La matière,
cette inconnue.

    Dans notre travail antérieur, nous avons tenté de remonter le cours de l’évolution de la vie organique pour essayer de comprendre le développement de la conscience.


    Voyons maintenant s'il nous est possible, en partant des origines de notre univers, de trouver des éléments susceptibles de révéler une continuité entre l'évolution de la matière inerte et celle de la matière organique.


    Déjà, ces deux épisodes évolutifs mis bout à bout nous montrent un élément charnière : le gène, un assemblage complexe de « matière inerte » devenu l'organisateur et l'animateur de la « matière organique ».

1 – Des origines de l'univers à l'apparition de la vie :

    A – De la matière à l'homme :

        a - Matière et conscience :
    Revenons quelques instants sur les observations de notre extraterrestre.
    Nous savons qu'après avoir observé l'expression visible de la conscience sur Terre, il a découvert l'existence d'unités biologiques qui pouvaient être détentrices de la conscience (paysans, promeneurs, restaurateurs, transporteurs, éboueurs, gendarmes, soldats...).

    Comme lui, nous avons donc imaginé que, derrière l'expression visible de la conscience dans le règne vivant, des unités biologiques, les cellules, pouvaient avoir une responsabilité importante dans son apparition et son expression.

    Mais alors ? Serait-ce toutes les cellules de notre corps qui possèdent une part de notre conscience, sans que nous en soyons conscients ? Dans ce cas, doit-on alors parler d'interactions moléculaires, de réactions biologiques, de réactions instinctives, de « conscience primitive » ou de réelle « Conscience » ?


    Nos cellules sont toutes issues de deux cellules originelles qui se sont unies, additionnant leurs capacités. Ne devraient-elles pas donner naissance à des cellules toutes identiques ? Au lieu de cela, elles s'avèrent polymorphes, capables de reconnaître leur environnement proche, de conserver leurs acquis en mémoire, de faire jaillir l'intelligence, et d'aboutir à des comportements adaptés et évolutifs. L'être humain fait-il vraiment mieux que ces cellules ?
    Cependant, cette cohésion peut être grandement perturbée lorsque certaines cellules communicantes, les neurones, délivrent des ordres incohérents : autisme, maladie d'Alzheimer, ou autres, sont alors au rendez-vous.
    Il en va de même dans les sociétés humaines : le dysfonctionnement lié à un ou plusieurs dirigeants peut amener un pays à s'isoler, oublier son passé ou le réécrire ; à moins que des conflits entre le peuple et ses dirigeants ne ralentissent les progrès de tous.

    On recherche la conscience quelque part dans l'homme...
... on peut seulement constater que cette conscience ne peut exister sans cellule.

    Comment comprendre les choses ?

        b - les balbutiements de la compréhension humaine :
    Pour cela, imaginons un instant que les réactions cellulaires soient uniquement issues d’interactions moléculaires.
Nous aboutissons alors à l’extraordinaire « machinerie » que constitue l’assemblage des gènes.
On sait que les extraordinaires capacités des cellules seraient réduites à néant sans le « pouvoir magique » de leurs chromosomes. Ceux-ci savent en effet non seulement élaborer des structures, mais aussi organiser le comportement de ces dernières.


    Ils vont même jusqu'à se transformer lorsque certains comportements doivent laisser place à de nouveaux qui seront alors mis en mémoire [cf : les gènes sauteurs].
    A ce sujet, ne peut-on comparer cette capacité à celle de nos scientifiques capables d'abandonner ou réorganiser toutes les anciennes connaissances, lorsque celles-ci s'avèrent fausses ou incomplètes ?

    Habitués que nous sommes à étudier la conscience à partir uniquement de la pensée humaine, tout comme on a pu la voir, dans les temps passés, comme une « âme » indépendante de la matière, il est difficile d'imaginer qu'une seule cellule puisse posséder une « pensée ». [cf : 1 - Approche de la conscience : b - Les croyances :]
    On peut alors imaginer la difficulté si l'on cherchait à aller plus loin encore, dans des éléments toujours plus petits de cette matière qui s'assemblent au sein des gènes.

    Pourtant, puisque la capacité de connaître est liée à la perception, à la communication et à l'adaptation aux nécessités environnementales, les gènes ne font-ils pas la même chose que la cellule toute entière ? Or ils sont matière...
Serait-il possible qu'un jour, en observant les modifications à l'intérieur des gênes de nos neurones, nous assistions en direct à l'éclosion de la conscience à partir de la matière elle-même ?



    La conscience aurait elle un lien avec la matière ? Pourrait elle même en être indissociable ? Voilà qui devient incompréhensible pour notre pensée rationnelle. Pourtant, serait-ce aussi incompréhensible pour notre pensée « intuitive », celle à laquelle nous n'avons plus directement accès, que nous appelons inconscient ?

    Quel cheminement a suivi jusqu'ici la pensée humaine pour explorer la conscience ?

    Chaque découverte humaine qui est allée au-delà du sens commun (se nourrir, se protéger du froid...) a été le fruit d'un long cheminement. Ainsi, à défaut de comprendre comment certains animaux surgissaient on ne sait d'où, on imaginait qu'ils surgissaient du néant. Ainsi, dans l'Organon, Aristote (384 av. J.-C.1 - 322 av. J.-C.) mentionne-t-il l'apparition « spontanée » des moisissures sur les aliments, et des souris dans les vieux vêtements.

