Evolutions physiques et biologiques

Lexemples d'évolutions que les sciences décrivent et expliquent, au niveau physique comme biologique, me fascinent tant elles sont à la fois variées et se combinent à tous niveaux: du niveau physique (l'évolution de l'univers, de la 1r particule à l'atome et aux galaxies) au niveau prébiotique puis biologique (de la cellule vivante (l'unité de la vie) aux organisations supérieures (de l'individu jusqu'aux aspects psychologiques, à l'espèce et la société avec la culture ou l'industrie et la morale). Ces évolutions semble parfois évidentes, simples et belles, parfois trop complexes pour vraiment les comprendre. entre les accepter par la raison ou par empirisme, elles remettent souvent en question notre perception immédiate des choses, nous surprennent car sont parallèles ou croisées, multiples, arborant des principes constants ou à l'inverse nous semblant improbables, étranges voire contradictoires à d'autres choses (aprioris). Sans doute n'aurons nous jamais une vision complète, précise, et consensuelle sur l'évolution de l'homme, de la vie, de l'univers. Mais certains scénarios et faits évolutifs répondent en partie aux questions existentielles (d'ou venont nous, qui somme nous, ou va t on), à certains problèmes pratiques (ex: comprendre et gérer le résistance (génétique) aux antibiotiques, aux médicaments,...). Etudier l'évolution est une source très riche et authentique tant en phylosophie qu'en science appliquée!

Le propos est ici de relever des exemples d'évolution remarquables, qui ont pu être décisive dans le succès de la vie, ou critiques menant à l'extinction de la vie. Ceci devrait nous inspirer dans nos existences humaines du niveau philosophique et affectif (nous sentir intégrés dans un monde cohérent) jusqu'au niveau pratique: la connaissance de l'évolution s.l. devrait nous inspirer à agir responsablement envers nos ancêtres/la culture/le passé, et pour nos prochains/nos enfants et la biosphère/l'avenir, mélant raison et ce qu'il faut d'enthousiasme pour innover/s'adapter.

Plans: Ex d'évolution physicochimique | biologique | parenté d'espèces/phylogénie | infra- et supra-organisations | ...

exemples de vie extrêmes (mer, terre,...)

Sources: http://www.matierevolution.fr/ et https://www.matierevolution.org/ +++ Par Robert Paris et Tiekoura Levi Hamed : nbrs citations accumulées du une 20n de livres, avec des reflexions perso.

http://lhommeenquestions.museedelhomme.fr/fr/quand-homme-existe-t-il

A REPORtER / Nvl page Astrologie/O/LeMonde-1g: 4 chercheuses d'étoiles pour illustre 4 avancées majeurs en astrolonomie

Cecilia Payne: la spectrometriie permet d'identifie le gaz des atmosphères des étoires (raies d'absorbtion), mais aussi leur température (dimuniution/augmentation des intensité de raie par passage de l'atome à l'ion). Elle découvre ainsi que le Soleil qui a un spectre riche (montrant du Fe, Mg,...) qui laissait pense que sa composition serait similaire à la Terre, contient en fait 73% d'H, 23% d'He, et seulement 1.3% des autres éléments (contre (0.06% et %, alors que dominent O (33%) et Si (%)...)

Exemples d'évolutions - physico-chimique

Connaitre l'évolution physicochimique de l'univers ou meme de la Terre peut parraitre une activité purement intellectuelle car inutile en pratique pour l'homme au jour le jour, et pour pour son avenir, tant les dimensions temporellles et spatialles nous échappent grandement. Pourtant... il peut etre rassurant de savoir, à horizon d'une génération (50-80ans) ou d'une civilisation (100-5000ans) ou d'une humanité (300-40 000ans), si le soleil devrait décliner ou se renforcer ou nous arroser de plus d'orages electromagnétiques, si un/des astéroides dévastateurs comme au crétacé seraient à craindre, ou de mieux prévoir la méteo tout comme des séismes ou tsunamis ou volcanisme. Au delà de l'évolution physicochimique dynamique présente et futures, il est plus directement utile de savoir ou trouver du pétrole ou charbon; si la ressource d'eau douce sous terrain est épuisable à notre échelle; s'il existe des métaux nobles concentrée dans des nodules à -4000m dans une fosse océanique qui poseraient moins de problème d'exploitation (ou plus!) que du minage terrestre traditionnel ou profond, ou que le minage végétal;... Mille autres questions qui se posent à l'homme ressortent de son envirronnement physicoochimiquedont il importe de connaitre l'évolution future ou passée. Ajoutons que la vie à été un agent qui a influencé et inflence encore l'évolution phyicochimique de la Terre, de facon majeure à au moins 1 égard (l'O2, l'érosion et l'albedo, l'effet serre,,...) et plus discrète à moulte autres égards.

PLAN: Evolution de l'univers (trame pour les exemples suivants):

*Evolution de l'univers: cristallisation de l'énergie en matière | l'Hydrogène comme élément source d'énergie primaire | le Fer comme éléments final (thermodynamiquement)? | Le panachage des éléments dû à l'expansion et refroissement rapide | des ilots de complexification et remontées TD dans un flot d'homogénéisation (mort de l'univers, du refroidissement au bruit de fond cosmologique,...)

*Evolution de la Terre (et du sytème solaire): évolution du climat terrestre | évolution/cycle de l'eau | évolution/cycle du carbone (bois/charbon/pétrole/gaz...) | évolution/cycle des élements biogènes majeurs (N, K, ...) | évolution/cycle d'élements d'importance technologique pour l'homme, contemporains/modernes (Phosphate; Azote, Fer) | et modernes/nouveaux (Ni, Pb, Au, Li, ...)

*Evolution de la vie biologique:

-Apercus :diversité biologique; phylogénie; parenté phylogénique, ...

-Etapes/innovations:

Systèmes pre-biotiques | 'premieres' cellules ECU) / chimiotrophie, puis... respiration mitochondriale (FECA -> LECA), PhotoSynthèse | Cellules eukaryote | PluriCellulaires | Plantes et Animaux 'supérieurs' (supra-organisés, 'intelligents',...) / communication, socialité, culture.

évolution du climat terrestre

Video LeReveilleur-43min "Les climats du passé #carbone3": +++

1r-2m Milliard d'années de la Terre: la terre se couvre d'un immense océan, dont l'eau venait des cometes, astéroides,... et du dégagement de la roche en fusion qui y avait été piégée. En fait on n'en connait quasi rien (pas de données géologiques), ni des continents, ni des océans, ni de l'atmosphère qui devait etre très tenue.

Vers -3Milliard d'années, les 1r continents se forment, et l'eau est à la fois sous forme liquide (car on trouve des traces de mineraux hydratés) mais surtout solide (glace - car le rayonnement solaire était 25% moindre, et l'atmosphère/effet de serre aussi étaient moindres) L'hypothese ppal considere cependant une atmosphère assez riche en méthane, qui produit un effet serre suffisant, malgré un soleil qui irradiait moins fort, pour maintenir l'eau liquide (issue/libérée par les roches).

La vie biologique est apparue dans cette eau liquide, en conditions anaérobies (sans oxygène: quasi inexistant alors) mais tirant son energie d'oxydoreductions liée aux roches et à l'eau (hypothèses des fumeurs océaniques). Ces bactéries ont produit elles meme du méthane (méthanogènes), entretenant l'effet de serre, et donc l'eau liquide.

Alors apparurent les cyanobactéries, premiers etre vivants qui exploiterent la lumière solaire pour réduire le CO2 dissous dans l'océan, produisant de l'oxygene. L'O2, qui a laissé des traces d'oxides dans les roches dès 2.4Milliards d'années ("formations ferrifères rubanées"), s'est accumulé dans l'atmosphère (jusqu'au 10x la conc.actuelle (de 21% w/w - mais en relatif ca faisait ?80%). L'O2 a surtout oxydé le méthane, dont la concentration s'est effondrée (d'un facteur 1000), ?produisant du CO2?. C'est la période de "la grande oxidation" de la terre. qui se stabilisera à un peu niveau inférieur d'O2 (et surtout de CH4 10000 fois moindre). Rem à coté, l'évolution moderne de l'atmosphère reste relativement mineure.

Rem: La vie biologique a donc bien fortement contribué à créer le climat de la Terre tel qu'on le connait, et donc de sa physionomie. Sans vie, la Terre serait très probablement très différente! Mais cela a aussi pour conséquence des "auto"extinctions de la vie: la vie anaérobie, puis les cyanobactéries ont du péricliter.. et survivre aux glaciations (dont la 1r huronienne:).

Il y a eu alors que forte réduction de l'effet de serre, et la Terre entre en periode de glaciations: les continents formés 600Mio d'années plus tot se couvrent d'épais glaciers, et quasi toute la Terre est gelée pendant 300Millions d'anneés (1r glaciation "huronienne", majeure donc (5x le temps qui nous sépare des Tyranosaures), 'snowball'). Ceci favorisée par l'augmentation de l'albédo (reflection de la lumière par la neige/glace). Il n'en reste pas moins que le volcanisme de la jeune Terre continue... sous glace et la percant en libérant alors beaucoup de vapeur d'eau atmosphérique (qui contribuer à un effet de serre) ou sous mer (on ne sait dans quelle mesure il restait des zones non gelées) ou sur/entre continents (libérant du CO2...):

Sortie de glaciation:

a) l'eau non gelée a permis de réchauffer la terre car 1) l'eau libre des océans plus exposées au soleil (équateur) en captant la lumière du soleil s'est réchauffée (même si elle migre sous la glace, qui isole) 2) la vapeur d'eau formée dans l'atmosphère produit un effet de serre (2eme GES !), mais ceci n'a cpdt pas du suffire.

b)C'est le CO2, dégasé par les roches (volcans) et éventuellement formé par la vie biologique marine aérobie, qui s'est accumulé suffisamment, d'autant que la glace sur les océans a limité sa séquestration par la mer (par dissolution). Le CO2 atmosphérique permet d'installer un effet de serre qui a permis de sortir de la 1r glaciation (?et de certaines suivantes). Avec le réchauffement de la Terre, la glace disparait, emballant le réchauffement: au final, la sortie de glaciation est plus brutale que l'entrée en glaciation

Période hors glaciation:l'évaporation et les pluies sont plus abondantes, qui entrainent plus de CO2 atmosphérique (dissous, en ac.carbonique) qui ira altérer les roches silicates, se retrouvant dans la mer ou il pourra précipiter et former du calcaire (séquestration de carbone). Mais à -1Milliard d'années, la dérive des continents à formé un mégacontinent au niveau de l'équateur, la Rhodinia. De par sa position et son albédo supérieur à la mer, il renvoit plus de lumière solaire. D'autre part le océans absorbent plus de soleil, et produisent plus d'évaporation, mais cela béneficie plus à réchauffer les latitude moyennes et hautes (ou il ne peut plus se former d'islandis) car moins de surface marine à l'équateur et les pluies ne rentrent guère dans ce supercontinent, très sec.

C'est alors qu'une période de dislocation de la Rhodinia se produit, avec un volcanisme très actif dans des zones, appelées trappes, qui mettre en place d'imenses régions de basaltes. Il y a plus de pluie (car plus d'évaporation), et cela entraine plus de CO2 atmosphérique qui érode et surtout altère les basaltes, plus sensibles, et les roches dans les continents à présent plus accessibles aux pluies (car morcellés). L'altération des silicates en silicate organique séquestre le cabone au final dans la mer, sous forme de calcaire (CaCO3). Le CO2 atmosphérique dimine à 100ppm (4x-qu'actuel), l'effet serre diminée a déclenché une glaciation, dite du Cryogène (-270Mio, et a duré 100Millions d'années). On ne sait pas si la Terre fut toute couverte de glace...

En tout car c'est à nouveau le volcanisme qui a fait sortie la terre de cette 2m grande glaciation, par un mécanisme similaire.

