Question:
Comment le premier organisme auto-répliquant a-t-il vu le jour?
Green Noob
2012-06-30 11:18:32 UTC
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Quand les gens essaient d'expliquer l'évolution, ils me disent que l'évolution est un résultat cumulatif de mutations de la section naturelle & des individus les plus supérieurs d'une espèce particulière. Je pense que je suis assez convaincu par cette explication.

Mais quand j'y pense, tous supposent qu'il y avait un organisme, aussi simple soit-il, qui était capable de se répliquer & occasionnellement. Comment un tel organisme est-il né? Quelqu'un peut-il expliquer cela?

Une réponse que j'ai trouvée sur Reddit ne m'a pas vraiment convaincu.

Si vous voulez un bon début, je vous suggère de regarder l'hypothèse du monde de l'ARN.
Pouvons-nous s'il vous plaît omettre le canard d'entropie? C'est ** totalement hors de propos **. La Terre n’est pas un système fermé. Période. De plus, ce serait complètement hors sujet sur un site * biologie *.
Je me souviens avoir lu cet article en entier il y a quelques années, c'était assez révélateur. http://en.wikipedia.org/wiki/Abiogenesis
L'entropie n'est * pas * inutile pour cette question (comment pourrait-elle être en chimie organique ??). La Terre n'est pas un système fermé, mais dans ces considérations, vous devez tenir compte de l'échelle de l'expérience.
Cependant, je suis d'accord que l'entropie peut être une énorme distraction.
Si vous exécutez réellement les calculs, la deuxième loi de la thermodynamique vous montre quelque chose lié à l'évolution: toute l'évolution de la biosphère actuelle n'aurait pas pu se produire en bien moins d'un mois (http://physics.gmu.edu/~roerter /EvolutionEntropy.htm). Tant que vous prenez plus d'un mois (disons 4 milliards d'années), il n'y a aucun problème.
@NoahSnyder Merci pour l'article. C'est pourquoi j'adore StackExchange :)
Sept réponses:
#1
+14
Noah Snyder
2012-07-02 08:02:49 UTC
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L'évolution ou (comme l'appelait Darwin) "descente avec modification" est une théorie qui explique l'origine de l'espèce PAS l'origine de la vie. La manière dont la première vie est née est totalement sans rapport avec la théorie de l'évolution. Ce que l’évolution explique, c’est comment et pourquoi nous avons une telle variété de vie sur terre qui descend tous du même organisme.

Ce que vous demandez n’est pas une théorie de «l’évolution» mais plutôt une théorie de « abiogenèse." Bien qu'il existe de nombreuses hypothèses intéressantes sur la façon dont l'abiogenèse s'est produite (par exemple le monde de l'ARN, la théorie du «métabolisme d'abord», etc.), le fait est que nous ne savons tout simplement pas encore comment la vie est née. Ce que nous savons, c'est que la vie est née il y a 3,5 à 3,9 milliards d'années. C'est il y a très longtemps par rapport à beaucoup d'autres événements importants de l'histoire naturelle (même l'explosion cambrienne où le phyla animal moderne a évolué il y a seulement un demi-milliard d'années), et il ne devrait donc pas être surprenant que ce soit un problème difficile. / p>