    Par la suite, des chercheurs ont tenté de trouver des explications à ces phénomènes inexplicables. Ainsi, Francesco Redi (biologiste italien 1626 - 1697) démontrera que les vers n'apparaissent pas spontanément dans les cadavres, mais qu'ils naissent d'œufs pondus par des mouches.
http://acces.ens-lyon.fr/biotic/evolut/orivie/html/histoire.htm

    Dans le même temps, d'autres auteurs mettaient en place, peut-être même sans en avoir conscience, les prémices de l'évolution. C'est ainsi que l'on trouve, dans un traité de botanique datant de 1609 la description suivante : "Il existe un arbre peu commun en France, il est vrai, mais fréquemment observé en écosse. Des feuilles tombent de cet arbre ; d'un côté elles touchent l'eau et se transforment en poissons, de l'autre côté elles touchent la terre et se transforment en oiseaux."


    La pensée évolutionniste va prendre son essor à partir du XVIIIème siècle, notamment avec les travaux de Lamarck (1744-1829) et de Darwin (1809-1882). L'origine de la vie ne peut plus alors être déterminée que par une évolution progressive à partir de la matière.
    Durant la première moitié du XXème siècle, tous les résultats obtenus par la science ont confirméque les cellules obéissent aux mêmes lois physicochimiques que celles qui régissent les interactions au sein de la matière inerte. La question s'est alors posée de comprendre comment la vie avait pu apparaître à partir des éléments constitutifs de la Terre primitive. C'est ainsi que les biochimistes Alexandre Oparine (1894-1980) et John Haldane (1892-1964) ont pu imaginer la formation des molécules organiques à partir d'éléments présents dans l'atmosphère terrestre (eau, dioxyde de carbone, méthane, hydrogène et ammoniac).
    C'est en partant de cette hypothèse que Stanley Miller a pu obtenir, en 1953, la formation d'acides aminés à partir d'un mélange gazeux soumis à des décharges électriques, procédé sensé reproduire les conditions d'une atmosphère primitive soumise à des éclairs d'orage.



    Vie et matière sont-ils différents ou sont-ils au contraire indissociables ? Aujourd'hui, deux grands courants de pensée dominent, l'un qui s'interroge, et l'autre qui connaît déjà les réponses : l'Univers serait l'œuvre d'un dieu.
Reprenons donc l'histoire de l'univers depuis ses débuts.

    B – La création de l'Univers :

        a - L'univers primordial après le big-bang :

    La vie à partir de la matière organique semble l'aboutissement d'un ensemble de circonstances spécifique à la planète Terre, (l'importance du carbone et la présence d'oxygène) ; mais ces conditions particulières n'excluent pas d'autres formes de vie dans l'Univers.

    Chacun connaît les circonstances de l'apparition de notre Univers, telle que nous la décrivent les scientifiques, à partir d'une événement gigantesque, il y a environ 13,8 milliards d'années.
    Cet événement pourrait relever du miracle et avoir été créé par une entité sans commencement ni fin, capable de faire apparaître notre Univers en un instant.
A défaut de miracle avéré, l'homme est confronté à un véritable mystère : celui qui a transformé un espace inconnu, car toujours inaccessible à notre compréhension, en celui que nous désignons aujourd'hui sous le nom d' « Univers ».

    Sans nous appesantir davantage sur un passé inaccessible, observons donc cet espace dans lequel nous vivons, à la lumière des connaissances avérées.

    L'Univers dans lequel nous vivons n'est pas un monde statique, et l'hypothèse du Big Bang est aujourd'hui étayée par deux observations récentes :
    - tout d'abord la détection du fond diffus cosmologique, vestige de l'époque chaude de l'histoire de l'univers,



    - mais aussi la mesure de l'abondance des éléments légers, comme l'hydrogène, l'hélium et le lithium qui se sont formés pendant la phase chaude primordiale.

    Toutes ces observations montrent la cohérence d'un modèle qui perd peu à peu son statut d'hypothèse.

    Que nous apprend ce modèle ?
    Avant toute chose, nous devons corriger la vision populaire de l'événement : le Big Bang n'est pas une explosion. En effet, il ne s'est pas produit dans un espace restreint à partir duquel aurait été dispersée la matière qui forme aujourd'hui les galaxies. Les conditions qui régnaient à ce moment de l'évolution régnaient dans l'Univers tout entier : nous devrions donc plutôt parler de « transformation ».

    D'autre part, le Big Bang n'indique pas un instant « initial » qui serait le moment de sa « création ». Il indique seulement le moment à partir duquel nous sommes capables de suivre son évolution, le moment que les calculs permettent d'imaginer, et à partir duquel il est possible d'orienter la recherche et l'observation.

    En effet, une période échappe totalement à la connaissance : l'ère de Planck qui désigne la période de l'histoire de l'Univers, d'une durée de 10-43sec, (un dix millionième de milliardième de milliardième de milliardième de milliardième de seconde!). au cours de laquelle les quatre interactions fondamentales (électromagnétisme, interaction faible, interaction forte et gravitation) étaient unifiées. Cette période ne peut être décrite par les théories toujours incomplètes dont disposent actuellement les chercheurs (relativité générale et physique quantique).

    C'est ainsi qu'en une fraction de seconde (plus exactement 10-43sec), nous passons d'un univers inconnu à un univers connu, celui de la matière, le seul que nous puissions pour l'instant explorer par le calcul et par l'observation.

    Nous savons cependant que l'Univers, a connu à ses débuts (il y a 13,77 milliards d'années) une période dense et chaude que décrivent de nombreux modèles cosmologiques : l'un d'eux suppose qu'il existait, avant le Big Bang, un état peu dense mais en contraction, ayant abouti à une densité et une température susceptibles d'inverser la tendance initiale.


    Quoi qu'il en soit, nous allons oublier pour l'instant les hypothèses. Ce n'est donc pas au big-bang encore inaccessible que nous allons nous intéresser, mais bien au déroulement des événements connus qui ont suivi.


