Question:
Pourquoi n'y a-t-il pas deux arbres de vie?
Isky Mathews
2018-06-21 18:56:43 UTC
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La vie sur terre a commencé il y a environ 3,8 milliards d'années, très peu de temps (en temps géologique) après que la surface de la terre se soit refroidie pour devenir solide et que les premiers océans se soient formés. De nos jours, nous croyons que tous les êtres vivants peuvent retracer leurs ancêtres à travers un arbre de vie multi-ramifié, jusqu'à ce premier être vivant.

Comment concilier cette apparition rapide de la vie, avec le fait qu'elle ne semble s'être développé qu'une seule fois? En d'autres termes, nous n'avons pas vu la vie démarrer dans 10 endroits différents sur terre, donnant naissance à 10 arbres de vie différents , pourquoi n'en avons-nous vu qu'un?

Dans une variante du gène égoïste de Richard Dawkins, est-il possible de penser à un arbre égoïste ?

Une fois le premier arbre de vie arrivé, il s'est mis à changer l'atmosphère et l'environnement en général, multipliant le nombre et la gamme d'espèces pour remplir chaque niche disponible (par exemple, froid, chaud, terre, rivière, océan, acide , alcali, grand, petit) afin de ne laisser aucun espace ou circonstance pour qu'un deuxième arbre de vie naisse.

Le premier arbre de vie "s'est mis à…". C'est une liste scientifique sérieuse. Veuillez nous épargner cette absurdité anthropomorphique.
@David - C'est peut-être un jeu de mots? Je pense que c'est un assez bon jeu de mots. Les arbres changent l'atmosphère sans l'aide de non-sens anthropomorphique ...
Six réponses:
alec_djinn
2018-06-21 19:43:23 UTC
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L'émergence de la vie hors de la matière est un événement très rare. La probabilité qu'un tel événement se produise plus d'une fois dans un laps de temps réduit est très faible.

Si le délai est suffisamment long, alors la «nouvelle vie» pourrait réapparaître. Cependant, dans ce cas, les nouveaux organismes vivants émergents seraient extrêmement désavantagés par la présence de "l'Ancienne Vie", déjà évoluée pour rivaliser efficacement pour les sources d'énergie etc.

Toute nouvelle vie primordiale à peine fonctionnelle La forme ne peut pas surpasser celles déjà existantes, elle subirait donc une extinction très bientôt. Et c'est pourquoi nous nous sommes retrouvés avec un seul arbre de vie sur cette planète.

Quelques liens pour en savoir plus:

http://www.science20.com/ stars_planets_life / calculating_odds_life_could_begin_chance

http://www.science20.com/news_releases/the_mathematical_probability_of_life_on_other_earth_like_planets

https: // www. sciencedaily.com/releases/2018/01/180108090109.htm

https://www.scientificamerican.com/article/universal-common-ancestor/

https://www.nature.com/articles/nature09014

https://link.springer.com/article/10.1007% 2Fs00239-010-9407-2

https://febs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1016/0014-5793%2896%2900631-X