Oui, tu as raison. Je * demande * une théorie de «l'abiogenèse». Mais je pense que c'est lié à la théorie de Darwin parce qu'elle suppose qu'un organisme avec les qualités requises existait. La théorie de Darwin n'est-elle pas basée sur une hypothèse non prouvée? Pouvez-vous clarifier?
Nous * savons * que les organismes dotés des propriétés requises existaient il y a 3,4 milliards d'années, en regardant des fossiles de bactéries. Il n'y a là aucune hypothèse non prouvée. L'évolution décrit les 3,5 à 4 milliards d'années d'histoire naturelle les plus récentes. Pour aller plus loin, vous avez besoin d'une autre théorie. C'est bien, c'est comme ça que la science fonctionne. Vous ne diriez pas que la gravité repose sur des hypothèses non prouvées parce qu'elle n'explique pas l'électricité ou la désintégration radioactive; ce n'est pas censé, c'est censé expliquer la gravité.
D'accord. Je n'ai rien contre la théorie de Darwin. Tout ce que je voulais, c'était une théorie convaincante de l'abiogenèse.
@GreenNoob La théorie de l'évolution (seuls les créationnistes l'appellent la théorie de Darwin, juste FYI) traite des changements dans les populations. Il dit que, étant donné une population de départ, les changements se produiront parce que X, Y et Z d'une manière qui vous semble raisonnablement convaincu. Cette population de départ est un fait objectif; nous pouvons le voir dans les archives fossiles. De plus, la théorie de l'évolution ne dit rien du tout sur l'origine de cette population. Cela pourrait être une abiogenèse, des extraterrestres ou une divinité; cela n'a vraiment pas d'importance. L'abiogenèse utilise plusieurs des mêmes idées que l'évolution, mais c'est une théorie complètement distincte.
La façon dont les scientifiques subdivisent et nomment les sujets n'a pas vraiment d'importance ici. Il n'y a qu'une seule nature. La question porte sur la réalité, non sur l'organisation des champs scientifiques.
#2
+9
Poshpaws
2012-07-01 00:42:04 UTC
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Nous ne savons pas comment les molécules auto-répliquées sont apparues pour la première fois (et ne le saurons probablement jamais exactement), mais la Terre est grande et a eu 500 millions d'années (c'est-à-dire l'échelle de temps prébiotique de la Terre) pour expérimenter la chimie organique. L'interface terre-mer (comme les bassins de marée) est un bon site candidat car ce sont des zones où l'on peut trouver de fortes concentrations de goodies organiques.

Dans ce contexte, l'un des objectifs que les chercheurs se sont penchés est molécules auto-réplicantes.

Par exemple, un laboratoire à Cambridge, Royaume-Uni a mis au point tC19Z.

tC19Z est le nom d'une enzyme ARN qui agit comme une molécule auto-réplicante. Il peut copier des morceaux d'ARN presque 50% aussi longtemps que lui-même. Il peut également faire des copies d'autres enzymes ARN. Cette molécule n'est pas «vivante» elle-même, mais montre clairement comment une plus grande complexité peut survenir.

«Nous ne savons pas comment les molécules auto-réplicatives sont apparues pour la première fois (et ne le saurons probablement jamais exactement) Vous voulez dire que toute la théorie de Darwin repose sur une hypothèse qui n'est pas démontrable?
Non, je veux juste dire que comment allons-nous vraiment savoir quelle était la séquence exacte des événements? Je suppose que cela dépend si vous êtes du type contingence ou convergence!
Bien que nous ne sachions pas exactement, nous avons beaucoup d'exemples de façons dont cela aurait pu se produire. Ne pas savoir exactement lequel il s'agissait n'est pas un problème, l'important est que nous puissions démontrer que cela pourrait facilement se produire de cette façon.
-1
@WillihamTotland Pouvez-vous élaborer?
@RichardSmith «Nous pouvons démontrer que cela pourrait facilement arriver de cette façon» Pouvez-vous donner quelques exemples?
@GreenNoob: Voir ma réponse.
#3
+6
Fzs2
2012-06-30 14:46:36 UTC
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Ils nous apprennent en physique que l'entropie d'un système isolé est toujours croissante ou du moins constante. Alors comment un organisme peut-il naître dans ces conditions?

Le soleil envoie de l'énergie à la Terre, permettant une diminution de l'entropie sur Terre au détriment de l'entropie du soleil.

Mais quand j'y pense, tous supposent qu'il y avait un organisme, aussi simple soit-il, capable de s'auto-répliquer. & muter occasionnellement. Comment un tel organisme est-il né? Quelqu'un peut-il expliquer cela?