    La période connue commence par d'énormes bouleversements. En effet, Un dix-millième de seconde (10 ^-4s) après le big bang, les quarks (éléments constitutifs des protons et des neutrons) et les antiquarks s'annihilent.
    Une seconde (1 s) plus tard, c'est au tour des électrons et de leurs antiparticules, les positrons, de s'anéantir.
    Dans un chaos dantesque, l'univers se vide de ses particules. Celles qui parviennent à s‘assembler sont rapidement dissociées et dispersées par les photons. L'Univers baigne dans la lumière : c'est l'ère du rayonnement.



    C'est au bout de ce laps de temps qu'apparaît un premier phénomène que l'on va retrouver tout au long de l'évolution. La matière ne peut demeurer un mélange chaotique. Aussi, après la période d'annihilation, les particules « survivantes » vont-elles très rapidement s'assembler en éléments plus lourds, les protons et les neutrons.


    En s'assemblant, les particules vont s'isoler dans l'espace.




    Le vide devient la première « enveloppe » qui isole les éléments en formation, et il agit comme une membrane perméable. Tout comme le fera plus tard la membrane cellulaire, il autorise les échanges et les combinaisons entre éléments isolés.
    Une centaine de secondes après le Big Bang, l'Univers contient environ sept protons pour un neutron. La température a encore baissé, et les photons ont encore perdu de l'énergie : ils ne peuvent plus empêcher les protons et les neutrons de s'associer.

    Trois minutes après le big bang : la température descend en dessous du seuil fatidique du milliard de degrés (10 ⁹ degrés), l'interaction nucléaire forte prend le dessus.

    La formation des noyaux atomiques composés de plus d'un proton (correspondant au noyau d'hydrogène) devient possible. C'est l'époque de la nucléosynthèse » primordiale, pendant laquelle vont apparaître les premiers noyaux atomiques légers, à partir de l'assemblage des protons et des neutrons : tout d'abord l'hydrogène lourd ou deutérium (De) puis, 15 mn plus tard, l'hélium (He3, He4)...


­La température continue de baisser (1 Million °K) (10 ⁶ degrés), rendant impossible de nouvelles fusions.
­La composition de l'univers se fige, sa masse est désormais constituée de 25 % He et 75 % H.

    Aujourd'hui, Hydrogène et hélium représentent 71% et 27% de la masse de matière qui constitue l'Univers. Les 2% manquants correspondent aux éléments plus complexes qui ont été synthétisés depuis, au cœur des étoiles, comme le carbone et l'oxygène.


    Lorsque la nucléosynthèse primordiale s'achève, l'Univers est complètement ionisé. Les électrons libres diffusent toujours la lumière. L'évolution du milieu ne peut se poursuivre qu'en passant à une autre étape de sa formation.

    Cette étape se produit lorsque l'Univers est âgé de 380.000 ans. Sa température est descendue à 3000 degrés.
L'ère du rayonnement s'achève. L'époque de la recombinaison marque le début de l'ère de la matière.
L'Univers devient transparent.


    Le processus se ralentit alors considérablement. Avec l'abaissement de la température, les photons perdent leur effet déstabilisateur : noyaux et électrons peuvent désormais créer des liaisons durables et donner naissance aux premiers atomes stables constitués des noyaux atomiques précédemment formés, autour desquels viennent graviter les électrons. L'organisation de l'univers se poursuit avec la formation des atomes d'hydrogène et d'hélium.



    Les électrons qui diffusaient auparavant la lumière, la laissent désormais passer : l'Univers devient visible après 380 000 ans de formation.


    Les éléments fondateurs de l'évolution sont en place. La construction de l'univers connu peut désormais se poursuivre pendant les 13 ,5 milliards d'années suivantes. Soumis aux forces gravitationnelles, les gaz formés vont commencer à se condenser, formant les nébuleuse.

    Toutefois, les nuages de poussières trop dilués dans l'espace ne permettent pas encore les échanges indispensables.
    A cette époque, c'est toujours le vide qui isole les constituants de matière en voie d'assemblage et d'organisation.


        b - Formation de structures géantes - les supports de la vie :
    380 000 ans, c'est l'époque à partir de laquelle les gaz constitués vont s'assembler en immenses structures : c'est la diversité et la richesse des composants qu'ils vont synthétiser qui donneront naissance à la vie.

              1 - Formation des nébuleuses et des étoiles :
    Environ deux cents millions d'années après le big bang, le gaz constitué d'hydrogène et d'hélium qui emplit l'univers s'est refroidi – il règne alors une température de quelques degrés Kelvin.
    Ces gaz très dilués, composés d'hydrogène moléculaire et d'hélium ont commencé, sous l'effet de la gravitation, à se rassembler en nuages de plus en plus denses. En même temps, la température, c'est-à-dire l'agitation thermique, a recommencé à monter, jusqu'à atteindre une dizaine de millions de degrés (10 ⁷ degrés), seuil de déclenchement des réactions thermonucléaires.
    Au sein des nébuleuses vont naître des étoiles super géantes, suffisamment massives pour que les forces gravitationnelles concentrent la matière sur leur noyau de plus en plus chaud
    Avec la formation des étoiles, les processus de transformation vont pouvoir reprendre.


    Les uns après les autres, des groupes d'étoiles naissent au sein des nébuleuses.


    Quelle est la part de l'intervention des étoiles dans la construction de l'édifice de la vie, lequel aboutira à la conscience ?

    La transformation de la matière, commencée immédiatement après le big-bang, et qui s'était ralentie après la formation des atomes simples, reprend après une phase froide et stable de près de 200 millions d'années.
    Des générations d'étoiles vont naître alors, puis disparaître.
    Tirant leur énergie des réactions de fusion nucléaire, ces étoiles brillent en brûlant leur hydrogène. Ce faisant, elles synthétisent de nouveaux atomes, plus complexes que l'hydrogène et l'hélium primordiaux : du carbone, de l'oxygène, de l'azote, du calcium, du potassium, du magnésium, du silicium, du fer, de l'or, soit les 96 atomes du tableau périodique de Mendeleïev présents sur Terre.