Lors des ces phase de -1 à - 0.27Mia la vie à aussi joué un rôle important: elle s'est bcp developpé à -470Mio dans la mer, puis à -370Mio sur les continents. La vie, aérobie, a en effet contribué à l'emission d'O2 (photosynthèse) contrebalancée par celle de CO2 atmosphérique (respiration). C'est au carbonifère (-370Mio) qui a duré 60Mio, que la vie a séquestré beaucoup de CO2 dans des forets, abattues et enfouies, séquestrant la quasi totalité du charbon, pétrole et gaz qu'on connait. 2 hypothèses majeures expliquent cette accumulation massive: l'apparition de la lignine aurait empéché la degradation du bois car les chanpignons n'avaient pas encore inventé de quoi la décomposer. L'autre idée est que l'enfouissement se serait fait majoritairement dans des zones humidestde basse altitude ou la décomposition est freinée (en tourbe, puis lignite). Cette accumulation de charbon&co a fait baisser le CO2 atmosphérique de 2000ppm à 200ppm, outre que les plantes favorisent par leurs racine l'alteration des silicates.

Quaternaire (-2.6Millions d'années à actuel): c'est globalement une période de glaciation (nom = gd periode), qui contient de (+courtes) périodes (+courtes) glaciaires et interglaciares (très courtes) et se trouvent etre +/- périodiques (pdt le quarternaire; ?en raison de cycles du soleil). Il s'est ajouté il y a -20 000ans 2 autres islandsis (sur l'Amerique du Nord, et sur le Nord de l'Eurasie(+himalaya).

Glaciation: periode ou il existe des islandsis (cad de vaster surfaces d'eau gelée). Avec les islandsis du Groenlande et de l'antartique, nous somme, et tout le Quaternaire à une periode .

Effet anthroogène sur le climat: l'homme en exploitant le charbon puis le pétrole et le gaz depuis la révolution industrielle (1750/1850-1900) et notamment de la vapeur(1712-1880/Fr)/charbon/pétrole à remobiliser une quantité énorme de carbone vers l'atmosphère, sur une période très courte (100-150ans). Cela induit un réchauffement climatique avec un pic CO2 atm attendu en 2100 +/-50 selon lévolution econ/techn., qui se réqulbrera vers l'océan mais ne decroitra que de qq %/an, max 30% en 1000ans. Le forcage radiatif des 10Mia T de C brulé par l'homme est estimé + de 10x supérieur à celui estimé lors du dernier épidode thermogène (PETM: +5 à +8°C lors de la transition Paléocène/Eocène, qui serait déclenché à une destabilisation d'hydrate de méthane au fond des océans: sur 3000 à 20000ans, soit un forcage <1MiaTC/an; la temperature est redescendu après 150 000ans, possiblement avec la prolifération d'un algue Azolla an arctique). Mais la situation était différente (T initialle plus chaud; pas d'islandis donc mers plus grandes et hautes et donc moindre amplificatioe de l'effet serre)

Climat du futur: il est attendu (Vidéo Sbastion carussoux) que le climat va évoluer ppplmt avec le soleil, qui va accélere ses réactions nucléaire (e sa densité), devenant de plus en plus brillant/chaud

-A 1Mia le Terre serait à 37°C en moyenne. L'eau s'évapore, augmentant l'effet de serre qui s'emballe le rechauffement de la Terre.

-A 2Mia les océans s'assèchent. Plus d'alteration des silicates, ce qui ne contrebalance plus l'émission des CO2 par les volcans qui librérent tjrs leur CO2. Les rayons du soleil briller les mlc H2O, et l'H2>H si chauds s'évaporent de l'atmosphère, qui ressemblera à celle de Vénus (96% de CO2, 465°C).

-Vers 5Mia le soleil forme uneeuche d'H en surface qui fusionne, il gonfle en naine rouge, l

-Vers 7.5Mia le soleil absorbant la Terre

évolution/cycle de l'eau

évolution/cycle du carbone (bois/charbon/pétrole/gaz...)

évolution/cycle des élements biogènes majeurs (N, K, ...)

évolution/cycle d'élements d'importance technologique pour l'homme, contemporains/modernes (Phosphate; Azote, Fer)

évolution/cycle d'élements d'importance technologique pour l'homme, modernes/nouveaux (Ni, Pb, Au, Li, ...)

>Processus et principes évolutifs/organisateurs (physicochimique & généraux)

L'organisation et l'évolution du monde au niveau physicochimique relève de nombreux processus que la science décrypte (par élément/cf ci dessus) puis modélise (en lois, principes,...), ... Cf au §-Science car il ne s'agit pas ici d'en exposer les fondements, ni une liste ni un résumé... (ceci est plus abordé en §-Sciences), mais éventuellement en évoquer ici certainsqu'ont pourra voir equivallents ou plutot homologues à différents niveaux (de l'atome à la molécule à la matière aux astres) et semblent d'importance majeure dans l'évolution de l'univers et en particulier du monde qui nous concerne (la Terre). Ceci est à prolonger plutot dans les § de la vie biologique, dont certains processus sont homologues, et d'autre émergeants. Nous quittons la science avérée (des théorèmes (démontrés sur ces prémisses/axiomes)) pour des concepts integrateurs d'autant plus discutables qu'ils se veulent généraux... (de principes plus ou moins supportés par la sciences, à des principes plus dogmatiques en se voulant plus universels).

PLAN(physicochimique): [centré/Univers] Physique de la matière (particules/interactions) | Nucléation/crystalisation (des atomes, molécules, matière solide / etoiles, planetes, satellites) | principe de système orbital, p.de quantification des énergies dans un champ (>théorie des cordes, p.de saut, de superposition d'état, d'incertitude,...) | Principe de colonisation de l'espace-temps qui crée desgrumeaux/fractales/ | ...

[centré/Terre>H]: principes qui régentent les caracteristiques physicochimiques majeurs de la vie bio/H.

|(atomique/moléculaire)|Chimie d'oxydoréduction | Chimie de la polarité (aqueux/apolaire) |(supramoleculaire)| Diffusion, Convexion > Exemple d'applications de ces principles

PLAN (bio: cf infra après les ex): Juxtapositon | Synergisme || Chimérisme | Parastisme/Symbiotisme

Applications: à l'atmosphère et océnosphère, à la lithosphère et manteau terrestre, (+:aux cellules vivantes, biosphère: cf § infra apres le ex)

*1* Principe de Nucléation/crystalisation

1a: En observant l'univers, des galaxies aux systèmes stellaires jusqu'à l'atome, et meme infra, on est frappé la présence assez générale d'un corps (ou entité) central à une unité supérieure: étoile, noyau, particules,... Ce 'noyau s.l.' nous apparrait comme un objet plein indivisible et quasi ponctuel (objet virtuel: ex le photon), mais c'est affaire d'échelle et conditions d'observation. C'est typiquement une sphère (qui peut présenter une propriété non centrale: ex du spin d'un électron), mais pas forcément (ex d'un cristal). En général d'une part il se forme par acrétion ou agrégation d'entités antérieures ou inférieures, et d'autre part il organise une entité supérieure(cf § suivant/structure nucléaire).
Rem: nous distinguerons ici l'entité nucléaire comme 'pleine', par opposition (au § suivant) à la 'structure nucléaire' qui repose sur des processus d'interactions (à plus longue distance) entre le 'noyau' et des 'satellites', responsables de la stabilité (relative) de structures supérieures 'lacunaires' même si elles nous semblent parfois plus naturelles/entières (l'atome, la galaxie,...). Cette distinction est assez arbitraire en ce que le noyau, à plus faible echelle, est aussi une structure lacunaire, qui proccède d'interactions entre des sous-entités. Restont ici sur la notion de noyau comme entité ponctuelle ou sphérique 'pleine': c'est affaire de niveau d'analyse (et de distance entre des (sous) entités qu'on ignore alors, et de temps affranchi des forces d'interactions internes.

-le noyau atomique est un aggregat de sous-unités (protons; neutrons - nous faisons abstraction des interactions interne, 'forte' et faible fistance).
Nous pourrions citer comme exemples de 'noyaux', toutes les autres particules de la physique... atomiques puis quantiques: électrons/positons; protons/neutrons; quarks; bosons...).

-les molécules, matière solide: difficile de montrer des exemples de nucléation typique. On parle de processus d'aggrégation (pouvant mener à un précipitation)... Il y a cependant la notion de crystal (réseau ordonné d'atomes liés) qui se prête à considérer l'objet/entité comme ponctuel (non sphérique)

-les étoiles organisent leur systèmes solaire de planetes tournant sur des orbites. Remarquons que les plans orbitaux des planètes sont assez proches d'un plan, et cela se retrouve à niveau supérieur, dans les galaxies, et inférieur, dans les planetes/satellites. Ceci est expliqué par l'interaction gravitaire entre planetes, qui les rapprochent sur un plan moyen.

-les planetes aussi peuvent disposer d'entités qui tournent en orbites +/- circulaires, les satellites. Les es anneaux de saturnes illustrent de facon epoustouflante le rapprochement des plans orbitaux des satellites, mélangeant a un distance donnée des atéroides des taille différente mais taille x vitesse constante, plus les bandes vides au niveau des ?satellites.

-enfin les galaxies elles même illustrent ce principe de nucléation orbitale, d'autant qu'il semble a présent que toutes les galaxies auraient en leur centre un trou noir. La différence est dans le nombre d'étoiles, trés élevé. Ce qui est peut être le ferment d'un autre principe d'organisation (cf §-Spirale/rayons/Pi) ?

Q: 2 étoiles, ou 2 galaxies, peuvent tourner l'une autour de l'autre, par rapport aux étoiles (ou galaxies) environnantes. Mais cela semble relativement rare! Pourquoi? Ceci serait lié aux interactions externes, et aux et à des interactions internes dissonnantes de la rotation, qui aboutissent à une collision. En fait 2 corps ou plus en rotation simple (sans noyan) est sans doute assez commun mais cela suppose une densité d'astres faible dans l'environnement, et que ce dernier soit homogène, eu égard à la proximité des 2 corps en rotation, et de la force/distance d'interaction (gravité). On ne repère alors plus 2 corps en rotation dans un grand vide mais des poussières (de doublets)... L'inntroduction d'un 3eme corps en rotation commune à 3, sans que l'un joue le role de noyau ("un triplet dans la poussière"), est encore moins probable/fréquente. En effet ce la suppose que les 3 corops aient des masses assez proches avec des poitions/vitesses/direction encore plus contrainte pour ne pas dériver vers l'éclatement (la perte d'un corps vers le vide, la distantce&vitesse perdant une interactions suffisante), ou vers la collision ( Quoiqu'il en stoi, nous pouvons distinguer ce type de nucléation orbitale comme bi/trinaire, lâche et isolée.

On le comprend avec 2 galaxies, qui s'approchant au plus près de leur orbitation peuvent 'perdre' des étoiles externes et les semer hors leur influence dominante dans un nouveau noyau. Leur planéité joue aussi, car des étoiles peuvent sortir de ce plan et ne plus bénéficier pareil de l'attraction globale du système galactique. La dimension des galaxies (diamètre) joue aussi, car

1b:La notion de nucléation s'étend à d'autres formes que l'orbitation

-au niveau des molécules, il existe une forme de nucléation similaire parfois, par ex dans la silice ou le Silicium est en position centrale entouré des 4 atomes d'oxygène. L'interaction structurante n'est plus gravitaire (bien qu'elle coexiste!) mais électromagnétique: la liaison dite covalente correspond un partage d'électrons qui 'gravitent' (tournent autour des 2 noyaux dynamique? On pourra y voir une homologie avec des étoiles doubles qui tournent ensemble autour d'un trou noir (plus massif)?

cette la place à celle de nucléation

*2* Principe des structures centrales & co: nucléaire/concentriques/glogulaires/radiales/Spirales:

La matière s'organise souvent avec une symétrie centrale, du niveau macroscopique au niveau microscopique: cela résulte d'interactions entre des 'noyaux', identiques ou différents, autour d'un centre, plein ou virtuel. comme exemples de peut se décliner en structures globulaires de densité homogène ou en gradient (amas), en structures concentriques (zones denses et zones 'vides', voire en structures éventuellement radiales:

-au plus petit niveau de la structure de la matière, on considère les particules élémentaires comme des sphères qu'on prend à un niveau supérieur comme pleines/homogènes (ex l'électron, les nucléons, l'atome), éventuellement ponctuelle (le photon). Pour les concevoir à un niveau inférieur on prend ces entités pour des espace sphérique vides mais occupés d'infrastructures en orbite (l'electron dans l'atome) ou en vibrations +/- (des)ordonnées (les quarks dans les nucléons), ou en vibration harmonique (théorie des cordes: corde circulaire en vibration).