L'organisme dont vous parlez n'est qu'une molécule qui se copie. Je ne sais pas exactement comment cela s'est produit, mais il n'est pas difficile d'imaginer la possibilité. Une vaste planète avec des molécules qui volent partout, baignée de lumière ultraviolette et si une molécule n'importe où acquiert la caractéristique de se copier, elle commencera à croître de façon exponentielle et se répandra rapidement dans le monde entier.

«Si une molécule acquiert quelque part la caractéristique de se copier elle-même, elle commencera à croître de façon exponentielle et se répandra rapidement dans le monde entier» Ne pensez-vous pas que c'est un gros «si» pour une théorie scientifique?
Vote positif pour la partie «Le soleil envoie de l'énergie à la Terre». Vraiment éclairci les choses :)
Non, je pense que c'est un petit si parce que c'est la seule explication plausible de l'émergence de la vie que j'ai jamais rencontrée.
@GreenNoob Ce n'est pas du tout un gros si - il y a beaucoup de molécules qui démontrent cette propriété, certaines sont biologiques comme l'ADN ou l'ARN, et certaines, comme les cristaux, sont minérales.
@RichardSmith Pouvez-vous donner des exemples autres que l'ADN ou l'ARN? Je ne pense pas que de telles molécules complexes existaient à l'origine dans l'atmosphère primitive de la Terre.
Les cristaux d'@GreenNoob sont l'exemple le plus simple, y compris la glace et la kaolinite. Il existe également de nombreuses façons dont des molécules organiques complexes auraient pu apparaître dans des conditions trouvées sur la Terre primitive. Voir [la page wikipedia] (http://en.wikipedia.org/wiki/Abiogenesis#Current_models) pour un tour d'horizon d'entre eux, ou lire [le livre de Robert Hazen Genesis] (http://www.amazon.co. uk / Genesis-Scientific-Quest-Origins-ebook / dp / B004D39PGK / ref = sr_1_1? ie = UTF8 & qid = 1341492998 & sr = 8-1).
#4
+4
Williham Totland
2012-07-05 14:08:22 UTC
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C'est une question extrêmement intéressante et extrêmement fondamentale, en effet, et jusqu'à présent, les biologistes n'ont pas réussi à trouver une réponse satisfaisante.

Nous savons que toutes les parties sont là, nous ne faisons simplement pas. Je ne sais pas comment ils ont été disposés, ou lesquels vont où.

La question est, en substance, composée de trois sous-questions:

  1. Comment les éléments de base fondamentaux de la vie?
  2. Comment sont nées les premières molécules auto-réplicantes?
  3. Comment les membranes cellulaires sont-elles apparues?

La réponse prend généralement la forme de "Sur la Terre primordiale, une petite sélection des milliards de composés organiques générés lorsque la lumière UV frappe un désordre de dioxyde de carbone, d'azote et d'eau où capturé dans un bassin de marée où la concentration et la mousse ont conduit au hasard à se produire -répliquer des molécules dans des proto-cellules. "

Cette réponse, bien que presque certainement vraie, est aussi incroyablement insatisfaisante, car tout ce qu'elle nous dit est ce que la logique déductive vous a déjà appris s, presque intuitivement.

Soit dit en passant, le fait que tout cela se produise avec des chances d'un million contre un n'est pas un problème: la Terre est grande, et le calendrier de cet événement est le suivant: des centaines de millions d'années: tout ce qui pourrait arriver une fois par an d'un million à un coup se produirait probablement des centaines de fois au cours de cette période.

Dans tous les cas , quand il s'agit de l'évolution, ou de la théorie de l'évolution de Darwin, ou de toute autre théorie de l'évolution, tout cela est hors de propos.

L'évolution est quelque chose qui se produit dans tout système (ouvert) suffisamment complexe, en supposant il a la capacité de changer du tout.

Il est plus facile à observer dans les organismes vivants, car ils sont à la bonne échelle et incroyablement diversifiés, mais cela se produit à toutes les échelles de l'univers.