    Puis elles se dilatent ou explosent sous forme de supernovae, rejetant dans l'espace les éléments qu'elles ont synthétisés.
Ainsi l'univers évolue vers la complexité.

    Les premières étoiles, en allumant leurs feux, marquent la fin de l'âge sombre.

    Les chercheurs des laboratoires d'astrophysique de Lyon et Marseille (CNRS), ont découvert, en 2011, l'une des galaxies les plus anciennes. Cette découverte, obtenus grâce aux effets de lentille gravitationnelle de l'amas de galaxies Abell 383, a permis de situer sa formation à environ 200 millions d'années après le Big Bang.
    Ces observations permettent de penser que les premières étoiles se seraient formées seulement 200 millions d'années après le Big-Bang.


            2 - Formation des planètes :
    Avant la disparition d'une étoile, c'est dans son disque d'accrétion (le nuage de gaz et de poussières subsistant en périphérie des étoiles), que se sont formées les planètes.

    Une partie du nuage de gaz et de poussières qui s'effondre pour former une étoile accompagne la rotation de cette dernière. En orbite autour de son étoile, ce nuage va progressivement s'aplatir et former un disque protoplanétaire.

    Puis, par le jeu des forces gravitationnelles toutes ces poussières en orbite vont peu à peu s'agglomérer pour constituer des ensembles de plus en plus gros, qui deviendront un jour des planètes.

    En Novembre 2014, l'Observatoire européen austral (ESO) a publié la première image d'un disque protoplanétaire révélant des planètes en formation dans les anneaux de poussières orbitant autour de HL Tauri.


    La connaissance visuelle que nous possédons aujourd'hui de notre système solaire donne une idée de l'évolution future de ce système encore jeune.




        c – Que déduire de ce mouvement d'expansion et de ces oscillations de la température ?
    Une température élevée, liée à une intense agitation de particules, favorise les transformations, mais ne favorise pas la stabilité. Les collisions engendrées par cette agitation créent et détruisent à chaque instant les éléments plus lourds nouvellement formés. Les événements en cours ressemblent plus à une guerre destructrice qu'à une évolution constructive.
    C'est seulement lorsque le calme s'installe avec le refroidissement progressif, que l'association des plus petits éléments de la matière va se faire: La construction de l'Univers peut alors commencer.
- les quarks qui ont survécu vont s'assembler en neutrons et protons
- les neutrons et protons, en noyaux des futurs atomes
– les noyaux et les électrons, en atomes – nous observons là la création des particules légères à l'origine de notre Univers.


    A ce stade, une autre remarque peut être faite : la construction de la vie ne peut se faire que par l'association d'éléments qui pourraient très bien s'entredétruire, comme cela s'est produit durant les premiers instants de la formation de l'Univers. La cessation de l'agitation thermique est indispensable à l'association des particules pour que puissent se former des atomes stables.


   Donc, après une période de nomadisme et d'errance dans l'univers, les poussières éparses vont commencer à se rapprocher.
Ce rapprochement va, dans un premier temps, permettre la création de nouveaux corps, des corps massifs mais encore stériles, car les éléments complexes indispensables à une chimie riche de possibilités manquent encore. Pour que la vie (c'est-à-dire une capacité d'adaptation rapide) puisse apparaître, l'évolution doit reprendre.

   C'est, encore une fois, l'élévation de la température, correspondant à une forte agitation, qui va favoriser la création de nouveaux éléments, des particules lourdes, dont le carbone si indispensable au surgissement de la vie organique. Cette élévation de la température est indispensable à la création, mais ces nouvelles particules ne peuvent donner la vie dans un univers en fusion. Seules celles qui seront suffisamment éloignées de la fournaise vont poursuivre leur évolution. Pour les atomes, une « ère associative » génératrice d'une infinité de nouvelles molécules va succéder au nomadisme.

   Après la succession des phases « agitation et température élevée » créatrice de nouveaux matériaux, et « retour au calme » qui permet l'association s d'éléments simples en éléments plus complexes, l'Univers passe à une autre étape de son évolution. Ces événements successifs vont désormais coexister.
La matière fortement agitée, source de transformation et d'énergie, et la matière « complexe » vont devoir s'organiser différemment : en effet, elles ne peuvent ni cohabiter, ni se passer l'un de l'autre, et se succéder dans le temps n'est pas la solution.
   Ces deux états de la matière vont alors faire ce qu'on fait les quarks, ainsi que les protons et les électrons avant eux : ils vont s'associer.

   C'est ainsi qu'un nouveau binôme va se former : le binôme étoile – planète. Deux états de la matière apparus jusque là successivement vont désormais évoluer ensemble et partager certaines de leurs ressources pour donner naissance à la vie.


    Comment illustrer cela autrement ?








    La complexification de la matière va quitter le niveau nucléaire et atomique dans les étoiles pour se poursuivre au niveau moléculaire sur les planètes. Pour cela, deux conditions doivent être remplies : la densité de la matière doit augmenter pour faciliter les rencontres entre atomes, et la température demeurer modérée pour que les atomes, en s'associant, puissent former des molécules stables.

    Avec la formation des planètes débute une nouvelle histoire de la matière, celle qui va sélectionner et combiner, à basse température, certains éléments constitutifs de la vie telle que nous la connaissons : la vie organique. Toutes les conditions sont maintenant réunies pour franchir un nouveau pas vers la complexité.

    Voyons comment celles-ci se sont formées.

    La formation de la Terre remonte à 4,57 milliards d'années : elle est alors une sphère de matière en fusion qui va progressivement se refroidir.