-les structures supra-atomiques (molécules) s'organisent en structures plutot sphériques quand les interactions sont ioniques, hydrophobes, VanDerVaals,... avec un nombre d'atomes suffisant (agregats); ces structures sont plus exceptionnelement sphériques quand interviennent des interactions covalentes (ex des fullerènes) (qui donnent les 'molécules', en général des amas aux formes variées, ou il faut atteindre des nombre d'atomes élevé pour que se distinguent à nouveau des structrures sphériques (en chimie organique: les (eu)globulines), aidés d'interactions ioniques, hydrophobes, VanDerVaals,...

-les nébuleuses, les étoiles, les planetes, ... sont des amas sphèriques, même si l'on concoit qu'avec des dimensions inférieures ces entités de matière puissent étre plutot elipitique ou ovoides ou carément anguleuses: satélites, astéroides, poussières...

-la plupart des galaxies adoptent une structure spiralée

-le monde (univers) lui-même est vu comme une bulle en inflation

Une raison aux structures centrales repose sur la notion de force (surtout nucléaire puis électronique puis gravitationelle du niveau de l'infra au niveau du supra) qui agit sur des entités et conduit à une nucléation (cf surpra principe 1) contrebalancée par d'autres interactions (plus difficiles à evoquée, et d'ailleurs aussi à comprendre).

Si on s'interessent au structures centrales, citons quelques exemples et remarques:

*Structures nucléaire:

*concentriques:

*Structures glogulaires:

*Structures radiales:

*Structures Spirales: La structure spiralée dérivé en général d'un système nucléaire/concentrique, sauf que l'échelle de temps entre la force centripète est plus lente en périphérie qu'au centre. Elle résulte evtlmt de frictions

.Spirale/rayons sur la représentation Pi ?

Juxtaposition | Synergisme || Chimérisme | Parasitisme/Symbiotisme

Exemples d'évolutions - vie biologique

L'évolution de la vie sur terre est un sujet très large/complexe qu'on ne finira pas d'étudier et conjecturer, ne disposant que de données fractionnaires, et plus encore au passé. Il faut se résoudre à illustrer quelques modéles évolutifs par des exemples d'animaux et plantes ou µorganismes, (a) de la morphologie à la physiologie, ou (b)du comportement à l'évolution (c) de la dichotomie à la chimère puis syngénie. Mais commençons par donner un cadre aux exemples d'évolution, par son importance:

* combien d'espèces et quelles évolutions/innovations majeures,...?

On estime à 10Millions le nombre d'espèces vivantes, et en connaitre env.10% alors qu'on en découvre 10 000/an (dont que 1-5 mammifères). Le nombre d'espèces qui se sont développées au cours de l'évolution biologique est en fait bien supérieur, comme on le voit avec certaines périodes d'explosion de la vie (Burgess, Ediacara, Trias/Carbonifère/Crétacé - cf infra les grands explosions et extinction de la vie). La diversité se voit aussi par les innovations biologiques +/- importantes au niveau des cellules (ex: 'vrai' noyau, mitochondrie, flagelle/cils...), des organismes à tissus (ex: la chorde; l'amnios), et des plans d'organisations (5 grands embranchements actuels, et encore plus au passé: Burgess, Ediacara).

Nos représentations des espèces, leur nombre, leurs relations, leur évolution... sont biaisées par ceux qu'on voit le plus, ou 'qui nous servent'.

- Ainsi commence t on le plus souvent à oublier de citer les bactéries qui forment les espèces les plus nombreuses et diverses (des archéobactéries aux algues ou parasites unicellulaires), et présentes en biomasse (ex le microbiote pèse chez l'homme 1 à 5 kg; +/!-Microbiote). De même les plantes qui sont pourtant un élément majeur de notre environnement, alimentation,... Voire les insectes, qui forment pourtant l'ordre ultramajoritaire, parmi les animaux que l'on sur-considére. A l'inverse, les animaux tétrapodes et mammifères, sont sur-considérés(a). Cad qu'on pense les êtres vivants à l'inverse de ce que l'évolution de la vie a fait, et de façon biaisé sur la réalité(b).

. [i1]

. [i2] . [i30 . [i40 (in soutien67.free.fr)

-(a) Le camembert du nombre d'espèces (animaux)[i3] est remarquable pour réaliser que la richesse des espèces prédomine parmi les arthropodes (84% des espèces), avec les insectes(1.1Mio) et Arachnides(75-75000) puis les crustacés (40000), donc bien au delà d'autres ordres 'inférieurs' ou 'supérieurs' de l'évolution: au bas de l'échelle, les annélides, cnidaires, échinodermes, éponges, nématodes sont ultraminoritaires, telles des reliques (<1% des 1,25Mio d'espèces estimées), et au sommet les animaux 'plus évolués' que sont les vertébrés (dont poissons et mammifères) totalisent 'seulement' 51 000 espèces (1 à 3.5%), tels des outsiders dépassés même par les mollusques (8%).

-Nous retrouvons les mêmes biais (surprises) en appréciant l'importance des animaux par leur biomasse.[i4] Comment réaliser que la µfaune du sol représente plus d'1/3 de la biomasse (et dedans, ?sans les bactéres) plus +1/4 pour les fourmis et termites. Puis moins d'1/4 pour les autres insectes, et moins de 3% pour les chaque autre ordre (vers, mammfères), puis <.5% pour les oiseau, araignées,, reptiles, amphibiens.

Mais tout ceci n'est rien.... face au monde des microorganismes! Car ceux ci ne sont en général pas représentés, rarement considérés et fort prudement: car nous ignorons largement / peinons à quantifier tant le nombres d'espèces que leur biomasse. Il est avancé que les archéens (bactéries archaiques) dépasseraient les bactéries, tant en nombre d'espèce qu'en habitats diversifiés (les plus extrêmes: dans la Terre, l'océan,...). Mais c'est les bactéries (au sens large) qui cumuleraient aut total, tous milieux confondus (parasites compris) le plus de biomasse (?30% de tous les organismes vivants): remarquons par ex les bactéries des microflores commensale des animaux (+s kg dans le rumen d'une vache) et des plantes. Ensuite viendraient les microorganismes à structure cellulaire supérieure: microalgues, levures, ... Remarquons le plancton (phyto, mais aussi zoo). Enfin signalons une petite(en espèces et masse) foule de microorganismes qu'on ne sait trop classer (dans les taxons usuels ou intermédiaires ou nouveaux: maillons de l'évolution, reliques de l'évolution;...), et une probablement grande foule de microorganismes non encore découverts!

-(b) perception et réalités de l'évolution... la simplexité

On privilégie en première approche[i1] l'appréciation et le classement des gros animaux et ceux pour lesquels on a des affinités, et on retient comme critères de distinction des caractères les plus visibles (morphologie (anatomique), evtlmt comportements; puis caractères biochimiques, biomoléculaires, génétiques,...). Mais pour séparer les individus en populations et les espèces en taxons, la science moderne se détourne des homologies phénotypiques et même de plan d'organisation au profit de critères de filiation notamment via des homologies et distances génétiques -mesurées mathématiquement- (classification cladiste en taxons = clades). Ainsi de petits groupes ou espèces atypiques ont étés détachés de certains groupes ou ils étaient inclus, pour les rattacher à d'autres groupes ou en créer de nouveaux -et inversement!-. D'autres ont été fractionnés, leurs homogies resultant de convergences sur des critères déclassés en importance. L'arbre phylogénique[i2]) se reconstruit au fil des apports de la génétique, non plus à remonter l'évolution, mais à la redescendre. Les groupes poly- ou para-phyllétiques, selon les critères retenus, deviennent holo-phyllétiques, chaque espèce d'un taxon n'ayant qu'un ancestre commun et tous les descendants restant inclus dans le taxon. Ainsi l'évolution n'est pas que linéaire et dichotomique (ramifiée), elle connait des phases de diversification intra-espèce accélérés ou stagnant, des sauts évolutifs, des organismes chimériques (transferts de gènes 'horizontaux' ou 'verticaux' - * et cf§); enfin elle est multifactorielle et multi-niveaux.
*: La phylogénie (génétique) peut être biaisée car compliqué par des pertes de gènes, et par des transferts de gènes entre populations d'une espèce en cours de spéciation dans divers biotopes, mais pire encore, par des transferts de gènes entre différentes espèces, notamment via d'autres espèces (parasites; phages). Les espèces sont une entité d'évolution qui se construit contrainte par l'interfécondité certes, intégrant des évolutions d'ordre inférieur, l'évolution primaire au niveau de l'individu, et même de ses sous entités les cellules, et même du gène (mutagenèse). Elles sont parfois modifiés par transgenèse, remixant de petites parties du patrimoine de phyllum distincts au sens cladistique. De plus, l'évolution du patrimoine génétique ne se limite pas à celle de l'espèce, hébergée dans le noyau cellulaire eukaryote! Il s'ajoute une évolution du patrimoine génétique des mitochondries (et chloroplastes), qui sont considérées comme des endosymbiotes ...[+/m]

L'évolution explore et occupe ainsi mille voies autour de la voie majeure conduite par la sélection naturelle des gènes (et des caractères) les plus adaptés, avec une diversification, un élagage et remodelage continuels, émaillés de catastrophes et extinctions. Elle perdure en occupant un champ de possibilités TD, ni aléatoire, ni avec une finalité pré-determinée.

* Exemples d'évolution (garder q'une ligne / déplacer l'exemple/texte infra par 'innovations')

[m] les mitochondries ont perdu beaucoup de leur gène devenus 'inutiles' (restent env.1000, mais 0 à 8000 selon les hôtes!), modifié la plupart de leurs gènes (utiles à l'hôte) en fonction de leur hôte eukaryote (parfois y accolant un morceau de gène issu de l'hôte), et un nombre important de gènes est passé au patrimoine de leur hote, certains flanqués d'une séquence pour les adresser aux mitochrondriex, d'autrex ayant perdu leur fonction originelle pour acquérier une fonction nouvelle chez l'hôte! Pire la mitochondrie hériterait de gènes d'autres espèces qui ont du contribuer à permettre la symbiose obligée lors de la mitophylogénèse (id pour l'hote: ex d'oncogènes....). Bref la cellule est un organisme chimérique issu de l'évolution, et la(les) protobactérie originelle n'est plus comptée à part entière bien que subsisant! +/Article+++

* Autres évolutions biologiques possibles?

On peut imaginer qu'une vie "biologique' puisse se developper (sur d'autres planetes) en se basant sur d'autres bases chimiques que celles de la vie biologique. en effete, la vie biologique est globalement construite sur des molécules à squelette basé sur le carbone, et se déroule dans un milieux aqueux liquide. Le squelette carboné présente 4 valences, propice à une diversité moléculaire; le liquide est favorable à des réactions chimiques no trop lentes (mobilité mlc trop contrainte dans un solide) ni trop rapide (dans un gaz), et l'eau présente des propriétés uniques (de solvation; ionisation; densité; changement d'état;...),. + voir § sur la beauté/unicité des conditions propices à la Vie de la Terre (et pour l'eau/SE). Ainsi:

-alternativement aux acides aminés L (majoritaires dans la matière organique, pour les 20aa), la vie aurait pu se construire avec des acides aminés D (idem avec les glucides ou c'est cette fois les L-oses qui on été favorisés). Ceci ouvre la voie à des théories d'apparition de la vie semée depuis l'espace. En fait on reconnaitra la présence de D-aa (unusual aa) obtenus par racemisation/isomériation ou neosynthèse (modifications lors post traductionnelles chez les eukaryotes), alors que certains microorganismes utilisent plus largement des D-aa: la flore intestinale (pour échapper à l'hydrolyse enzymatique, qui est tautomérique). +/§ dédié à faire.

-alternativement au squelette carboné, on peut imaginer des molécules basées sur la silice, car cet elément est aussi très présent sur Terre (et plus plus que le C)/ Mais ces molécules sont beaucoup plus ridiges (à vérifier/expliquer). +/§ dédié à faire.