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022519318300419?via%3Dihub

"* Toute nouvelle forme de vie primordiale, à peine fonctionnelle, ne peut pas surpasser celles déjà existantes, elle subirait donc une extinction très bientôt. Et c'est pourquoi nous nous sommes retrouvés avec un seul arbre de vie sur cette planète. *" t voir comment c'est "par hasard".
"La probabilité qu'un tel événement se produise plus d'une fois dans un court laps de temps est très faible." Donc, avoir deux arbres de vie est peu probable, pas impossible. C'est donc encore une question de chance.
Selon cette définition, à peu près tout et n'importe quoi est par hasard. Je pense que votre réponse serait meilleure si vous laissiez de côté la première ligne et déplaçiez votre dernier paragraphe en haut.
Mmm ... d'accord, je changerai ma réponse
Avez-vous une référence qui indique clairement que la vie n'est née qu'une seule fois? En fait, il me semble plus probable qu'il y ait eu un certain nombre d'événements d'abiogenèse avec la création de créatures vie-vie (mais vraiment à ce niveau, nous arrivons aux difficultés de définir ce qu'est la `` vie '') mais une seule lignée l'a fait. sur plus de quelques années et de manière assez convaincante, une seule lignée a réussi jusqu'à aujourd'hui.
@Remi.b Je n'ai lu cette affirmation dans cette réponse nulle part. Je pense que l'on pourrait ajouter qu'il aurait pu y avoir, et qu'il y en avait probablement, de nombreux événements que vous pourriez considérer comme conduisant à une certaine émergence de la vie, mais une fois que quelque chose d'assez organisé s'est installé, il aurait eu trop d'avantages pour être supplanté.
@BryanKrause La réponse commence par «L'émergence de la vie hors de la matière est un événement très rare» que j'ai pris comme suggérant qu'il est suffisamment rare pour ne se produire qu'une seule fois, mais je suis d'accord que je pourrais faire un peu d'étirement ici.
@Remi.b Je recherche des références appropriées à ajouter. En général, je suis d'accord avec vous. C'est une réponse spéculative puisque nous n'avons la preuve d'aucune forme de vie différente de celle que nous connaissons. À ma connaissance, si l'émergence de la vie avait été «communément répandue», nous devrions en avoir la preuve. Bien sûr, une «forme de vie» peut exister pendant un certain temps, puis s'éteindre sans laisser de traces. Mais là encore, cela signifie que l'émergence d'une «forme de vie assez forte» est rare, et le scénario le plus probable est d'en avoir une seule qui prenne le relais au début.
Je n'ai lu qu'un de vos liens (l'article Nature.) Il ne soutient pas votre réponse comme vous le pensez.
@anongoodnurse C'est juste pour commencer à y penser. L'idée de base est la suivante: pris séparément, chaque événement, comme l'émergence d'un seul réseau chimique, c'est assez courant. Si vous mélangez "des ingrédients aléatoires", vous obtiendrez une certaine réaction. Si vous appliquez une pression et une reproduction sélectives, vous obtiendrez des améliorations de la vitesse de réaction. Cependant, la chaîne d'événements qui doit se produire pour obtenir un protocole est vraiment longue. La probabilité de chaque étape, résumée, fait de l'émergence de la vie un événement assez rare.
Oui, je serais d'accord que l'émergence d'une vie complexe est un événement rare, mais je ne suis pas d'accord sur les formes de vie simples. Si les conditions étaient parfaites pour que cela se produise une fois, pourquoi pas cent fois? Un millier de fois? Un million de fois?
Cela explique également pourquoi, expérimentalement, nous pouvons produire assez facilement des peptides et des membranes ADN / ARN à partir de composés chimiques simples, mais nous ne pouvons pas facilement atteindre un niveau de complexité plus élevé. Mélanger le tout et en tirer un protocole est des ordres de grandeur plus difficile. En effet, nous ne sommes pas encore capables de produire un protocole vivant à partir de la matière.
@anongoodnurse En effet, cela aurait pu arriver. Mais alors pourquoi ne voyons-nous pas les discendants de ces centaines de milliers de formes de vie émergées? Ils ne démarrent probablement jamais. Pour autant que je sache, une seule forme de vie a réussi à y arriver. Un protocole à base d'ADN / ARN. Tous les autres qui étaient dans la fourrière primordiale ne l'ont pas fait, donc finalement, je ne le considère pas comme la vie. Bien sûr, c'est une question de définition. Si vous considérez un système chimique capable de se reproduire pendant une semaine puis de disparaître de la vie, alors j'accepte votre point de vue. Mais je considère plutôt ces cas comme des «démarrages ratés».
@alec_djinn "... Je ne considère pas cela comme la vie." Absurdité. Je ne parle pas de soupe aux acides aminés. Je parle de la vie. La vie est la vie, et la définition change avec les nouvelles découvertes.
anongoodnurse
2018-06-22 07:05:54 UTC
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... tous les êtres vivants peuvent retracer leurs ancêtres à travers un arbre de vie à plusieurs branches, jusqu'à ce premier être vivant.