En fait, le moyen le plus simple d'expliquer l'origine de la vie est de continuer à compter à rebours lorsque vous atteignez le dernier ancêtre commun (de toute la vie sur Terre) et de proposer des modèles pour expliquer comment cette proto-bactérie pourrait être encore plus simple , jusqu'à ce que vous vous retrouviez avec CO₂, N₂ et H₂O, et d'autres molécules simples.

À cette extrémité du spectre, il est bien entendu que par exemple H₂O "évolue" à partir de H₂ et O₂, parce que H₂O a une qualité qui le rend plus "en forme" que l'un ou l'autre de ses composants, la stabilité chimique.

De plus, H2 "évolue" à partir de l'hydrogène libre par un mécanisme similaire , et l'hydrogène libre "évolue" à partir des protons et des électrons, car il a la propriété d'être électriquement neutre, ce qui est également une propriété souhaitable.

Bien sûr, au niveau des protons et des électrons, les choses ont un peu boueux, et l'évolution se décompose comme une méthode pour expliquer comment les choses se produisent.

Modifier: Pour référence: Modèles actuels de l'abiogenèse sur Wikipédia.

#5
+2
user4673
2012-07-05 21:34:33 UTC
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Alors que beaucoup indiquent que l'ARN, ou une variante de celui-ci, est la première molécule de la «vie», très peu de gens savent d'où il vient. Certains suggèrent qu'il provenait de l'espace car on ne sait pas comment le matériau des squelettes sucre-phosphate aurait pu se développer sur terre et que peut-être ces matériaux ont-ils trouvé leur chemin ici via des météorites. Il existe plusieurs hypothèses sur la façon dont un environnement terrestre primitif aurait pu promouvoir les propriétés de ces molécules, mais il est difficile de déterminer ce qui s'est exactement passé.

Quelque part dans cet article de wikipedia sur l'abiogenèse se trouve la mention du rôle de deep - évents de mer. Les évents en eau profonde et les courants qui les entourent ont essentiellement facilité une réaction de PCR. Une partie de l'ADN émergent précoce, peut-être avec de l'ARN et des nucléotides libres flottant autour, aurait pu tirer parti d'un tel environnement pour la réplication et par le simple nombre (et par hasard) est entré en relation symbiotique avec d'autres molécules pour former les premières structures cellulaires.

#6
+2
Danny W.
2014-09-28 23:02:35 UTC
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Si cette question vous intéresse, je vous recommande vivement de regarder le travail de Jack Szostak - lauréat du prix Nobel à Harvard, qui fait actuellement l'un des meilleurs travaux dans ce domaine. Son travail est fondé sur de bonnes expériences qui montrent comment l'abiogenèse aurait pu se produire.

#7
  0
Caters
2014-09-28 21:16:11 UTC
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Je pense que ça a commencé comme ça:

Première étape:

Les produits chimiques comme Na, Cl, O₂, O₃, CO₂, CO, HCN et H₂SO₄ réagissent pour former de petites molécules.

Deuxième étape:

Ensuite, ces petites molécules réagissent pour former des macromolécules.

Troisième étape:

L'ADN, étant le plus stable a été le premier à se répliquer. Une membrane a finalement enveloppé ceci et a formé le noyau

Quatrième étape:

Via l'endosymbiose, elle enveloppe les mitochondries dans une membrane externe

Cinquième étape:

Cell commence à former une membrane et une protéine pour tous ses organites. C'est maintenant une cellule eucaryote.

C'est l'hypothèse du monde de l'ADN.

Parce que l'ADN peut être simple, double, triple ou quadruple brin dans les organismes (ce serait l'ADN ss, l'ADNdb , tsDNA et qsDNA respectivement), il peut faire bien plus que simplement coder des protéines ou de l'ARNr ou de l'ARNt.

Dans l'état simple brin, il peut agir comme une enzyme formant des désoxyribozymes.

Dans les états triple et quadruple brin, il peut agir comme inhibiteur sans avoir besoin d'une autre protéine ou d'un groupe méthyle.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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