Origine de la Terre et de la Vie : Théories et Expériences Clés
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La Terre primitive : Formation et refroidissement
La Terre s'est formée il y a environ 4,6 milliards d'années. À cette époque, la température était supérieure de plusieurs centaines de degrés à celle d'aujourd'hui, en partie à cause des impacts de météorites. Les roches qui composaient la Terre ont fondu, et les éléments plus lourds comme le fer et le nickel ont coulé vers le centre de la planète. À partir de cette étape, un lent refroidissement et la solidification de la couche externe de la planète ont commencé.
Les éléments se sont combinés pour former divers composés. L'oxygène s'est majoritairement lié à l'hydrogène pour former de l'eau. Le carbone s'est combiné pour former du dioxyde de carbone, du méthane et du monoxyde de carbone, tandis que d'autres éléments ont formé des minéraux. Après des millions d'années, la température a chuté à moins de 100 °C. Les nuages de vapeur se sont condensés, et il a dû pleuvoir pendant des centaines d'années, entraînant la formation d'océans légèrement salés.
L'atmosphère primitive : Une composition unique
Les scientifiques pensent que l'atmosphère terrestre primitive était très différente de celle d'aujourd'hui : elle était sans doute composée d'hydrogène (H2), de dioxyde de carbone (CO2), de méthane (CH4), d'ammoniac (NH3), d'azote (N2), de vapeur d'eau et d'autres gaz. Cependant, il n'y avait pratiquement pas d'oxygène (O2) dans cette atmosphère primitive, ni de couche d'ozone (O3) pour absorber le rayonnement ultraviolet solaire.
L'origine de la vie : Théories et expériences
Théorie des coacervats d'Oparin et Haldane
Entre 1920 et 1930, Oparin et Haldane ont postulé une théorie sur l'origine de la vie :
« Il y a des millions d'années, des réactions chimiques, favorisées par les conditions de la Terre primitive, ont généré de la matière organique à partir de matière inorganique, essentielle à la formation d'êtres vivants. Ce processus est appelé synthèse prébiotique. »
L'expérience de Miller-Urey : Synthèse prébiotique
En 1953, Stanley Miller et Harold Urey ont réalisé une expérience cruciale. Ils ont utilisé un dispositif chauffant fermé contenant un mélange de gaz inorganiques : ammoniac (NH3), méthane (CH4), hydrogène (H2) et vapeur d'eau. Parmi les produits formés, on a trouvé une variété de composés organiques, notamment des acides aminés (les unités constitutives des protéines) et de l'urée.
Leur protocole expérimental comprenait les étapes suivantes :
- Introduction des gaz de l'atmosphère primitive dans un récipient.
- Soumission à des décharges électriques, puis ébullition de l'eau, forçant la vapeur à circuler avec les gaz.
- En une semaine, des composés organiques s'étaient formés.
La théorie de la panspermie : Origine extraterrestre
Cette théorie soutient que les premiers organismes sont apparus hors de la Terre et y sont arrivés via un astéroïde ou une comète.
La controverse de la génération spontanée
La théorie de la génération spontanée : Une croyance ancienne
Jusqu'au milieu du XIXe siècle, cette théorie était basée sur l'observation directe de larves apparaissant sur de la matière organique en décomposition, de vers dans la boue ou la mousse, et de moisissures dans des endroits humides. Aristote fut un grand défenseur de cette théorie, qui s'est maintenue jusqu'à la Renaissance (XVe, XVIe siècles).
L'expérience de Redi (1668) : Premiers doutes
En 1668, Francesco Redi réalisa les premières expériences pour démontrer la fausseté de la génération spontanée. Il plaça des morceaux de viande dans trois récipients identiques :
- Le premier récipient fut scellé.
- Le deuxième fut couvert de gaze.
- Le troisième fut laissé ouvert.
Après un certain temps, il observa que :
- Dans le premier récipient (scellé), il n'y avait pas de vers, même si la viande était pourrie et malodorante.
- Dans le deuxième récipient, des œufs de mouches étaient présents sur la gaze, mais les mouches ne pouvaient pas passer à travers.
- La viande du troisième récipient contenait de nombreuses larves et mouches.
Cette expérience commença à démontrer la fausseté de la théorie de la « génération spontanée ».
L'expérience de Pasteur (1861) : La fin d'un mythe
En 1861, Louis Pasteur réussit à surmonter l'objection de l'absence d'air et bannit de manière concluante l'idée de l'émergence spontanée de la vie. Pasteur démontra que les microorganismes provenaient nécessairement d'autres microorganismes.
Van Helmont et sa "recette" de souris (1667)
Jean-Baptiste Van Helmont, en 1667, était un fervent partisan de la génération spontanée (GS). Il proposa une recette qui, selon lui, permettait la génération spontanée de souris :
« Les poux, les tiques, les puces et les vers sortent de nos tripes et de nos excréments. Si, avec du blé, nous plaçons des vêtements imprégnés de sueur dans un récipient à large ouverture, après 21 jours, les fumées pénétrant par le son de blé les transmuteront en souris. Celles-ci peuvent être des deux sexes et se reproduire comme d'habitude... »