Je ne sais pas exactement comment n'importe qui peut prétendre que la vie n'est née sur cette planète qu'une seule fois. Pour tout ce que je (peut-être `` nous '') savons, cela peut avoir surgi plusieurs fois, mais seuls les plus adaptés ont survécu / adapté sur cette planète dans ses conditions d'alors assez longtemps pour commencer un enregistrement du type que nous appelons maintenant l '«arbre» ​​de la vie (organismes complexes / eucaryotes). Vous ne pouvez pas «savoir» ce que vous ne savez pas. Vous pouvez théoriser, mais vous ne pouvez pas savoir.

Les scientifiques font constamment de nouvelles découvertes. Il fut un temps (durant des millénaires) où les hommes de science * croyaient que la vie (sous la forme d'un poisson de boue, par exemple) venait de matière non vivante (un flaque de boue, dans ce cas.) Lorsque cette idée est devenue risible, le microscope a été inventé, et les gens croyaient encore que la vie microscopique (bactéries, par exemple) découlait des conditions appropriées (une infusion de foin, dans ce cas.) Ce n'était pas ' Jusqu'à ce que Pasteur escalade les Alpes avec son expérience, la génération spontanée a finalement été mise au repos.

À un moment donné, nous pensions que les Homo sapiens étaient les seuls humains. Nous ne savions pas que les bactéries pouvaient vivre dans l'estomac ou dans un lac plein d'arsenic.

Comment savons-nous ce qu'il faut rechercher lorsque nous parlons de «vie» si ce n'est pas la vie telle que nous la connaissons? Nous devons continuer à étudier, continuer à réfléchir, garder l'esprit ouvert sur la «vie» pour en savoir plus sur elle, par exemple combien de fois elle est susceptible de se produire.

* J'aimerais penser que les femmes de science savaient mieux mais étaient tout simplement ignorées.

Je suis désolé, je pense que je ne comprends pas votre point. Proposez-vous que les formes vivantes d'un deuxième arbre de vie puissent encore vivre sur terre sans que nous le sachions?
Je ne dirais pas des arbres. De minuscules arbustes ou plus petits, oui, passés et présents. Trouvez-vous cela difficile à comprendre?
Je pense que vous devrez peut-être le dire plus clairement, alors :) aussi, voir mon commentaire sur la réponse de Samid pour mes objections à cette hypothèse (bien que fascinante).
Je ne vois pas vraiment l'intérêt. Bien sûr, ce que vous dites est vrai en général à propos de la science: il y a toujours plus à découvrir, et il y a lieu de se tromper sur les théories précédentes qui étaient censées expliquer certains phénomènes. Cependant, cela est vrai en général et n'est pas spécifiquement lié à cette question. La question initiale pourrait simplement être reformulée comme suit: «Pourquoi n'y a-t-il que des preuves d'un seul arbre de vie? Cette réponse ne répond pas vraiment à cela. En outre, la boutade sur le genre est honnêtement totalement déplacée et devrait simplement être supprimée.
Il y a une réponse sérieuse ici: le premier paragraphe (j'ignorerais le reste). Nous n'avons aucune preuve de l'histoire de la vie sur cette planète avant que les organismes coloniaux ou multicellulaires ne forment des amas suffisamment grands pour se fossiliser (et même dans ce cas, les preuves ne sont pas claires et discutables). Il aurait pu y avoir plusieurs systèmes (vivants) de réplication microscopiques qui se sont formés avant que celui que nous voyons aujourd'hui se forme. S'ils existaient, ils s'étaient apparemment éteints, sans surprise sans laisser de preuves macroscopiques de leur existence visibles aujourd'hui.
@Eff Vous avez droit à votre opinion, tout comme moi. Écrivez une réponse si vous n'aimez pas la mienne. Crick est brillant, Watson est un idiot et Rosalind Franklin a été licenciée. Quant à la pertinence de ma réponse par rapport à la question, encore une fois, écrivez votre propre réponse. Je crois que le mien répond à la question, et je ne suis pas le seul scientifique à croire ce que je fais.
"Il fut un temps (durant des millénaires) où les hommes de science croyaient que la vie venait de matière non vivante." Je dirais que l'opinion dominante actuelle cherche toujours cette flaque de boue d'où la vie est venue. Nous venons de faire reculer cette flaque de boue d'environ 4 milliards d'années, et nous l'appelons maintenant un océan. Jusqu'où nous sommes venus de ces jours barbares =)
canadianer
2018-06-23 00:51:23 UTC
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La phylogénétique moléculaire, entre autres sources de preuves, suggère fortement que toute vie existante partage un ancêtre commun universel. Cependant, cette analyse est confondue par le transfert horizontal de gènes. La figure hypothétique suivante, par exemple, explique comment la phylogénie génétique (côté droit de l'image, c'est ce que nous pouvons observer) peut ne pas représenter de vraies relations évolutives (côté gauche de l'image, c'est ce que nous essayons de déduire) en présence d'un transfert de gène horizontal (représenté par une flèche):