-alternativement à un milieu liquide d'eau, on donne le methane (CH4) et l'ammonique (NH3) eventuellement propices à une vie, bien que la temperature pour rester liquide soit très inférieure (-91°C et -1?21°C). On pensera au satellite Titan de Saturne, avec ses océans, lac et rivières de méthane liquide. +/§ dédié à faire.
Mais finalement, plus proche de nous: l'atmosphère terrestre contiennait du méthane, avant que domine l'oxygène (23% actuel)... L'alternative n'est alors pas au niveau solvant/liqude, mais rédox:

-il y a eu de la vie (végétale: archéobactéries, cyanobactéries) qui respirait le méthane (fumeurs; ?aussi de l'atmosphère) (à vérifier) le dégradant et rejetant de l'oxygène. Ces végétaux sont à l'origine de l'oxygène atmosphèrique, qui a causé l'extinction (régression) des premiers végétaux, et favorisé que la Vie végétale 'apprenne' à consommer le CO2 réduit en O2 et en matière organique (-CH2-), et que les animaux fassent l'inverse (consomment l'O2 pour oxyder la matière organique). Ce cycle redox CO2 / O2, exploité par la photosynthèse et la respiration, domine désormais. On pourrait imaginer qu'un jour une forme de vie se developpe en respirant le CO2 et produise du CH4... (un tel métabolisme de réduction requiererait des conditions oxydantes; et aurait un problème pour synthetiser sa matière organique(carbonée ... à moins d'en inventer une basée sur l'O... ). D'autres couples d'oxydant/réducteurs sont envisageables, comme ont déjà été exploités aux premisses de la vie H2S/x; ...

Parenté entre espèces - phylogénie

Les sciences modernes (biologie, taxonomie, phylogénie,...) décrivent de manière très convaincante comment l'ensemble des êtres vivants dérivent de parents jusqu'à des ancêtres communs à une espèce, les espèces elles-même dérivant d'ancêtres communs, même si des difficultés existent et requièrent des explications/classification plus subtiles (clades, co-évolution, parasitisme intégré,...). En remontant l'évolution, toutes les espèces vivantes dérivent d'un être universel commun (ECU), individu théorique qu'il faut voir comme une population compatible à se reproduire avec un niveau d'organisation donné: il est plus aisé de se le figurer au niveau d'une première cellule originelle qui a pu s'organiser et reproduire de façon assez stable dans une soupe primordiale de composants biologiques 'inertes' (acide nucléiques, lipides, protéines: +/§-systèmes prébiotiques) préformés par des phénomènes physicochimiques, que l'on voit plutôt être apparus au fond de la mer autour des fumeurs/sources géothermales.

Ce modèle explicatif trouve bien sûr ses limites, car il est impossible de conjecturer que la vie soit née effectivement

-d'une seule espèce, d'une seule cellule, ou plutôt en amont d'un seul système prébiotique "qui a réussit" en inventant une première unité (cellule) vivante (écrasant d'autres, ou les autres s'éteignant),

-ou encore si plusieurs systèmes apparus simultanément ont interagit et se sont intégrés en un système chimère. Ce dernier type d'évolution semble en fait plus probable, ruinant la réalité, mais non le concept, d'ECU comme etre ou cellule originel unique.

Nous ne pourrons en toute probabilité jamais étudier des telles premières bactéries dans les roches fossiles, devant se contenter d'interpreter celles qui en auront dérivé avec un minimum d'évolution (reliques), telles les archéobactéries. De même pour chaque grande évolution biologique, qui nous souvent parrait soudaine, et des lacunes constatées tant au niveau géologiques que dans les distances génétiques entre espèces. Il est illusoire sans doute aussi de vouloir identifier nos ancêtres dans la diversité des plans d'organisation au Burgess et Ediacara (+/§-Gds explosions, innovations et extinctions de la vie), dont le formes molles privent d'information sur des structures internes (pas de squellette) et donc l'ADN semble inaccessibles (non conservé; reliques trop diffuses dans les ADN fossiles ou actuels). Quoiqu'il en soit, chaque espèce a harmonisé le patrimoine génétique en son sein, avec sa variabililté propre, et ont maintenu des spécificités tant exprimées (phénotype) que non exprimées ('fardeau génétique'), retrouvées dans leur filiations et leur ancêtres.

Grandes explosions, innovations et extinctions de la vie: récit +/- chronologique

Video SE-10m50[Astrobiologie #3]: frise de grandes étapes de la vie (apres un rappel de la formation de la Terre et des caractérisiques d'habitabilité.

-4.3Mia an: 1eres réactions chimiques

-4.1Mia: 1eres cellules vivantes

-3.3Mia: photosynthèses (et phase de la grande oxidation>extinction massive d'anaérobies: phase dévolution improbable

-1.8Mia: eucaryotes: autre phase dévolution iqu'on pense 'improbable/difficile'

-0.9Mia: multicellulaires. Phase d'évolution qui semble naturelle/aisée.

-0.3Mio: organismes animaux 'supérieurs/intelligents, dont l'homme à -0.3Mia

l*'appartition des 1eres réactions chimiques a étée pense-t-on précoce (-4.3Mio) Il est certain que cela de produit sur d'autres planete, déjà observe t on de nombreuses mlc organiques dans l'espace (comettes,...) Meme les 1ere cellules qui seraient apparues vers -3Mio seraient une étape assez aisée (et probable ailleurs/sous réserves de condition d'habitabilité, qui semblent tres exceptionnelle pour combiner de nombreux critères, la plupart se ramenant à la présente d'eau liquide (planete à distance raisonnable d'un soleil as trop actif (qui vive assez longtemps); rocheuse; stable (satilles stabilisateur), en dépits de 'imensité de l'univers.

*L'apparition de la photosynthèse parrait beaucoup plus difficile et improbable, de meme la structure cellulaire à vrai noyau, a mitochondrie et chloroplaste.

*le formation d'étre mutlicellulaire semble plus 'facile', on estime que cela se serait produit au moins 25 fois sur Terre.

*la formation d'etres complexes, 'suprérieurs' et surtout intelligents et capables de language, de culture, et de technologie, est difficile apprécier quand à sa probabilité/rareté dans l'univers. Si les sciences tendraient plutot à considérer unique la vie évoluée telle que l'homme, sans doute est il plus sage d'en rester au principe de médocrité, cad considérer qu'on n'a rien d'exceptionnel et unique. mais que les extinctions de masse sont courantes (5 sur Terre sur les 500 derniers Millions d'années) et expliquent qu'on n'observera pas d'autres vie évolué du faite des limites imposée par les distances entre galaxies (et etoiles,...). C'est le paradoxe de Fermi . On peu essayer de résoudre ce paradoxe, accepter qu'il ai d'autres civilisations, et qu'on les voit pas. Decalage des civilisation qui ne durent pas assez ou n'ont le temps ou moyens d'explorer; desinchronisation des civilisations qui ne peut donc pas communiquer, non interet à un civ qu'on sait la mais ignore (ex de l'homme avec telle bactérie)?

Extinctions: On distingue 5 grandes extinctions de la vie sur Terre (cf §), la dernière au crétacé (extinction des dinausaures) n'étant d'ailleurs pas la plus violente. Elles correspondant à des populations d'organismes vivants qui avaient réussie avec certaines structures témoins de grandes innovations biologiques antérieures: l'invention de la cellule vivante, de la vie pluricellulaire lache et autonome (a structure/croissance unilaterale, ou bilaterale, ou radiale: cf Ediacaria) ou obligée/spécialisée (métazoaires), des phanères, des endo ou endosquelettes (Insectes vs poissons), des branchies puis des poumons, du placenta,... Ces innovation et formes/espèces de vie sont apparues parfois rapidement, "explosions d'Ediacara; du Trias,...), du moins à l'échelle géologique depuis notre perception actuelle. Même pour une évolution soudaine, il est probable que la(les) innovation(s) qui l'on permise, ait eu un développement plus long antérieurement non apparent. Quoiqu'il en soit, on observe au final des Biocénoses, ensembles d'espèces, culminant à certaines à certaines périodes, ou s'éteignant massivement à d'autres périodes.

*Eon Hadééen (-4.5Md - ) > EonArchéen (Mio) > Eon Proterozoique (Mio) > Eon Phanérozoique (ères Ir(Mézoz.), IIr(Mésoz.), IIr et IVr(Cenoz.))

Systèmes prébiotiques: d'une soupe organo-reactionnelle aux systme prébiotiques (non enclos).

*Formation d'une 'soupe' primordiale de composés biologiques synthétisés par les processus géo-physico-chimiques: on a montré que les éclairs pouvaient produire des acides aminés, dans des conditions atmosphériques mimant ce qu'on suppose avoir été sur Terre (expériences de Miller). Certains invoquent aussi un apport de composés organiques par les comètes et astéroides, qui on le sait désormais en contiennent effectivement. Néanmoins, il faudrait une accumulation/concentration pour que des conditions d'autoorganisation et réaction propice à une vie prébiotique. Il semble plus probable que les composants biologiques à l'origine de la vie soient plutot ceux formés et accumulés autour des sources géothermales sous marines, car c'est là qu'on pense qu'ils aient pu avoir des interactions et s'organiser en ce qui pourra donner une cellule originelle (préfiguration de l'ECU): la présence conjointe d'eau, de métaux chélatants, de structures minérales compartimentalisantes, de chaleur et pouvoir oxidoreducteur, est considérée avoir joué un rôle important, fixant les biocomposés, les concentrant, catalysant leurs réactions.

*Un très long processus a du opérer pour mener les acides aminés et acide ribonucléiques à 'coopérer' jusqu'à réaliser des réactions désormais biochimiques(non encloses). Des polypeptides acquirent eux même des rôles de catalyseurs biogènes (enzymes), dont de facon décisive, des catalyseurs de la synthèse d'acides nucléiques/polymérase, et de la synthèse des peptides/ribosomes), mais aussi un role de structures, tandis que les acides nucléiques qui étaient source des peptides plus actifs dans ces réactions devenaient marqueur d'information, désormais reproductible. Les voies réactionnelles ont dû se diversifier, celles qui s'améliorèrent (via les catalyseurs biogènes) et se stabilisèrent étant celles responsables des cycles reconstituant des composés clé, ac.nucléiques et protéines: ces cycles biochimiques préfigurent le métabolisme cellulaire. On attribue ces systèmes prébiotiques à des structures fossiles de type sphères submicrométriques, tubules et éléments filamenteux ou d'apparence fibreuses possiblement issus d'une simple chimie organique.

Mais déjà à ce stade ont du apparaitre d'autres composés moins décisifs à ces égards, qu'il ne s'agirait pas d'exclure. Citons certains sucres, qui ont du déjà preexister pour pourvoir etre inclus aux acides ribonucléiques; Et aussi les lipides, qui furent peut etre comme des sous produits 'métaboliques', pourtant source d'innovation et qu'on considérer comme le marqueur moléculaire l'étape suivant, l'organisation de la cellule vivante:

Cellules vivantes originelles ECU > archées > procaryotes:

1) l'apparition de premières cellules vivantes au sens qu'on entend (vésicules entourées d'une membrane, qui se reproduisent) a du être un long processus, et multiforme. Il est lié notamment à l'apparition et auto-organisation des lipides, qui offrent un cadre de compartimentalisation nouveau, permettant peut à peu de s'affranchir du seul cadre géochimique minéral. innovation majeure de la Nature.

La synthèse de ces (phospho)lipides (géochimique ou biogène?)...

Cela a du se dérouler dans un autre plus éloigné des fumeurs, car ...

Diverses innovations moléculaires complémentaires ont du apparaitre favorisées et favorisant ces premières structures lipiques (en films, vésicules laches puis plus homogènes/standardisées). Par exemple des protéines enchassées dans les bicouches lipidiques; différence de composition de part et d'autre - interieur/extérieur;...). Ces innovations ont du chevauchers des suivantes qui nous font distinguer

Procaryotes | Eubactéries | protéobactéries (sous règne hyperdiversifié)

| Aquificae / Deferribacteres / Planctomycetes (chimiolithotrophie)

| Cyanobactéries / Chloroflexi / Chlroflexi (photosynthèse)

| Dityoglomus; Fibrobacteres; Elusimeicrobia /digestion des plantes

| Fimicutes (bacilles,...)

| Archées ('archéobactéries')

Eucaryotes | animaux / champignons / plantes / protistes (protozoaires) / Chromista (protophytes& co*)

*taxon envisagé comme phyllum, disputé, pour les paramécies, Alveolées, Ciliés, cercozoaires tels Rhizaria, et plasmodium falciparum

Quoiqu'il en soit, les lipides ont pu rendre les cycles prébiotiques (réactions biochimiques) à présent enceints dans des cellules biologiques (closes) plus efficaces. Les cycles biochimiques prébiotiques se 'standardisent' aussi autour de composés clé (noeuds de voies reactionnelles), avec des enchainement des réactions biochimiques principales qui s'autofavorisent car complémentaires. Notamment la synthèse de protéines qui garantissent la synthèse d'ARN/ADN identiques aux systèmes preexistant. On passe d'un système prebiotique polymorphe 'reproductible' à un système biologique qui se reproduit 'identique'. Ce qu'on imaginera comme première et unique entité biologique (ECU)[c]. On peut désormais parler de métabolisme, de cycle de vie cellulaire, et disons meme d'espèces[c]. Celles ci entrent en interactions (synergie, concurrence) à l'instar de ce qui s'était déjà passée au niveau moléculaire.