    Jusqu'ici, on peut constater que l'évolution de la matière qui aboutira un jour à l'apparition de la conscience suit en permanence le même fil directeur : évolution par alternance d'agitation et de calme, complémentarité entre des éléments qui, trop proches, s'avéreraient destructeurs.

    Une forme de « communication » entre ces éléments opposés s'avère indispensable : ce seront les champs de forces entre particules, les forces gravitationnelles entre éléments plus lourds. Des forces de répulsion éloigneront des éléments incompatibles, tandis que l'association favorisant l'équilibre se fera toujours avec un élément complémentaire.
    Mais les associations à l'origine de cet équilibre dépendent aussi du milieu où elles se produisent. Pour la vie telle qu'elle s'est constituée, les conditions idéales sont celles existant sur Terre, déterminées par un certain nombre de paramètres : l'inclinaison de la planète sur son axe, son champ magnétique, la distance de son étoile (le Soleil) et la taille de cette dernière. Une atmosphère, formée par dégazage du manteau supérieur, va la recouvrir. Ce dégazage permettra l'apparition de l'eau.

    Se mettent alors en place, d'une part tous les éléments indispensables à la création de la matière organique et, d'autre part, toutes les interactions qui feront d'elle une matière vivante.



    Les forces qui permettent l'évolution de la matière, et qui sont décrites par les lois de la physique, sont du même ordre que les interactions moléculaire qui font réagir les formes de vie les plus primitives.
    Ainsi, au niveau de la paramécie, l'information transmise par une molécule d'acide à celles de sa membrane sera retransmise aux molécules qui assurent les déplacements de la paramécie. Les réactions de toutes les molécules concernées sont donc déterminées par l'information reçue...... malgré l'absence d'un système nerveux.


    Ces mêmes forces peuvent être considérées comme l'équivalent du langage modulé qui fait interagir les espèces les plus évoluées.

    C - les éléments indispensables à la vie sur Terre :

    Si les premières transformations au sein de l'univers se sont faites par l'alternance de phases violentes et paisibles, comment les choses se sont-elles présentées sur l'oasis terrestre en parfaite adéquation avec sa source d'énergie stellaire ?
    à défaut de pouvoir répondre de suite à cette question, continuons d'observer l'évolution de cette dernière.

        a – Apparition de ces éléments sur Terre :

            1 - L'évolution des conditions environnementales :
    L'histoire de la Terre se déroule sur environ 4,5 milliards d'années
    Les plus anciens fossiles de cellules que nous connaissons sont les stromatolithes, datés de 3,5 milliards d'années. Si l'origine de la vie remonte à cette époque, cela signifie que son apparition s'est préparée bien plus tôt, durant une période qualifiée de prébiotique.
    C'est donc dans la période précédant l'archéen que l'on peut situer l'origine de la vie terrestre.


    Quels éléments ont-ils été nécessaires à cette apparition ?

Ces éléments sont alors peu nombreux : il s'agit de l'hydrogène, du carbone, de l'oxygène, de l'azote, du phosphore, et du soufre.
    - L'Hydrogène (H) entre dans la composition de l'eau et de toutes les molécules organiques.
    - Le carbone (C) entre dans la composition des glucides, lipides, protides et acides nucléiques
    - L'oxygène (O) entre dans la composition des glucides, lipides, protides, acides nucléiques, et de l'eau. Sous sa forme gazeuse (O2), il est indispensable à la respiration.
    - L'azote (N) entre dans la composition des protides et des acides nucléiques
    - Le phosphore (P) entre dans la composition des phospholipides et des acides nucléiques
    - Le soufre (S) entre dans la composition des acides aminés soufrés.

    On remarquera que tous ces éléments entrent dans la constitution des acides nucléiques.

    Tous appartiennent à la catégorie qualifiée de matière organique, ce qui n'exclut pas des formes de vie basées sur d'autres éléments

    Comment sont-ils apparus lors de la formation de la Terre ?

            2 - Transformation des composés indispensables à la vie terrestre :
    C'est une branche de la biochimie, qualifiée de prébiotique, qui étudie la façon dont la vie est apparue sur Terre, à partir des molécules inertes existant à cette époque.

    L'atmosphère de l'Archéen (période qui commence il y a environ -3,8 milliards d'années, et qui correspond à l'apparition certaine de la vie sur Terre) ne contient pas ou peu d'oxygène libre.

    Selon Alexandre Oparine et John Haldane, l'atmosphère terrestre était, à cette époque, composée de méthane (CH4), d'ammoniac (NH3), d'eau (H2O) sous forme de vapeur, de gaz carbonique (CO2) et d'hydrogène sulfuré (H2S). Sous l'effet du rayonnement ultraviolet, cette atmosphère s'est peu à peu transformée, son méthane étant remplacé par le gaz carbonique et l'azote [20].

    Récapitulons l'évolution de la composition de l'atmosphère :

- 4,5 milliards d'années Atmosphère primitive He et H (Hélium et hydrogène)

- 4,4 milliards d'années Atmosphère primaire H2O : 85% (Eau)
CO2 : 10 à 15 % (Dioxyde de carbone)
N2 : 1 à 3% (Azote)

- 4 milliards d'années Atmosphère secondaire
Pendant cette période, l'atmosphère se transforme pour aboutir à sa composition actuelle. Les cyanobactéries, apparues il y a environ 3,8 milliards d'années et capables de photosynthèse, sont l'un des facteurs de la libération d'oxygène dans l'atmosphère.

- 3,2 milliards d'années L'atmosphère devient conforme aux exigences de nos organismes
N2 : 78%
O2 : 21 %
H2O : variable
CO2 : 0.036%


    L'existence d'une atmosphère fluide est un élément essentiel du développement de la vie. En effet les êtres vivants n'ont plus besoin d'aller chercher leurs sources d'énergie lorsque celles-ci s'épuisent : l'oxygène atmosphérique en perpétuel mouvement est une source d'énergie toujours disponible.