Martins L de O, Posada D. 2013. Prouver une ascendance commune universelle avec des séquences similaires. Trends Evol Biol 4 (1): e5.

enter image description here

Bien que ce problème puisse potentiellement être surmonté en considérant de nombreux gènes, cela devient plus difficile à mesure que vous remontez dans le temps, et impossible si vous considérez la vie primitive (comme un monde ARN), dont nous savons très peu de choses. En supposant des origines multiples de la vie, le transfert horizontal d'informations héréditaires peu de temps après leur génération pourrait être possible, ainsi qu'indétectable aujourd'hui. Cela crée un arbre plutôt enchevêtré, comme illustré ci-dessous:

Smets BF, Barkay T. 2005. Transfert horizontal de gènes: perspectives à la croisée des disciplines scientifiques. Nat Rev Microbiol 3 (9): 675-678.

enter image description here

Il est également possible que la vie soit née plusieurs fois sur La Terre, mais un seul «arbre» ​​a survécu jusqu'à présent. Dans ce scénario, il y a plusieurs arbres de vie avec plusieurs disparus et un seul existant.

Pour résumer, la réponse à votre question n'est pas connue.

Certainement ça. Je m'attendrais à ce qu'au début de la vie, l'échange d'informations soit très permissif et fluide, avec beaucoup d'ADN environnemental rattrapé par les protocellules.
@LinuxBlanket C'est aussi mon intuition, mais cela semble inconnaissable.
Ce que nous savons, c'est qu'il existe un code génétique unique (plus ou moins), donc même dans le cas d'origine multiple de la vie, un code a dominé la «scène de la vie». Savez-vous quelque chose sur l'évolution de l'ARNt?
@LinuxBlanket Oui, * quelque chose *, mais certainement moins que je ne devrais. Pourquoi?
John
2018-06-23 08:48:08 UTC
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Il est tout à fait possible que cela se soit produit plusieurs fois et nous en sommes les résultats, l'un des aspects les plus agréables des nucléotides est qu'ils peuvent se combiner, il est possible que différentes lignées de gènes dérivées indépendamment soient combinées aux premiers stades. Dans nos meilleures hypothèses sur ce que seraient les formes de vie les plus primitives, il est assez facile de les combiner. Nous n'en savons tout simplement pas assez sur la façon dont la vie la plus ancienne était des structures pour dire avec certitude d'une manière ou d'une autre. cela pourrait même être oui et non avec la vie qui n'était pas compatible avec cette coopération conduite à l'extinction par les coopérants. Mais comme d'autres l'ont souligné, la fenêtre pour que cela se produise est petite, une fois que la première forme de vie a évolué, la capacité de décomposer des molécules plus grosses pour la matière première nouvellement évoluée serait vouée à l'échec, comme le feraient les ancêtres précédents de cette lignée «prédatrice». La vie nettoierait littéralement les traces de ses premières origines.

Cort Ammon
2018-06-23 10:13:03 UTC
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Qu'est-ce que la «vie»?

Cela s'avère être une question étonnamment délicate. Même les listes descriptives comme celle sur Wikipédia ne sont pas vraiment une définition. Au fil des ans, la vie a été réputée facile à comprendre et à comprendre, et notoirement difficile à analyser et à cerner. Des branches entières de la philosophie traitent de cette question.