[c]L'ECU reste un concept/hypothèse de commodité intellectuelle, car probablement existe t il encore à ce niveau plutot une population (des populaitons!) d'entités non uniques, partageant leurs composés en se dégradant/reformant, et qui plus est, se transformant déjà au fils de deséquilbres, erreurs/mutations. Voilà déjà que la notion de 'une' première espèce et d'évolution cladistique doive etre affinée par les notions d'interdépendance des espèces, jusqu'aux chimères, et de grade d'évolution.

2) Des communautés d'entités vivantes colonisent les milieux propices (disons les fumeurs des dorsales océaniques). Elles correspondent aux actuels µorganismes dits 'archées', qui sont un peu le chainon manquant entre les bactéries et les eucaryotes[a]. Celles ci furent sans doute la 1ère explosion de vie, inventant des (?tous) modèles de molécules, de réactions biochimiques, et de premiers types d'organisations cellulaires. Elles subsistent sous forme d'une diversité de procaryotes qu'on découvre dans les milieux les plus divers, extrèmes ou non. Par ex on y trouve des archeobactéries thermophiles; methanogènes, hyperhalophiles,... aérobies ou anaérobies,... sur les fumeurs océaniques, dans les geysers et sources profondes, le microbiote, le sol organique,... mais aussi intégrés aux organismes postérieurs (en temps que symbiontes).

Les innovations moléculaires, structurales et fonctionnelles majeures pour passer du stade ECU aux procaryotes s.l., incluent, au delà de la bicouche lipidique, les caractéristiques des archées, des protobacteries, et des eubactéries (ex: paroi bactérienne, dont le peptidoglycane (gram+) et le LPS(gram-)).

Il importait que les cellules puissent vivre autonomes, cad soient capables d'exploiter une source d'énergie disponible lors de la formation de la Terre: c'est principalement le pouvoir oxydo-réducteur de composés/sources minérales, éventuellement précédé de gradiens ioniques (chimiolitho-auto-trophie - ex l'oxydoréduction de fumeurs océaniques), 'puis' énergie organique (chimioorgano-hétéro-trophie - En fait, la mobilisation d'énergie chimique organique externe à une cellule (accumulation de cellules mortes et/ou déchets d'autres cellules) a du dériver 'facilement' à partir de mécanismes biochimiques antérieurement apparus pour recycler en interne des excès de composés organique -turn over, trafficking-).

S'il est tentant de conjecturer que de premiers organismes cellulaires vivants remplissaient toutes les fonctions essentielles à la vie autonome, il est plus probable que plusieurs 'espèces' non autonomes se soient developpées en dépendance/intercation, aient divergé, cohabité, mutualisé leurs capacités, et même recombiné des gènes et/ou fusionné: leappartion de l'endosymbiose des mitochondries et chloroplastes en est un exemple extraordinaire[m], initiant les 2 fonctions biologiques essentielles que sont la respiration (avec différents subtrats!) et la photosynthèses (les photosynthèses!), et l'étape majeur des eucaryotes. Ces 2 processus s'étant produits séparément semble t il -mais combinés dans les cellules végétales-, et impliquant d'autres organismes/espèces/transfertdes de gènes, source d'innovation pour chaque organelle ou réaction biochimique. Plus tard encore après l'instauration des fonctions cellulaires, l'interaction se manifeste aussi entre espèces: certaines dépendaient tout ou partie d'autres, vivant de leurs déchets, leur décomposition, voire marginallement à leur depens (parasitisme).

Certains ajouteront à nouveau une origine extraterrestre, qui ensemença la Terre avec des cellules vivantes... L'adaptation d'une forme de vie extraterrestre, développée logiquement dans un contexte géochimique différent de la Terre, pose un problème d'adaptation. Ceci rend ce genre d'hypothèse est de moins en moins crédible pour des unités vivantes de plus en plus évoluées,avant d'atteindre une forme de vie hyper-évoluée qui aurait justement acquis une possibilité d'adaptation 'volontaire' (cad accelérée à dessein).

[a] Les archées sont un peu le chainon manquant entre les bactéries et les eucaryotes, leur origine paraphylletique: cf infra la naissance des eucaryotes.

On distingue 5 grands types d'archées sur des bases biochimiques et 3-10 groupes sur des bases génétiques. Les archées partagent des similitudes avec les bactéries mais aussi des différences, et de même avec les eurcaryotes. Ainsi:

(similitudes avec les bactéries): formes variées (sphériques, spirales, en forme de bâtonnet (bacilles), rectangulaires…et meme filaments); 1 seul chromosome circulaire de taille allant de 1 à 10; plasmides, et qu'ils échangent ('conjugaison'), mais mais comportant un génome mosaïque bactéries/eucaryotes ;

(similitudes avec les eucaryotes): proximité phylogénique (génes); replication(les protéines intervenant dans les processus de réplication et de réparation de l'ADN ressemblent à celles rencontrées chez les eucaryotes); transduction et traduction des protéines (ARN polymérases complexes plus proches des eucaryotes/inhabituelles pour des bactéries); actine;

(différences avec les bactéries et/ou les eucaryotes): absence ou production de paroi dans certaines circonstances, et de nature différente des bactéries (sans peptidoglycane: EPS lors de silicification; ...coque protegeant du ?gel?); lipides formés de longues chaînes d'alcool isopréniques attachées au glycérol par des liaisons éther (et non acides gras/liaison ester au glycerol), pouvant former des monocouches ou bicouches (et non que des bicouches).

(commune ou partagées aux bactéries et eucaryotes): reproduction assexuée (pas de meiose) selon des modes variés (par fission binaire, bourgeonnement ou fragmentation); composant Ftz comme les bacterie;...

(propres au archées/ni bactéries ni eucaryotes): pas de spores; lipides spéciaux (isopréniques); métabolismes particuliers (méthanogènes…).

Finallement la phylogénie fait plus apparenter les archées à des eucaryotes! On distingue 3 groupes (les EuryA., NanoA., CrenA.) ou 7 classes/clades (les Halophiles, les méthanogènes (2 groupes: M/bacterium; M/coccus), et 4 autres).

Elles s'avèrent très diverses, collectivement ubiquistes (milieux très variés), commensales ou symbiotes mais jamais pathogènes ou parasites. Elles ont développé des capacités biochimiques variées et extraordinaires: certaines supportent des conditions de vie extrême (jusqu'à 100°C; solution salines saturées); elles tirent leur énergie de la lumière, de sources sulfureuses ou d'autres composés redox(chimiolithoautotrophes), de la lumière (chimiophototrophes), de la matière organique(chimioorganotrophes),...; elles sont aérobies, anaérobies facultatives ou strictes.

Ex: les halobactéries (pas des bactéries! haloarchées) se développent dans des milieux saturés ou quasiment saturés en sels dissous (et riches en matières organiques), tels que les marais salants. Elles sont aérobie ou anaérobie, et chimioautotrophes, convertissant l'energie lumière en ATP/ADP (avec la bactériorhodopsine et l'halorhodopsine, qui pompe les ions chlorure à travers la membrane cellulaire - sans arriver à fixer les carbone du CO2 comme les plantes).

Evolutivement, on devine que des archées aient pu apparaitre dès 3.8Mio d'années (premiers indices archéologiques) une fois les océans formés animés d'une activité volcanique au niveau des médianes, et aient pu subsister à des périodes cataclismique de volcanisme intense comme de glaciations majeures (snowball). Elles ont construit un règne à part avec un pannel de capacité métaboliques qui sera en partie reproduit notamment par les protéobactéries, et par les eucaryotes.

Le groupe des archées d'Asgård a pense t on donné naissance aux eucaryotes, car elle leur sont plus apparentées (Fnz. de la réplication et transcription de l'ADN, traduction de l'ARNm en protéines; présence d'histones; introns, PMTs) que les bactéries. Il y a eu endosymbiose de rhodobactéries dans des archées.

Une double endosymbiose est meme proposée, chez les Chromista (eucaryote) qui ont des chloroplaste à 4 membranes, avec du Reticulum entre les 2 paires, la 2em reliée à l'enveloppe nucléaire, ainsi entre le plasmalemme et le periphérique. Il est envisagé une ingestion secondaire d'une Rhodophyte unicellulaire. Un endosymbiote pourait ensuite avoir été perdu.

On retrouve des caractères similaire aux eucaryotes chez des bactéries, phyllum des Verrucomicrobia: un nucléoïde condensé et les ribosomes du pirellulosome (englobé par la membrane intracytoplasmique) et le paryphoplasme qui forment un compartiment entre la membrane intracytoplasmique et la membrane plasmique

+/https://fr.wikipedia.org/wiki/Archaea (+++)

Les protéobactéries ne sont pas des archéobactéries (mal nommées "archées") mais présentent diverses homologies avec les archées (diversité des métabolismes/autotrophie, formes, ... +/wiki), et aussi donc des différences (beaucoup sont pathogènes). Ceci se retrouve dans les difficultés de leur taxonomie/phylogénie, avec 5-6 groupes (α à ε). Citons les (alpha) Caulobacter, Rhizobium(fixation azote), Acetobacter, Rickettsia(lithotrophie), Sphingomonas, (b) Bordetella(&Burkholderiales; altération des minéraux), Neisseria, (g) Aeromonas, Pseudolateromonas, bacteries pourpres(&chromobactéries: photosynthèse), Escherichia, Legionnella, Pseudomona, Vibrio., (d) Bdellovibrio, Geobacter, myxobactéries,(sulfo- et sulfato-réductrices) (e) Helico et Campilobacter.

Les eubactéries on inventé le flagelle (mobilité des cellules), le cil, le chiotactismes, les fimbriae permettant l’attachement, les pili sexuels indispensables au phénomène de conjugaison, la paroi bactérienne s.l. (allant du la capsule à la couche mucoide (diffuse) ou épaisse (glycocalyx) ou compacte(capsule) ou gaine/vie coloniale en filaments), la couche S(protéique/Spirillum),...

Leurs classification est complexe, car il n'y a pas encore de règle commune:

. les espèces cultivées sont classées en 11 divisions basées sur l'ARN ribosomal 16S:
Protéobacteries(pourpres et apparentées) / Actinobacteries (a Gram+: faible GC(Firmicutes, dont bacilles, clostridum, mycoplasmes) / Cyanobacteries (et chloroplastes) / Spirochètes et Leptospires / Bacteries vertes sulfureuses / Planctomyces(mycetes) / Chlamidiées / Mucococci radioresistants et apparentés (Deinococcus) / Bactéries vertes non sulfureuses et apparentées / Thermotogatae

. différentes bases de données proposent 49 à 120 phylla dont souvent plus de la moitié sont dit 'candidats' car représentants non cultivés (determinés par séquencage/métagénomique à partir d'échantillons, mais souvent non lignables).

. Depuis 2016 on reconnait 30 phylla, certains ne comptant que peu d'espèce voire une seule!, et qu'on peut regrouper en 5 superphyllas bien reconnus

5.1 Sphingobacteria : Bacteroidetes, le genre non classé Caldithrix, les Chlorobi, le phylum candidat Cloacimonetes, les Fibrobacteres, les Gemmatimonadales

5.2 Planctobacteria : Chlamydiae, les Lentisphaerae, le phylum candidat Omnitrophica, les Planctomycetes,...

5.3 Patescibacteria : plusieurs phylum candidat (Gracilibacteria, Microgenomates,...) et complications

5.4 Terrabacteria : Actinobacteria, Cyanobacteria, Deinococcus–Thermus, Chloroflexi, Firmicutes, et le phylum candidat OP10

5.5 Proteobacteria comme superphylum : certaines (classes de ) proteobactéries (epsilonproteobactéries) y sont combinées avec l'ordre des Desulfurellales

5.6 Superphyla cryptiques)

Note particulier/repères évolutifs: la plupart des 30 phylla sont caractérisables par des activités métaboliques spécifiques d'utilisation d'énergie qui a du contribuer à leur émergence et développement sur Terre, et assurément à l'organisation des biotopes,...

