Origine de la vie

Les biologistes allemands ont prouvé expérimentalement que les molécules d'ARN de transport pourraient devenir un élément majeur dans l'évolution des formes de vie précoces. Dans certaines conditions, ils sont capables de s'assembler en unités fonctionnelles reproduisant l'information Génétique de manière exponentielle.

La transmission de l'information Génétique est effectuée de manière séquentielle: d'abord de l'ADN à l'ARN (ce processus est appelé transcription), puis la synthèse des protéines (traduction) est réalisée sur la matrice d'ARN. Dans une opération connue sous le nom de réplication, les protéines dupliquent l'information Génétique codée dans les molécules d'ADN et stockée dans le noyau de la cellule, la répartissent également entre les deux cellules filles pendant la division et le processus se répète.

Le paradoxe du dogme central de la Biologie moléculaire est que dès la première étape, des composés protéiques complexes – enzymes agissent comme catalyseurs de la transcription: dans une certaine section, la double hélice de l'ADN sous l'action des enzymes se déroule et l'une des chaînes devient une matrice pour la construction de la matrice dite, ou ARN d'information (ARNm), qui participe ensuite à la traduction.

C'est – à – dire qu'au niveau moléculaire, la question éternelle de l'origine de la vie-ce qui était primaire-est un œuf ou une poule: les protéines sont nécessaires pour transmettre des informations génétiques, mais leur synthèse dépend de la transcription.

Les biologistes de l'Université Ludwig et Maximilian de Munich ont prouvé expérimentalement pour la première fois que de petits changements dans les molécules d'ARN de transport (ARNt) leur permettaient de s'auto-assembler en une unité fonctionnelle capable de reproduire des informations.

Ainsi, selon les scientifiques, l'ARN de transport agissant comme intermédiaire entre l'ARNm et les protéines pourrait être un élément clé de l'évolution des formes de vie précoces: les molécules d'ARNt pourraient interagir de manière autonome entre elles pour former une sorte de module de réplication capable de répliquer de manière exponentielle des informations.

"Nos recherches sur les premières formes de réplication moléculaire et notre découverte du lien entre réplication et traduction nous rapprochent de la reconstruction de l'origine de la vie", ont déclaré l'un des auteurs de l'étude, Dieter Brown, dans un communiqué de presse de l'Université.

Pour qu'un tel système fonctionne, il faut un environnement non équilibré pour déclencher les processus physiques et chimiques appropriés, estiment les scientifiques. Par conséquent, toutes leurs expériences impliquaient une séquence répétitive de fluctuations de température.

Chaque expérience a commencé avec un modèle – une structure d'information composée de deux types de séquences nucléotidiques centrales. Les chercheurs ont démontré que, dans des conditions qui changent périodiquement, la structure binaire du modèle peut être copiée à plusieurs reprises. Un tel mécanisme de réplication aurait pu avoir lieu dans un Microsystème hydrothermal au début de la Terre.

En particulier, selon les auteurs, un environnement favorable à de tels cycles réactionnels pourrait se développer dans les roches poreuses du fond marin, où les fluctuations naturelles de la température sont associées aux courants de convection.

Les paléontologues ont découvert des fossiles ressemblant à des éponges dans d'anciens récifs âgés de 890 millions d'années. Si les résultats sont confirmés, ce sera la plus ancienne découverte d'organismes vivants multicellulaires sur terre.

On pense que les premiers organismes multicellulaires, qui peuvent être attribués avec certitude aux animaux, sont apparus sur Terre il y a environ 635 millions d'années, dans ediacaria – la Dernière période géologique du protérozoïque. Il s'agit de vendobiontes – des organismes radiaux et bilatéraux symétriques mystérieux qui menaient une vie sédentaire ou sédentaire.

Cependant, certains scientifiques pensent que les premiers animaux Sur terre étaient des éponges – marines attachées au fond multicellulaires, qui sont aujourd'hui largement répandues dans le monde entier.

Les plus anciens fossiles d'éponges bien conservés sont connus depuis la période cambrienne, qui a commencé il y a 541 millions d'années, mais l'analyse phylogénétique et les biomarqueurs suggèrent que les éponges existaient beaucoup plus tôt, et dans les roches sédimentaires âgées de 750 millions d'années, les scientifiques ont trouvé des spicules de silicium – éléments du squelette minéralisé des éponges.

La paléontologue canadienne Elizabeth Turner de l'Université Laurentienne a découvert des fossiles extrêmement similaires à ceux des éponges dans d'anciens récifs du Nord-ouest du Canada. Les récifs appartiennent à des constructions bactériennes, sont empilés avec du carbonate de calcium et ont un âge de 890 millions d'années.

Dans les échantillons de roches, Turner a identifié des réseaux ramifiés de structures tubulaires minéralisées avec du carbonate de calcium cristallin en calcite. La chercheuse a noté que ces structures ressemblent beaucoup au squelette fibreux des éponges cornées, qui sont aujourd'hui utilisées pour produire des éponges de lavage.

L'auteur pense que ces structures pourraient être des restes fossilisés d'éponges cornées qui vivaient sur les récifs carbonatés 90 millions d'années avant que les niveaux d'oxygène Sur terre ne atteignent des concentrations jugées nécessaires pour maintenir la vie des animaux.

Si les hypothèses du scientifique sont confirmées, il s'avère que l'évolution des premiers animaux sur notre planète a eu lieu indépendamment de l'oxygénation – la saturation de l'atmosphère en oxygène, et les premiers organismes ont pu survivre à la glaciation mondiale la plus sévère de l'Histoire de la terre de la période cryogénique, qui s'est produite entre 720 et 635 millions d'années.

À en juger par les résultats de la reconstruction micropétrographique, l'éponge la plus ancienne était un organisme en forme de ver attaché de la taille du premier millimètre au centimètre, qui vivait à la surface ou à l'intérieur des récifs construits par des cyanobactéries calcifiantes-photosynthétiques.

La rareté des découvertes d'éponges de l'âge néoprotérozoïque s'explique par le fait que, très probablement, elles n'avaient pas de squelettes minéralisés – siliceux ou calcaires, mais se composaient exclusivement de composés protéiques – spongieux ou kératiniques. Par conséquent, estime le scientifique, dans les dépôts anciens, il est nécessaire de rechercher non pas des éléments du squelette —spicules – mais des empreintes de tissus mous préservées. Les paléontologues ont déjà rencontré de telles structures, mais les ont interprétées comme des colonies fossiles d'algues ou de protozoaires.