Cela crée un défi inconfortable pour répondre à des questions comme celle-ci. Il est possible de définir la «vie» de telle sorte que, si nous regardions dans le passé avec une boule de cristal magique, nous pourrions découvrir l'existence «en dehors de notre arbre». Je pourrais alors dire "non, ce n'est pas comme ça que je définis la vie" et choisir un petit détail qui existe dans notre arbre mais pas dans ce "deuxième arbre" et ajouter cela à ma définition. Parce qu'il y a une définition globale convenue avec des bords nets et nets, il n'y aura pas d'accord clair.

Ce que nous pouvons dire sur le passé, c'est que Les faits observés concernant l'origine de la vie sont cohérents avec la théorie selon laquelle la vie est née une fois et une seule fois. Personnellement, j'ai des problèmes avec la science en utilisant des phrases qui dépassent les limites de ce qu'elle peut réellement prouver, donc je préfère utiliser des formulations plus restrictives lorsque les choses se compliquent. Pour 99,9% du temps, «la vie est née une fois» est une formulation suffisamment claire. Pour les 0,1%, comme cette question, il est bon de s'appuyer sur une formulation plus précise. (et je suis ouvert à toutes suggestions sur des formulations plus précises dans les commentaires)

Je noterai que nous trouvons des choses qui se sont produites plus d'une fois dans l'arbre évolutionnaire. On pense actuellement que les ailes et le vol ont évolué quatre fois: insectes, oiseaux, chauves-souris et ptérosaures. Pour utiliser une formulation plus précise, les observations dans les archives fossiles et génétiques sont cohérentes avec l'hypothèse qu'elles ont évolué quatre fois, et plutôt contradictoires avec l'hypothèse qu'elles n'ont évolué qu'une seule fois.

Cela ne veut pas dire que c'est des preuves directes par rapport à votre question, mais je pense que cela souligne le fait que les scientifiques recherchent effectivement quelque chose qui se passe plus d'une fois. Ce serait un résultat intéressant pour eux. À ce jour, personne n'a été en mesure de présenter un argument solide pour montrer que la vie a bien évolué deux fois. Ainsi, un «deuxième arbre de vie» est relégué dans le même coin poussiéreux que la Théière de Russel.

Samid
2018-06-22 13:03:50 UTC
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Si nous recherchons la vie uniquement sur la base des caractéristiques que nous avons observées à partir de l'arbre de vie, alors nous ne trouverons que des formes de vie connectées à cet arbre. Ce que je veux dire, c'est que notre compréhension actuelle de la vie tourne autour de la théorie cellulaire, donc chaque fois que les scientifiques partent à la recherche d'une nouvelle vie, ils recherchent des caractéristiques liées à la cellule.

Peut-être qu'une autre forme de vie ou un autre arbre existe. qui n'est pas dérivé de la cellule. Matière à réflexion.

Mais je pense que nous pouvons convenir que l'arbre de la vie connue, appelons-le ainsi, a largement surpassé le second, du moins en terme d'organismes «visibles» dans la plupart des niches terrestres et aquatiques. De plus, les caractéristiques de la vie (naissance, mort et reproduction) ne sont pas si subtiles, je pense que nous serions capables de les repérer si nous les rencontrions. Qu'est-ce que tu penses?
@Samid "uniquement sur les caractéristiques, nous avons observé de l'arbre de vie" que voulez-vous dire par là? Nous avons commencé à distinguer la vie de la matière bien avant que tout concept d'arbre de vie ne soit défini. Ce n'est que lorsque nous avons commencé à creuser dans la biologie cellulaire et moléculaire des divers organismes de cette planète que nous avons reconnu leur origine commune. Si nous avions trouvé des organismes travaillant avec une chimie différente, loin de l'ADN et des protéines, alors nous aurions ajusté l'arbre de vie en conséquence. Mais jusqu'à présent, toutes les créatures vivantes que nous avons examinées ont montré une forte similitude à de nombreux niveaux différents.


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 4.0 sous laquelle il est distribué.
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