-Le phyllum des Aquificae (à Gram négatif; 14 genres dont Aquifex et Hydrogenobacter) sont hyperthermophiles et chimiolithotrophes (sulfureuses). D'après certaines études, cela pourrait être un des phyla les plus anciens.

-Divers phylla sont caractéristiques de milieux/sources d'énergie minérale: ex les Deferribacteres métabolisent en anaérobiose à partir de fer, de manganèse ou de nitrate. Elles peuvent également produire de l'énergie par la fermentation; Planctomycetes réalise une oxydation anaérobie de l'ammonium NH4+;...

-le phyllum des Cyanobactéries est le principal clade photosynthétique dont on pense qu'il a causé l'oxygénation de l'atmosphère terrestre. Le phyllum des Chlorobi et celui des Chloroflexi, tous 2 photosynthétiques aussi, comprennent une structure appelée chlorosome par opposition aux phycobilisomes des cyanobactéries.

-Divers phylla concentrent des activités métaboliques spécifiques à leurs espèces hôte et/ou substrat énergétique: Dityoglomus/xylanase; Fibrobacteres/digestion de la cellulose des plantes; dans le rumen des ruminants; Elusimeicrobia/termites et fourmis.

-Le phyllum des Firmicutes(bacillus, bacilles de fermentations (lactique, malolactique,...), Clostidia saprophytes sulfato-réductrices) et le phyllum des protéobactéries (cf supra; dont phototrophes, lithotrophes, héterotrophes) sont les phylla les plus connus historiquement et 'importants', regroupant un majorités d'espèces courantes ou précoccupantes ou utiles pour l'homme, les protéobactéries étant sans doute le plus large/diversifié de tous les phylla.

Apparition des eucaryotes et des métazoaires :

Une nouvelle innovation majeure a consisté en l'organisation d'un noyau dans la cellule (?d'archées - Asparg). Le matériel génétique s'était déjà différencié chez le procaryote entre ADN pour le stockage de l'information (organisé de facon lache), et ARN pour les transfert et l'assemblage des protéines. A présent, l'eucaryote enclos l'ADN dans un nouveaux compartiment formé d'une nouvelle membrane biologique.

Probablement en concomittance, une autre innovation majeure est apparue: des bactéries (alpha-proteobactéries, et possiblement du taxon des Rycksettiales) sont devenues endosymbiontes d'archées (du groupe Asparg) dont seront issues la quasi totalité des organismes vivants, hormis les bactéries et autres procaryotes: les mitochondries. De meme les chloroplastes. L'apparition de ces endosymbioses et processus biochimiques (respiration et photosytnhèse) est encore très mal comprise / fait l'objet de diverses conjectures.

*Evolution de la cellule eukaryote / endosymbiose mitochondriale [/Article+++]
.on ne sait pas mais présume que l'archée ancêtre des eucaryotes, originellement colonisée par l'endosymbiote, serait 1)une espèce unique 2)du groupe Asgard. Les pistes restent très ouvertes... impliquant diverses étapes avec de nombreux proto-eucaryote (intermédiaires) tout éteints: le saut évolutif en eucaryote ne repose pas que sur l'inclusion de mitochondreis, mais d''autres innovations cellulaires (organelles: RE; centriole,....).
.pas de consensus non plus sur l'endosymbiote originel, espèce unique ou non. L'ancêtre génétique le mieux reconnu est une alphaproteobacterie (et possiblement du groupe Rickestiales, dont les actuels sont tous parasites ou symbiontes). Cependant cela dépend du type de protéines/gènes qu'on considère. La machinerie d'import des protéines et de cohabitation des reproductions sont cruciaux pour le succès de la symbiose/sélection naturelle, mais ne présument pas que ce soit lié à des gènes spécifique du symbionte (ou de l'hote seul): il y aurait aussi d'autres espèces ayant contribué, apporté des gènes, et des innovations cellulaires. Certains voient ainsi par l'analyse de l'ADN mitochondrial une proximité supérieure avec les bactériophages!

.l'intégration de l'alphaproteobacterie en tant que mitochondrie dans le developpement de la lignée eukaryote (LECA) à partie d'archaea, est montrée postérieure à la différentiation de protéines propres aux archées (TACK) et à l'alphaproteobacterie (ESPs found in Asgard), mais on ne peut exclure qu'elle soit précoce ou tardive (scénario 'late-mitochondria' / Pitt). On ne peut que conjecturer si l'alphaproteobacterie s'est introduite en mode parasite puis s'est trouvée ensuite détournée à fournir de l'ATP en étant dépouillée de ses fonctions/gènes non essentiels pour ca, ou si la cohabitation fut symbiotique dès le début, au profit des 2, et figée en endosymbiose obligée par l'évolution. Une proteine des noeuds entre les cristae, qui viendrait de l'endosymbiote, suggère que ce dernier a d'abord developpé un mécanisme pour exploiter les substrats carbonés issu de l'archée, pour alimenter sa phosphorylation oxidative (ATPase au niveau des cristae). La chaine respiratoire se serait, elle ultérieurement co-construite avec 3 des 4 complexes issus de l'archée/eukariote-LECA.
.l'enquete est d'autant plus difficile que les mitochrondries ont diversement évolué selon leur hote, et que les hotes aussi ont co-évolué, avec des transferts de gènes (+/[m]).

[m] les mitochondries ont perdu beaucoup de leur gène devenus 'inutiles' (restent env.1000, mais 0 à 3000 selon les hôtes, sur possiblement 8000 initiaux! organisé pas toujour en classique mtDNA: cn mito on des microDNA circulaire, d'autres des mini DNA droit, d'autres plus aucun! ), modifié la plupart de leurs gènes restant (utiles à l'hôte) en fonction de leur hôte eukaryote (parfois y accolant un morceau de gène issu de l'hôte), et un nombre important de gènes est passé au patrimoine de leur hote, certains flanqués d'une séquence pour les adresser aux mitochrondriex, d'autres ayant perdu leur fonction originelle pour acquérier une fonction nouvelle chez l'hôte! Pire la mitochondrie hériterait de gènes d'autres espèces qui ont du contribuer à permettre la symbiose obligée lors de la mitophylogénèse (id pour l'hote: ex d'oncogènes....). Bref la cellule eucaryote est un organisme mixte 'archée-protobactérie', et meme une chimère issue de l'évolution, ou la mitochondrie est soit un endosymbiote (identité propre mais non autonome) soit un simple organite de la cellule (sans identité propre) (?avec une certaine flexibilité entre ces etats?)'. [+/Article+++]

Au final, les eucaryotes se distinguent des 2 ordres procaryotes (archées et bactéries) par:

.des organites: noyau, mito, RetiEndo, Golgi ribosomes, peroxysomes, plastes, vacuoles;

.un cytosquelette complexe;

.l'endocytose;

.l'ADN divisé en chromosomes;

.la division mitotique (avec centrioles et fuseau);

.une vraie reproduction sexuée(méiose - sauf exceptions: Euglenes)

Plusieurs hypothèses/mécanismes expliquent l'apparition des eucaryotes à partir des taxons antérieurs, et plutot les archées et les protobactéries que les eubactéries (cf supra), combinant (et adaptant) les solutions moléculaires de chimiolitotrophie ou phototrophie ou organoheterotrophie d'Archées en intégrant comme endosymbiotes (rhodobactéries) et//ou par transferts génétiques.

Au final, la cellule eucaryote est devenu organisme chimère. L'eucaryote résultat logiquement d'une création d'une nouvelle structure, la membrane nucléaire, par une bactérie. Mais dans l'idée de chimère, on ne peut exclure qu'il résultat éventuellement d'un processus encore plus surprenant: une cellule engloba 2 types de bactéries différentes (l'une n°1 donnant le noyau, l'autre n°2 donnant la mitochondrie ou le chloroplaste), puis elle perdit par la suite son matériel génétique propre 'moins performant' que celui du noyau. Le noyau (bacterie1) su evtltm capter des gènes necessaires à la synthèse de composés essentiels à la structure cellulaire mais qu'il ne savait pas synthétiser.

Enfin, l'évolution ajouta une autre innovation, la vie en collectivité organisée:

les cellules s'étaient déjà mise à vivres à coté les unes des autres, en tirant déjà certains bénéfice (modification de l'environnement, partage de métabolites notamment récuparation des composants de dégradation des cellules qui mourraient). Mais à présent, elles se sont associées physiquement, métaboliquement,... Les métazoaires sont organismes pluricellulaires organisé, c'est-à-dire ceux qu'ils possèdent des cellules diversement spécialisées, soit pour l'absorbtion des nutriments, le transport de diverses substances, la reproduction, etc. La spécialisation au niveau cellulaire s'étendra a des populations localisées dans des tissus puis des organes.

Les formes primitives de la vie peuvent être décrites à partir des organismes actuels: ce sont des colonies laches de microorganisme, notamment bactéries et levures, puis des colonies organique en filament monocellulaire (bactéries, levures) ou rubans (champignons, algues,..); le film bactérien ou thalle d'une algue; ...

On ne peut ignorer d'autres plans d'organisations qui ont pu apparaitres et disparaitre, simples ou complexes. Par ex la faune fossile de l'Ediacara montre des structures bipolaires et radiales qu'ont ne sait pas relier aux plan d'organisation postérieurs actuels. Quoiqu''il en soit, il nous faut d'abord résumer les randes phases de la Terre et les biocénoses principales découvertes par les fossiles, avant de pouvoir reprendre le fil de l'évolution de la vie des organismes 'supérieurs', qui est complexe (2-3 grand plans d'organisation; différentiation d'organes, de fonctions internes, de perception, de fonctions externes) et nous projette au 3m voir 4m éon pour sortir de l'eau, coloniser la terre, puis l'air.

(à reporter +loin) les structures vivantes multicellulaires se sont plus particulièrement sophistiquées avec les métazoaires supérieurs, avec la distinction d'épithéliums, d'organes (population cellulaires spécialisées, assurant une fonction particulière pour l'organisme entier): 2 grands plans d'organisation dominerent:

-chez les plantes: racine/tiges/feuilles/graines et fleurs.... On pourra bien sur distinguer des différences sensibles dans les organes, fonction et meme plan d'organisation: par ex tronc de fougère versus tronc de pins ou feuilles; entre gymnospermes et mono&dicotyledones (aiguilles vs feuilles; cones/pommes versus fleur/fruit). Et des innovations particulières plus limitées ou tardives (stolons vs tiges; graines anemochores vs...).

-chez les animaux: leur diversité apparente est comprise comme un quasi-seul mode d'organisation de base (le métamère, un symétrie longitudinale avec une orientation dorso-ventrale et antéro-postérieure). Ceci a évolué des formes d'organismes très différents allant du corps annelé (vers annelides) au tetrapode (mammifères). La parenté est parfois peu evidente (mollusque) mais bien établie/admise, meme pour les éponges (rattachables/antérieure). Néanmoins un plan d'organisation différent pourrait exister pour des 'petits' embranchements comme les cnidaires/méduses/... (symétrie radiale/5, et non bilaterale).