    L'atmosphère est-elle devenue conforme aux exigences de tout organisme vivant ? Ou est-ce les organismes vivants qui se sont parfaitement adaptés aux conditions existantes ?

        b – Passage de la matière inerte à la matière organique :
    Si nous sommes aujourd'hui capables de suivre les mécanismes qui entrent en jeu au sein de la matière inerte, si nous pouvons aussi observer comment fonctionnent des cellules, il est encore difficile d'imaginer comment des molécules ont pu s'assembler et s'organiser pour constituer des cellules.

    L'apparition de la vie, support de la conscience, sur Terre, est-elle à base de matière organique parce que ce sont les seuls éléments qui peuvent convenir ?
Est-elle le fruit du hasard, c'est-à-dire dépendante des circonstances et des éléments majoritairement présents sur la planète au cours de sa formation ?
Aurait-elle pu se produire en d'autres circonstances ?

    Les échanges interatomiques et intermoléculaires au sein de la matière minérale sont trop lents pour pouvoir aboutir à la forme de vie que nous connaissons et à la conscience dont nous disposons. Un tournant important semble s'être dessiné lorsque la matière organique a été privilégiée dans le processus d'accès à la conscience. Pourtant, sur Terre, les deux types de matière, minérale et organique (à base de carbone), coexistent au sein de la matière vivante. Il est donc difficile d'affirmer que la matière organique est seule concernée : de nombreux éléments minéraux, métalliques ou autres, sont indispensables au maintien de la vie. Toutefois, chez l'être vivant, ils sont généralement présents sous forme d'oligo-éléments.
    Cela ne pourrait-il signifier que tous les éléments sont importants, chacun l'étant toutefois en fonction de ses qualités biochimiques ?

    Pourquoi les composés à base de carbone ont ils donc été favorisés ?

            1 - L'importance du carbone :
    Un premier élément de réponse peut être apporté par l'étude des caractéristiques du principal constituant de la matière organique : le carbone.
Les combinaisons entre molécules sont très lentes au niveau de la matière minérale qualifiée, pour cette raison, d'« inerte » ou « inanimée ». Celles-ci sont plus rapides au sein de la matière organique à base de carbone.
Or, d'une manière générale, on constate que c'est toujours le plus gros qui absorbe l'autre, ou le plus rapide qui survit en échappant à l'absorption.


    Si le volume et la force sont facteurs de survie, ils ne permettent pas le changement. Seule la variabilité permet une adaptation rapide à des conditions changeantes.


    Après la complexification des éléments et la formation de structures de taille gigantesque, c'est maintenant la rapidité d'association et d'adaptation qui va être privilégiée par rapport aux réactions plus lentes. La capacité de réaction du carbone avec son environnement, en particulier grâce à sa quadruple possibilité d'association avec d'autres atomes (ce que l'on appelle la valence), a certainement favorisé ce passage.


    Aujourd'hui, la capacité de l'industrie pétrochimique à créer sans cesse de nouvelles molécules illustre cette facilité.
A l'opposé, certains atomes de valence zéro donnent des gaz neutres qui ne se combinent jamais avec d'autres atomes (Hélium, Néon...)

            2 - L'importance de l'atmosphère :
    Une autre circonstance va favoriser l'accélération de l'évolution : l'apparition de l'Oxygène libre dans l'atmosphère. Sa présence en grande quantité sur toute la surface du globe va privilégier l'émergence et surtout la dissémination des organismes qui l'utilisent.

    Bien que ces mécanismes ne soient pas les seuls, l'essentiel des organismes vivant sur Terre sont aujourd'hui dépendants de mécanismes aérobies. On peut donc imaginer que ce que nous appelons « vie » est apparu sur Terre sous une forme compatible avec les conditions particulières existant sur la planète.


    En effet, l'étude des êtres vivant sur Terre montre que l'évolution aurait pu prendre une toute autre direction : ainsi, les premières formes de vie montrent une biologie tributaire d'autres composants, comme le soufre.

    D'autre part, lorsque le milieu est pauvre en oxygène, le mécanisme de production d'énergie par certains organismes est de type anaérobie : il s'agit de la fermentation, exploitée aussi bien par des bactéries, des levures, que par les muscles lorsqu'ils sont sous-oxygénés.

    Certaines bactéries, enfin, comme les bactéries méthanogènes (Methanothrix thermophila responsable de la formation du méthane dans les marais) utilisent exclusivement une respiration anaérobie.
    On peut ainsi constater que différents mécanismes chimiques peuvent être sélectionnés par les cellules pour produire l'énergie qui leur est nécessaire.
Ils montrent l'extraordinaire capacité de la matière à s'organiser au sein d'un environnement stable pour perdurer et se reproduire, non pas à l'identique, mais grâce à une parfaite adaptation à des conditions changeantes.

    L'apparition de l'oxygène dans l'atmosphère et sa présence en tout point du globe, ainsi que la nécessité de réactions biochimiques rapides, en particulier pour les êtres vivants organisés a orienté différemment l'éclosion de la vie.

    La vie aérobie que nous connaissons s'est donc imposée, et elle nous nous paraît aujourd'hui être la seule voie possible.

    D - L'apparition de la vie sur Terre - la transition de la matière organique :

    Les briques constitutives de la vie étant en place, comment a pu se réaliser la synthèse des molécules prébiotiques ? Pour cela, plusieurs hypothèses ont été proposées.

    L'hypothèse de départ a été l'apparition des protéines à partir de la matière inerte. En effet, cette synthèse de protéines est relativement facile. Toutefois, l'incapacité de celles-ci à se répliquer a conduit à abandonner l'idée d'une telle origine.

