 145Les angiospermes ou plantes à fleurs......................................... 146La biodiversité des forêts......................................................... 150Le génome de l’arabette, angiospermemodèle............................. 151Le vivant s’est complexifié par bondssuccessifs........................... 152Bibliographie.......................................................................... 15611.Un animal doué deraison....................................................... 159Une machine à fabriquer des imagesmentales............................. 160Le cerveau récompense oupunit................................................ 162Le séquençage du génomehumain............................................. 164La quête des gènes qui fontl’Humanité...................................... 169Quelle part de l’intelligence est-elle héritable ?........................... 172Le métagénome humain........................................................... 174Bibliographie.......................................................................... 17712.L’homme moderne est unhybride............................................ 179Mastiquer ou réfléchir, il faut choisir......................................... 181On a – presque – tous en nous quelque chose deNéandertal......... 184L’homme de Néandertal pratiquait une médecinerudimentaire....... 187L’homme deDenisova............................................................... 189Les apports des gènes ancestraux aux génomes humainsmodernes 190Les premières migrations de nos ancêtreshumains....................... 192Bibliographie.......................................................................... 19413.L’histoire des migrations humaines......................................... 195Le peuplement del’Europe........................................................ 196Le peuplement de l’Asie........................................................... 199Le peuplement desAmériques................................................... 200Et l’Afrique dans tout ça ?........................................................ 202Bibliographie.......................................................................... 20414.Lamarck, Darwin, évolution et sélection naturelle.................... 205L’origine des espèces............................................................... 208Les limites de la théoriedarwinienne......................................... 212La théorie neutraliste.............................................................. 216Les grandes extinctions de masse.............................................. 222La sixièmeextinction............................................................... 226La phylogénie moléculaire et la théorie de lacoalescence............. 228Les limites de la phylogéniemoléculaire..................................... 230Bibliographie.......................................................................... 23115.Les forces évolutives qui façonnent les génomes..................... 233Les génomes hybrides, une généralité duvivant.......................... 234Le sexe, un moyen simple de créer de ladiversité........................ 238Le prix du sexe....................................................................... 242Le cas fascinant des bdelloïdes................................................. 243Les transferts horizontaux........................................................ 246Les duplications totales degénomes.......................................... 249Que deviennent les gènes dupliqués ?........................................ 250Évolution rapide des génomes eucaryotes par chromothripsie........ 253Diversité des mécanismes d’évolution desgénomes...................... 256Bibliographie.......................................................................... 26016.La fabrique duvivant............................................................. 261La révolution de la biologie moléculaire..................................... 262La naissance de la biologie de synthèse..................................... 265Les premiers gènessynthétiques................................................ 267Les premiers génomes synthétiques........................................... 268Pourquoi synthétiser des génomes entiers ?................................ 272Vers la création de nouvelles formes du vivant............................ 275Bibliographie.......................................................................... 28117.La vie existe-t-elle ailleurs que sur Terre ?.............................. 283Les exoplanètes...................................................................... 284Une vie prébiotique dans notre système solaire?......................... 286Une autre vie intelligente est-elle possible ?............................... 288Bibliographie.......................................................................... 293Épilogue : L’humanité, d’hier àdemain.............................................. 295LUCA : le dernier ancêtre commununiversel................................ 295LUCA a-t-il jamais existé ?........................................................ 297Le libéralisme du vivant........................................................... 299Demain, l’univers sans l’homme................................................. 307Bibliographie.......................................................................... 311Glossaire......................................................................................313