Au niveau organes, on distingue des solutions parfois très différentes (et sans doutes non dérivées, mais évolution parallèles) qui sont cependant centrées sur les grandes fonctions communes:

-organes d'odorat (nécessité primitive/diversité moyenne des organes comprenant 'tous' la meme base: surface a cellules ciliées) /

-organes de la digestion (nécessité primitive/diversité faible: le tube digestifs, avec des compartiments amont ou aval selon les régimes alimentaires et le niveau d'évolution) /

-organes locomoteurs (2 gd sous types: des pseudopodes à la reptation, des nageoires aux membres et ailes) /

-organes de la vision (2 sous types: les ocelles/yeux composite des insectes / yeux des poisson-mammifères)

-organes de l'intégration des perceptions et declenchement/régulation/coordination des réactions: systèmes nerveux avec les 1r neurones chez les éponges, bulbes, nerveux, cerveaux; mais aussi systèmes hormonaux)

*(Eres d'évolution physique de l'univers)

Apparition de l'univers primodial (BigBang -13.7Mia d'ans), puis des particules/séparation des forces-énergie (Univers jeune: la lumière n'interagit plus avec la matière vers 13.7Mia ans+400 000ans slt - visibles par le raynmt fossile micronde (nota 21cm)), avec expansion de l'espace-temps, 'cristallisation' des étoiles/galaxies (et planetes/trous noirs/... Structure visible par les OEM Radio). Les poussières/gaz (cumul entre nous et le centre de notre galaxie: 1 feuille!) sont visibles par le infrarouge. Les OEM UV permetent de voir le Deuterium (fossile de l'Helium produit initialement, plus crée dans les étoiles ou du moins s'y détruit). Les RX permettent de voir les rayonnement thermiques extrèmes. Les rayons gamma (nota durs) permettent de voir uniquement des etoiles à neutrons (ex dans la nébuleuse du crabe: le plus lumineux RX du ciel). LsU rayons cosmiques (flux d'atomes, de H a C) pourraient renseigneiière sur l'antimatière (que la lumière ne peut pas discerner). Les neutrinos renseignent sur l'interieur des étoiles (car n'interagissent quasi pas avec la matières/observés par les muons). Enfin les ondes gravitationnelles renseignebt sur la géométrie propre de l'espace-temps.

Apparition de la Terre/Système solaire ()

Apparition de la vie relativement précoce (3.7Mio abs) dans l'histoire de la Terre (4.4Mio ans).

Appartion (-542Mio ans) de nouveaux plans d''organisation des pluricellulaires (radiaux -> axiaux, penta, bilateral(axe antero-postérieur + dorsoventral), ...)

*Eon Hadééen (-4.5Md - ) > EonArchéen (Mio) > Eon Proterozoique (Mio) > Eon Phanérozoique (ères Ir(Mézoz.), IIr(Mésoz.), IIr et IVr(Cenoz.)t

Chronologie de la Terre: (https://www.hominides.com/data/pdf/chronostratigraphie-glaciation.pdf)

-La Terre est néee d'un amas de poussières du système solaire qui s'échauffa en se contractant (-4.5Mrd années), puis se refroidisit, avec un épisode cataclistique de la formation de la lune (supposée par capture d'un astéroide), un magmatisme intense avec formation de cratons (roches plus légères), la formation d'une atmosphère, enfin la condensation de vapeur d'eau sur une surface devenue assez froide, la mécanique des plaques, ... qui permirent la naissance de la vie décrite ci dessus.

La Terre est à présent assez formée avec des continents et océans (abritant donc les 1r organismes unicelluaires) et une atmophère (CO2, N2, pas d'O2).

-des glaciations 'huronnienne s.l.'n très sévères, sont documentées depuis le mésoarchéen (traces glaciaires vers -3Mrd an (Sillwater/Amerique Nord), 2.8Mrd/WWitwaterstrand/Afrique Sud) du super continent Ur, mais aussi à -2.4à-2.1Mrd dans le super groupe huronien(Ontario, Canada) du super contient Kéronien (?hérité de Ur, ?qui donnera +/- le Gondwana)

-au moins 4 glaciations au mesoproterozoique, dont les plus sévères sont la glaciation Sturtienne (-750 à -700 Mio) puis la glaciation Varangienne (finit vers -635Mio) : les plus importantes que la Terre ait connues, extension d'englacement enorme voire complete/théorie de la SnowBall earth). On produit des dépots glaciaires Tillites.

La sortie de ces glaciations aurait permis l'apparition de la vie pluricellulaire (période et faune édiacarienne).

Faune de l'Ediacara (ou vendienne): Formes de vie molles (sans squelette), très variées et étranges par rapport aux plans d'organisation actuels. Trouvée en Australie, puis une 20n de sites par le monde. On distingue ainsi des organismes à croissance unipolaire, bipolaire, ou radiale (+/pdf perennes: ++). Certains sont interprétés comme préfiguant les méduses, les coraux, les arthopodes...

Extension de la faune ediacarienne au mésoprotérozoique, et extinction vers 635-541Mio (raison? postérieure à la glaciation Varangienne qui finit vers -635Mio)

Faune de Burgess: vie précambrienne, uniquement marine encore. +120 espèce identifiées/65000spécimens. en Australie (-550Mio) et Canada (-510Mio), et Chengjiang en Chine(-535Mio). Enfouissement très rapide au pied de recifs et manque d'O2 ont permi la fossilisation en 3D d'organismes mous, mais il y a aussi des formes a coquille et à carapace. L'explosion cambrienne est une experience de diversification extraordinaire, dont il reste difficile de lier la parenté avec les forme actuelles (ex Opabina, à 5 yeux, serait ancètre des arthopodes). +/collection d'article par pearltrees. /Video/SE36(Explosion cambienne/Shistes Burgess):

Extinction vers 542-530Mio(cambrien)

*Eon Hadééen (-4.5Md - ) > EonArchéen (Mio) > Eon Proterozoique (Mio) > Eon Phanérozoique (ères Ir(Mézoz.), IIr(Mésoz.), IIr et IVr(Cenoz.))

*Eon Phanerozoique (-xxxMio)[ère Ir]: Cambrien(660Mio), Ordovicien, Silurien, (450Mio) Devonien, (360Mio) Carbonnifère, Permien. (260Mio)

-2 périodes glaciaires au phanerozoique: une à la fin de l'Ordovicien pendant 10-15Mio et une autre au cours du Carbonifère pendant 80Mio.

Faune xx(cambrienne-ordovicienne)xx: présence caractéristique des Trilobites; pas encore d'extension de vie terrestre; 1 super continent Gondwana et 4 petits; taux de CO2 10X supérieur à l'actuel.

(2m) Extinction à la fin de ordovicien vers -440Mio an, coincidant avec (?liée à) une phase glaciaire de 10-15Mio (effet de serre contrebalancé par ?).

Schéma Glaciation ordovicienne:

Faune du x(dévonien)x: -360Mio (dévonien). Les poissons colonisent la Terre en raison de la rarefaction de la nourriture dans les océans.

-Nouvelle extinction coincidant avec (?liée à) la glaciation du Carbonifère pendant 80Mio.

Schéma Glaciation cambrienne:

*Fin de Paléozoique/commence le Mésozoique [ère II]: 2 extinctions vont effacer 95-99% de la vie terrestre:

(3m) Extinction de masse à la fin du Permien (95% des espèces): due proba esstlmt aux Traps (éruptions majeures avec degazages de H2O/CO2. 3 miraculés:

-Un petit poisson trouvé en Chine est considéré comme un des rares survivant dans l'océan.

-Les ostracodes se mettent en mode économie d'energie, avec des tailles plus petites, des cycles de vie plus courts.

-les oursins, avec un seul survivant (mais...) qui a su se rediversifier (1000 actuellement).

La vie repartira jusqu'au foisonnement du Trias (grandes forets à nouveau). La diversité qui émerge change: les rares tetrapode survivant donne 1r dinosaures, reptiles et mammifères. Reptiles marinc (Ichtiosaures); coraux et récifs à nouveaux. Ammonites oursins et étoiles de mer. 1 pterausaures, et gd herbivors à carapaces dans les forets.

(4eme) Extinction de masse Trias/Jurassique (95% des espèces à nouveau): dinosauare, mammifère et reptiles survivent, en compétition. Ex en Afrique du Sud, la plupart des dinausaures sont tous petits, mais il croissent tres vite a des tailles inégalées (ils ont un avantage manifeste), et on occupés tous les espaces vides (pterosaures de 12m d'envergure; pleiosaures dans la mer; repitle marin de 18m). Les plantes à fleurs apparraissent, ce qui induit l'apparition de nouveaux 'insectes spécialisé. La domination de dinausores continnuer au crétacé. Leurs seuls descendant seront les oiseaux.

*Cénozoique {ère IIIr]: (200Mio) Trias, Jurassique, Crétacé

-âge de glace a duré de −110 000 à −11 000 ans, le maximum glaciaire étant atteint vers −22 000 ans, avec des températures de 5 à 6 degrés inférieures à celles que nous connaissons actuellement.

Causes de grandes Extinctions: les glaciations? les cycles solaires? le magmatisme? les astéroides?

Il est dificile de faire coincider les 2 grandes 1ere extinctions avec les grandes glaciations (multiples), les oganismes vivants étant non directement exposés (dans les océans restés liquide meme couverts de glace; fumeurs des dorsales et rayonnement transmisl zone de mer non couvertes rejoingnables par les formes mobiles. D'autres raisons ont du agir pour les extinctions. La grande oxidation (enrichissement en O2 de l'atomsphère par la vie/plantes aquatiques, qui a duré +1Mio d'années, a du produire des extinctions de certaines catégories d'organismes (animales). Enfin les traps (grands cycles de magmatisme enrichissant l'atomosphère en souffre...) est une hypothèse fort crédibles plus +s extinctions.

Par la suite, il n'y a pas de grande extinction lors de la glaciation du Cénozoïque, ni lors de la glaciation permo-carbonifère. Au contraire, l'extinction majeure a lieu à la limite permo-trias*, lors d'un réchauffement important. C'est alors la theorie de l'astéroide qui est avancée responsable de l'extinction.

Glaciations: voir l'excellente page hominides.com.

Les glaciations requièrent la présence d'un continent à un pôle, un cycle orogène majeur, un forcage orbital.

Gd Oxidation:

Traps:

Asteroides:

x:

Apparition de l'homme:

-2.8Millions d'années: le genre Homo est trouvé en Afrique de l'Est (mais des outils viux de 3.3Mio au Kenya). -1.8Mio Homo ergaster (eractus africain). de -1 à -0.5Mio il y a un vide archéologique.

-500 000ans Homo en Zambie et Afrique du Sud avec de 1er caractères d'H.sapiens, puis à -300 000 au Maroc. Les 1r vrais H.sapiens sont trouvés entre -195 et -160 000 ans en éthiopie (avec l'ensemble de ce qu'on considére à présent caractéristiques d'H/sapiens, dont la mandibule/menton, crane 14000cm3,...). On peut admetre qu'H.sapiens est né entre -300 et 200 000ans en afrique du Nord. Il se met alors à voyager:

-100 000ans, H.sapiens au ProcheOrient, en Asie, Australlie, et en Europe il y a seulement 40 000ans.

Il va supplanter d'autres especés Homo ui y étaient arrivés, par e H.erestus, floresiensi, luzonensis en Asie insulaire, H.Neandertalien en Eurasie (en s'y hydridant un peu). Une migration peuplera l'amérique de N (indiens) et Centrale (mayas, atzeques,..) et du Sud (). La suite est de l'histoire moderne, puisque les populations/civilisations d'amériques N et centre seront fortement décimées par les maladies et la domination des colonnisateurs européens, et dans une moindre propositon en amérique du Sud.

+/MuséeDeHomme/Grimault: histoire de l'H en 1page

Un sens à l'évolution?

On voit l'évolution traditionnellement comme un processus de complexification dichotomique, continu, orienté par la sélection naturelle selon les conditions physico-chimiques/climatiques. Néanmoins,

-en regardant les explosions de vie/espèces à certaines périodes, et la relative stabilisation (et non stagnation!) à d'autres périodes, il faut croire que l'évolution n'est pas continue, ni meme progressive mais saltatoire.

-la faune de Burgess en particulier montre que la diversité d'embranchement qu'on connait majeurs (large diversité par ex pour arthopodes) ou mineures (diversité très restreinte pour les crinoides) n'est déjà qu'infime comparé à ce qu'il y a du se produire au Burgess!

Plus encore, Burgess nous faire réaliser que si les 5 embranchements actuels s'y trouvaient déjà à priori (ou préfigurés), aucun nouvel embranchement n'est apparu ces derniers 500Mio années! La vie serait elle limitée à présent dans sa capacité à de diversifier?

-les espèces nous semblent toujours plus complexes; Néanmoins on ne regarde que les plus récentes, et lus évoluées... oubliant de reconnaitre que

.les bactéries 'moins évoluées' restent majoritaires (en biomasse, en nb d'espèces).