    Ce sont donc les acides nucléiques qui ont gagné la faveur générale, et en particulier l'ARN. En effet, une section d'ARN isolée peut se comporter comme une enzyme, et permettre la réplication de molécules importantes. La vie aurait donc pu apparaître dans un milieu où l'ARN jouait le rôle d'enzyme en sus de son rôle actuel.
Mais l'ARN, tel le virus de la mosaïque du tabac, permet essentiellement de parasiter des organismes autonomes, c'est-à-dire des organismes déjà évolués.

    D'où a donc pu surgir la vie ? Sur Terre, plusieurs milieux se sont révélés favorables.

        a - La piste atmosphérique :
    L'une des pistes proposées a envisagé la formation des acides nucléiques à partir de l'atmosphère primitive.

    Nous avons vu qu'en 1953, Stanley Miller, aidé par le Professeur Harold Urey, a réalisé une expérience demeurée célèbre. Partant de l'hypothèse que des molécules organiques avaient pu se former dans l'atmosphère primitive, il a assemblé dans une enceinte close les éléments supposés constitutifs de celle-ci : vapeur d'eau, méthane et ammoniaque qu'il a soumis à des arcs électriques.
    Obtenant des composés existant au sein de la matière vivante (acide cyanhydrique (HCN), formaldéhyde ( HCHO), urée (CO(NH2)2) et quatre acides aminés, glycine, alanine, acide glutamique et acide aspartique), il a ainsi pu montrer que cette hypothèse était plausible.


    Si l'hypothèse concernant les éléments constitutifs de l'atmosphère terrestre était fausse, l'expérience de Miller a toutefois montré que ces molécules pouvaient être synthétisées de manière abiotique, c'est-à-dire en dehors de toute forme de vie.

    D'autres études ont été menées à partir d'une atmosphère supposée issue du dégazage du magma du manteau, il y a 4.4 milliards d'années. Sa composition est proche de celle des gaz volcaniques terrestres. Dans des conditions identiques à celles de l'expérience de Miller, il y a eu aussi synthèse pré- biotique mais, cette fois, sans synthèse d'acides nucléiques.

        b – Les origines océaniques et telluriques :
    D'autres hypothèses ont également été proposées. L'apparition de la vie a pu avoir lieu :
- dans les sources thermales,
- dans les océans,
- dans le sous-sol, étant donné le nombre de micro-organismes qu'il recèle à des profondeurs où la vie semble impossible.

        c – La piste météoritique :
    Enfin, il y a l'origine extraterrestre, non pas celle des petits hommes verts spécialistes de l'ingénierie génétique, mais celle du bombardement météoritique.

    La Terre a en effet connu un bombardement météoritique intensif il y a 4,1milliard d'années. Ces météorites ont apporté de l'eau et des acides aminés.
C'est ainsi que l'analyse de la météorite de Murchison, tombée le 28 septembre 1969 en Australie, a permis d'y retrouver plus de 70 acides aminés dont 8 essentiels pour le développement de la vie sur Terre.
De même, l'eau constitue 75 à 80 % de la matière volatile de la plupart des comètes.

    Quelle que soit l'origine de la vie sur Terre, qu'elle soit apparue par « ensemencement » extérieur, ou génération « spontanée » au sein de la matière, l'évolution des êtres vivants est aujourd'hui connue dans ses grandes lignes, même si des incertitudes demeurent en ce qui concerne la divergence de la branche humaine.

        d – Le rôle des cloisonnements :
    Surtout, cette évolution s'est toujours déroulée de la même manière : par la séparation des différents milieux tout en conservant la possibilité d'interagir avec l'environnement.
Ainsi, durant des milliards d'années, l'évolution de la matière inerte s'est faite dans des espaces isolés par le vide : les différents éléments évoluaient, tout en conservant leur autonomie, grâce au vide qui les séparait.


   Sur une planète tellurique où les distances sont réduites de manière drastique, une autre solution se devait d'être inventée.


    Cette solution, la matière organique l'a « trouvée » et l'a mise en oeuvre : elle s'est construite une enveloppe...

    Le premier résultat efficace et original dans cette longue évolution a été l'élaboration de la cellule procaryote : un milieu protégé de l'environnement extérieur par une enveloppe perméable [cf : organisation interne des cellules], et un filament d'ADN aux commandes.

    La vie organique n'a plus jamais abandonné cette construction d'enveloppes protectrices, favorisant la stabilité et la cohésion d'éléments qui, sans elles, auraient été trop éphémères pour pouvoir évoluer.

    En effet, sans enveloppe, tout être vivant est condamné à la dissolution dans son environnement. Ses composants ne redeviendront utiles qu'une fois absorbés par une autre « enveloppe ».


    Toutefois, si nous connaissons maintenant les processus (association et organisation au sein d'une enceinte isolante) qui n'ont pas cessé, tant dans le monde de la matière minérale que dans celui de la matière organique, il nous faut trouver l'élément qui pourrait avoir assuré la transition entre les molécules inertes et celles qui auraient pu être à l'origine de la vie que nous connaissons.

    Comment a pu être assurée cette transition entre matière minérale pure, existant dès la formation de la Terre, et la première cellule procaryote ?

    Paradoxalement, c'est la matière elle-même qui va nous apporter la réponse.

    Pour cela, une découverte récente mérite que l'on y prête attention : la capacité des gouttes d'eau à constituer un milieu clos dans lequel les réactions entre des éléments dissous s'accélèrent au point de créer très rapidement de nouvelles molécules.


   Quels sont les composants de l'eau ? L'oxygène et l'hydrogène, or ce dernier est le premier élément stable apparu lors de la formation de notre univers.

   Réexaminons l'évolution de la Terre depuis sa formation :
On constate alors que l'apparition de la vie, il y a 3,8 milliards d'années, est compatible avec l'épaisse couche de nuages qui entourait la Terre, et l'accélération des transformations au sein des gouttes d'eau.


   Que pouvons-nous retenir de cette somme de découvertes ?

   Si des conditions titanesques ont été nécessaires pour assurer les transformations indispensables de la matière, c'est dans le retour au calme, permis par l'abaissement de la température, que cette matière va pouvoir se réorganiser,.Plus tard, d'autres conditions titanesques au sein des étoiles permettront de nouvelles transformations.

   Toutefois, si la construction de la vie autour du carbone a requis l'apparition de ce dernier au sein des étoiles, ce ne sont pas elles qui ont permis l'exploitation de ses capacités. Comme toujours, les révolutions brutales ne permettent pas l'émergence de la conscience : elles mettent en place de nouvelles conditions qui vont mûrir dans le calme... le calme au sein de la matière orbitant à distance respectueuse de son étoile.

   Cependant, si l‘abaissement de la température favorise l'organisation, une température trop basse engendre la stagnation : les conditions idéales restent à trouver.


    Ces conditions seront réalisées, dans le cas de notre planète, lorsque sa température oscillera autour d'une moyenne de 15°.


    La véritable évolution commencera alors par la collaboration entre deux systèmes apparemment incompatibles : le Soleil et la Terre.
La vie va apparaître, après complexification des molécules, isolement du milieu extérieur et accélération des réactions physico-chimiques permettant une adaptation rapide à des conditions changeantes.


    L'événement que constitue l'apparition de la vie est aussi important que l'apparition du gène : pour devenir vivante, la matière va totalement changer de « comportement » : elle ne subit plus seulement les influences extérieures, elle met en œuvre les moyens pour préserver au mieux son intégrité.

    Pour cela, l'évolution ne va plus se faire qu'au sein de milieux isolés par des enveloppes qui favorisent la transformation du contenu, tout en permettant les apports extérieurs.

    Ainsi, le micro laboratoire que constitue la goutte d'eau, qui aurait pu n'être qu'un événement ponctuel dans l'évolution, va rester un acquis de la matière lorsqu'elle sera devenue « vivante »
Aujourd'hui, les chimistes ne font pas autre chose en utilisant une éprouvette, ou les physiciens en isolant un plasma dans un champ magnétique.

    Toutefois, sur Terre la température est encore trop variable, et les premiers animaux (insectes et reptiles) subiront ces fluctuations bien qu'ils soient à même de se déplacer pour trouver les conditions nécessaires à leur physiologie (soleil s'il fait trop froid, ombre s'il fait trop chaud, milieu aquatique à température constante).



    C'est chez les mammifères que la température interne se stabilisera à un niveau optimal. Avec ceux-ci, l'évolution marque une autre étape : la matière organique est non seulement capable d'interagir avec le milieu extérieur, mais elle peut désormais s'affranchir de ses variations. Ayant pour cela besoin de davantage d'oxygène, elle va même optimiser son transport dans le sang en supprimant le noyau des globules rouges.


    Le gène apparaît alors comme le premier élément de matière parvenu à s'enfermer dans une enveloppe et à modifier sans cesse le milieu dans lequel il s'est inclus, afin d'évoluer librement dans un monde qui ne lui est pas favorable a priori.


Conclusion :

    Isolés sur notre minuscule planète perdue dans notre galaxie, nous avons tendance à considérer la vie comme un phénomène local, et la conscience comme l'un de nos attributs.
    A nos yeux, la vie est avant tout un phénomène terrestre, c'est-à-dire indissociable de la surface d'une planète tellurique.
    A partir de ce point de vue, nous observons tout ce qui n'est pas « nous » : il y a la Terre et ses minéraux, et, dans le ciel, des étoiles, des comètes et des astéroïdes qui ont pu contribuer à l'apparition de cette vie dont nous sommes les heureux bénéficiaires.
    Certains de la supériorité que nous confère notre « intelligence » et notre « conscience », nous oublions de voir que nous ne sommes pas autre chose que cette matière que nous jugeons tout juste bonne à être exploitée.

    Nous devrons pourtant, un jour, réaliser qu'il n'y a pas de différence entre nous et l'Univers qui nous entoure : nous sommes constitués des éléments même qui ont évolué depuis ses origines, et nous ne sommes pour rien dans les capacités dont nous disposons. Ces éléments qui nous constituent se sont assemblés et ont évolué en dehors de notre volonté. Ils ont abouti au monde dans lequel nous vivons, et à ce que nous sommes.

    On ne peut alors que s'interroger sur l'intuition de nos ancêtres qui ont su résumer dans leurs mythes, il y a des millénaires, tout le mystère de la vie et de la mort en une seule phrase :


    L'Univers ne serait-il formé que de particules inertes, ou au contraire de particules incluant déjà les prémices de la vie dont elles possèdent certaines propriétés ?

    Les constituants de l'Univers seraient-il seulement capables d'interagir avec l'environnement proche ou lointain, et d'y évoluer aveuglément comme le font les électrons dans un microprocesseur de silicium lorsque lui parviennent des informations ?
    Auraient-ils au contraire la capacité de communiquer, de s'associer ou de s'entre-détruire, signe d'une forme d'intelligence ?

    Parvenu à un certain degré de complexité, celui des mammifères évolués, l'Univers serait-il à même de prendre non seulement connaissance de son environnement, mais également de prendre conscience de sa propre identité ?
    Serait-il une fantastique machine à créer la conscience, et ce depuis son origine ?

    Enfin, pourquoi cet espace a-t-il été appelé, dans certaines langues, « uni » « vers » ?