.des espèces reliques ou fossiles' qui ne semblent guère avoir évoluées, tel le celacanthe, le ginko, les archéobactéries,... o

.des espèces parasites témoignent de régression évolutives (du moins à nos yeux).

.on en appele avec une contingence de l'évolution pour expliquer que des formes de vies similaires se développent bien qu'a partir d’ancêtres différents, voire dans des embranchements différents.

.on en appele aussi à une évolution produit de l'histoire (des étapes, des hazards,...) plus que 'etre dirigée par le milieu. Ceci peu mener à parfois plus de complexication, parfois à des stabilisations: l'évolution n'est pas prévisible, la disparition d'une espèce/un phyllum s'ést produite accidentellement, liée à un évènement ponctuel (un astéroide; explosion solaire;...) à un moment de l'évolution qui était moins résilient, ce qui qui ne traduit pas que cette espèce/phyllum aurait en passant ce cap donnée une évolution plus adaptée à la suite et stable, ou riche, ou performante.

-il faudrait voir l'évolution plutot comme un buisson élagué sévèrement. Chaque phyllum se développer/complexifie sans cesse, mais il s'élague plus sévérèment se rediversifiant depuis les espèces qui ont le moins évolué (modalité appelée « évo-dévo » par les généticiens). A la limite, l'évolution peut 'se refaire'?! Et même au final, la complexification peut etre moindre que le rebasement fréquent sur des structures anciennes. L'élagage sévère peut conduire à des branches de moins en moins diverses si les ressource à la diversification s'épuisent, ou simplement le hazard a été 'trop' sévère. Les prochaines grandes extinctions supprimeront peut etre 2 ou 3 des embranchements, et on ne peut pronostiquer qu'une nouvel embranchement puisse apparaitre. Au fil des découvertes, on réalise que l'évolution empreinte en général des chemins ou on ne l'attendait pas!

-Par vanité sans doute, notre inconscient construit une idée de « progrès », de la complexification, voire de déterminisme et de finalité évolutive. Il faudrait plutot considérer le principe évolutif résultant de l'histoire.

+/article , qui reprend Jay Gould.

Une révolution est un phénomène aussi naturel que l'évolution ordinaire, sauf qu'elle obéit davantage à des lois physiques d'un autre niveau que celles qui déterminent en temps ordinaire l’évolution de la société. Ce changement implique des forces ressenties se manifester manifester avec plus de violence. [inspiré d'un § lu qui serait de Friedrich Engels]

Supra-organisation & infra-organisations

[s] supra-organisations d'individus - en espèces

cas de la greffe hétérologue

[s] supra-organisations d'individus - en espèces

cas

Exemples de condition et vies extrêmes, originaux, surprenants - au plan morphologie, physiologique,...:

Florilège d'innovations biologiques qui ont d'ailleurs façonné l'évolution, des cul-de-sac évolutifs qui se maintiennent à la faveur d'un biotope particulier (et qui pourra repartir à l'occasion d'un chamboulement geo-metéo-biolo-gique, sauvant la vie biologique de l'extinction).

* Vivre en conditions extrêmes:

vidéo Top des étranges créatures des abysses . [i1]

. [i2]

Au début de la vie biologique, et de nos jours les reliques autour des fumeurs noir, blancs[i1]: des bactéries (hyperthermophiles) vivent jusqu'à 80-120°C, à 240bars, respirant des oxydes de fer pour transformer sa nourriture en énergie et rejette de la magnétite comme nous respirons de l'oxygène et nous rejetons du gaz carbonique. Le tout dans l'obscurité totale ! Sous 80°C elles passent à un état proche de l'hibernation, et survit 2 heures à 130°C. Pour que de leur protéines ne de dénaturent et dégradent pas à de telles températures, ou aussi pour les renaturer, elle ont sélectionné des composition aa particulières, des molécules chaperonne (stabilisantes),... Leu ADN peut aussi se compacter pour résister. +/FS

Encore actuellement, les animaux plus 'évolués' vivent dans des conditions physico-chimiques non moins autrement extrêmes: certains vivent dans des abysses marines à la pression de 500x celle sur terre (5000m de profondeur). Contrairement aux poissons de surface, ceux des grands fonds n'ont pas de vessie natatoire remplie de gaz. Leurs tissus sont essentiellement liquides ou gélatineux, et leur pression interne s'équilibre simplement avec l'extérieur. Ils ne remontent pas à la surface, sous peine de se dilater et d'exploser.

A 100 m de profondeur, il fait nuit noire. Certains animaux ont développé des organes bioluminescents afin d'attirer des proies. Le poisson hache conserve des bactéries luminescentes sous son épiderme, le poisson lanterne fait de même mais dans des appendices qu'il utilise comme appâts.

Il n'y a pas de production de matière organique (pas de photosynthèse) au fond des océans, si ce n'est la 'pluie' de matière organique qui tombe de la surface ou les animaux marins vivent (et meurent!), qui est très faible (7 à 45 g/m² par an). De nombreuses espèces abyssales vivent donc à proximité du fond, fouinant la vase en quête de nourriture de ce maigre apport énergétique. Un petiite parte chasse, tel le poisson Diaphus metopoclampa qui possède un estomac et un corps élastique, ce qui lui permet d'avaler des proies plus grosses que lui.

Au-delà de 500 m de profondeur, les organismes voient toutes leurs fonctions métaboliques diminuées. Requins et raies, par exemple, perdent leur agilité et évoluent lentement sans faire trop d'efforts. En effet, certaines enzymes fonctionnent mal à haute pression, et tous ces animaux marchent littéralement au ralenti.

/.gurumed.org: découverte en 2011 d'un nématode dans la terre à 1.3km de profondeur ou plus (pression: ; quelle température?). Premier pluricellulaire connu à cette profondeur, il bouffe(rait) des bactéries (qu'on connaissait déja vivre dans ces conditions extrêmes, utiliser H2 + des composés sulfuré à la place de l'oxygene pour produire leur énergie, comme dans les sources thermales 'fumeur' blancs et noir des fond océaniques à +250-400°C typiquement à 2-3km de profondeur(700m-4km) , et font vivre toute un communaute de vers, crevettes, poissons).

/lesechos.fr(201611): repose sur un article du 27oct2016 dans nature. Un vie microbienne à 2.4km de profondeur dans de l'eau 'isolée' vieille de milliard d'années dans une fissure sous terre (pas les sources sous marines), encore avec H2 et des sulfates. Vue les roches et l'eau, un vie similaire pourrait etre abrité par mars.

Exemples de structures / fonctions d'organismes vivants originales

* Recyclage: L'oxygène produit par la vie comme un déchet qui devient le comburant de la vie

* Des plans structuraux atypiques: explosion précambrienne; Crétacé;...

* Reconversion d'organes/fonctions:

* Des branchies converties en poumons

* Des cotes recyclées pour écouter, parler (os de l'oreille interne, larynx)

* Minimalisme: Un parasite d'escargot réduit à ses gonades

Comportements

L'animal grégaire: formations et comportements de masse

La grégarité, comportement qui mène les individus à se regrouper, offre des vues époustouflantes;

Les nuées d'étourneaux en particulier subjuguent par les figures qu'elles produisent.

(bandeau de qq photos/GM; vidéos: nuées les plus impressionnantes: à Rome, ici/YT (10min avec un super variété de figures).

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. . Plus de vidéos/GP

On y voit mile évocations fugaces car en continuelles transformations inattendues. Un peintre impressionniste et fou ne ferait pas mieux.

Il d'autres nuées aussi impressionnantes à divers égard: les sauterelles grégaires qui peuvent assombrir le ciel et dévastent la végétation ou elles se posent. Les amas de crabes sur plusieurs mettre d'épaisseur.

Exemples d'évolution - être unique? plutot chimérique!

de la dichotomie à la chimère puis syngénie.

L'évolution biologique est classiquement décrite comme la formation de nouvelles espèces vivantes par la séparation physique géographique ou temporelle, ou physiologique. Mais il est un autre mécanisme d'évolution biologique 'inverse': 2 espèces peuvent s'unir (ou plutôt cohabiter) pour former un nouvel être vivant à part entière. Ceci sera abordé dans le § suivant "Su synbionte au parasite endonte obligé"

Tout animal (ou plante) n'est pas UN?! De l'individu-colonie à la chimère, de l'espèce au biotome, ... la règle de l'être vivant n'est pas l'individu mais plutot l'endosymbiotisme à défaut de parasitisme, ET de l'exosymbiotisme - toujours avec de l'interdépendance, amont et aval.

Il est naturel de penser qu'un individu est un être vivant unique, qu'une espèce est un groupe d'individus 'fermé' aux autres par la barrière de la non-fécondité croisée. Voici des exemples qui nous montrent que ces certitudes ne sont pas si évidentes!

Nos exemples de plantes et animaux nous baladeront du parasitisme[a] au commensalisme[b], qui sont au delà des juxtapositions d'individus, parfois déjà des être 'chimériques', cad un mélange intime de 2 entités devenues indissociables sauf à en détruire un ou les 2. Et plus intimement, au sein de chaque être (nous humains), nous y décèlerons des 'colonies' d' "infra-êtres" que sont les(nos) cellules: des organismes vivants à part entières, eux aussi organisés en structures organisées, eux aussi en relations commensales et très interdépendants, eux aussi parasités par d'autres "infra-êtres" ...[c].

Chacun à son individualité, et peut parfois s'affranchir de son organisme 'hote' pour en constituer un autre (& cas de la greffe hétérologue). Plus intiment encore, dans chaque cellule nous retrouvons de l'endosymbiotisme et du parasitisme extrêmes. Extrêmes car l'être 'inférieur' est régressif (il perd la plupart des ses fonctions). On ne sait plus s'il faut le qualifier de commensal ou de parasite. Sur la pente du commensalisme nous trouvons une (des?) bactéries: les mitochondries et chloroplastes. II n'est à ce niveau plus guère possible de distinguer l'individu A du B tant ils sont interdépendants et incapables de vivre séparés. Sur la pente du parasitisme, nous pourrons aller jusqu'aux virus, phages et meme les prions. Nous retrouverons cela au niveau supérieur des populations et espèces[e & §svt].

La conclusion est qu'au dela de nos certitudes et évidences à nous sentir homme ou femme, espèce humaine, entourés d'espaces animales végétales et bactériennes, nous gagnerions à reconnaitre en nous l'intime dépendance envers de multiples autres êtres et espèces (notamment bactériennes), et aussi au niveau supérieur (§ suivant) ressentir en et par nous depuis notre environnement, biotope, biosphère, l'englobante dépendances aussi envers de multiples autres êtres et espèces (notamment les végétaux).

[a] Parasitisme extrême (interespèces): des effets négatifs parfois aussi positifs?

Considérons pour commencer le parasitisme, dont on est +/- familier et que l'on considère de suite négatif, pathogène. Pour préserver notre bonne conscience d'individualité, ces cas nous semblent rester particuliers car anormaux ou maladifs, temporaires car effaçables quand on retire le parasite, ... les vers intestinaux c'est pas nous! de même toutes les maladies infectieuses (bactériennes surtout, et pourquoi pas les virus et prions qui ne sont pas des organismes vivants à part entière -voir la discussion "formes de vie"-). Nous aborderons ces cas plus classiquement considérés au § suivant[e], pour se focaliser ici sur des cas ou le parasitisme est 'extrême' en ce sens que le parasite n'existe quasi plus de façon autonome, n'a plus de phase de vie 'libre' ou séparée de son (ses) hôtes. IL ne peut cependant pas être trop néfaste à son hôte u point de le tuer, sauf avoir developpé un capacité de dissémination et infestation importante (il maintient alors un forme d'indépendance!). Au delà de son effet immédiat pathogène (la maladie aiguë), il influe intimement son hôte et/ou sur le long terme, au point que ce dernier peut paradoxalement évoluer en conséquence, voire en dépendre! Les espèces ne serait pas ce qu'elles sont sans ces agents 'pathogènes'. Elles évolueraient bien autrement si l'on arrivait à bannir de notre monde ces parasites!

* des maladies virales transmettent à l'homme des gènes ou modifient leur expression et transmission (et même parfois des maladies bactériennes?). Le parasitisme n'est donc pas si anodin: quand on retire le parasite, on est transformé. On trouve des exemples (au [b] ou cela peut etre positif!)