Théories de l'évolution cellulaire

Le théories de l'évolution cellulaire ce sont des explications qui tentent de comprendre quand et comment les cellules ont émergé. Normalement, ils se réfèrent à des cellules eucaryotes, c'est-à-dire celles qui ont un noyau séparé par une membrane cellulaire où elles contiennent le matériel génétique.

Contrairement aux cellules procaryotes, plus simples et apparues il y a environ 3 700 millions d'années sur Terre, les cellules eucaryotes sont beaucoup plus complexes, plus grandes et d'apparence plus récente.

Parce que les cellules eucaryotes sont la base de la plupart des êtres vivants, tels que les plantes et les animaux, plusieurs théories ont été développées sur leur origine et la raison de leur apparition.

Index

• 1 Développement des premières cellules
• 2 types de cellules et leur développement
  • 2.1 cellules d'archaea
  • 2.2 Cellules procaryotes (bactéries)
  • 2.3 Cellules eucaryotes
• 3 Théorie endosymbiotique de l'évolution cellulaire
  • 3.1 Preuves de la théorie endosymbiotique
• 4 références

Développement des premières cellules

Les premières cellules sont apparues il y a au moins 3 700 millions d'années, quelque 750 millions d'années après la formation de la Terre. Bien que nous ne sachions pas avec certitude comment les premières cellules sont apparues, nous savons très bien comment elles se sont développées.

Cependant, l'une des théories les plus acceptées sur la formation des premières cellules est la suivante: compte tenu des conditions atmosphériques de la Terre primitive, une décharge d'énergie peut produire des molécules organiques pour se former spontanément.

Cela a été démontré par les expériences de Stanley Miller dans les années 50, dans lesquelles il a réussi à créer des molécules organiques à partir d'hydrogène, de méthane et d'ammoniac.

Plus tard, les premières molécules organiques complexes (également appelées macromolécules) ont été formées. À un moment de l'évolution de ces molécules, la première a été capable de se répliquer en utilisant des matériaux provenant de son environnement. Il était né, alors, pour la première fois, d'une cellule.

Ces premières cellules auraient pu se reproduire librement au début, compte tenu du manque de concurrence pour le carburant qu'elles utilisaient. Cependant, leur nombre ayant considérablement augmenté (précisément à cause de ce manque de concurrence), les cellules devaient bientôt devenir plus sophistiquées pour continuer à se reproduire. Ainsi commença le processus d'évolution.

Types de cellules et leur développement

Pendant de nombreuses années, on pensait qu'il n'y avait que deux types de cellules, les procaryotes (ce qui signifie littéralement "sans noyau") et les eucaryotes, plus complexes et apparaissant plus tard. Cependant, au cours des deux derniers siècles, ils ont identifié un autre type de cellules qui ne correspondent à aucune des caractéristiques des deux autres.

Ces cellules sont connues depuis les années 90 sous le nom d'archaea, ce qui signifie littéralement "les anciennes". De cette façon, un système de classification de trois domaines est utilisé aujourd'hui: Archaea, Bacteria et Eucaria.

Cellules d'archaea

Les Archaea (également connus sous le nom d'Arqueas) sont des cellules sans noyau, très semblables aux bactéries mais avec certaines caractéristiques qui les ont amenés à être considérés comme des organismes indépendants.

Comme le reste des cellules, ce sont des organismes microscopiques. Sa paroi cellulaire est très résistante, ce qui lui permet de vivre dans des environnements extrêmes (même les astéroïdes dans l'espace, sans protection d'aucune atmosphère).

Leur régime alimentaire est également très différent, car ils tirent parti des composés inorganiques tels que l’hydrogène, le dioxyde de carbone ou le soufre au lieu de l’oxygène.

Cellules procaryotes (bactéries)

Les cellules procaryotes sont les plus simples parmi les trois types. Ils n'ont qu'une membrane cellulaire qui entoure l'intérieur de la cellule. À l'intérieur, nous pouvons trouver le matériel génétique suspendu dans le cytoplasme, ainsi que certains ribosomes (les organites qui génèrent de l'énergie à l'intérieur de la cellule).

Les cellules procaryotes, bien qu’elles soient de nombreux types différents, sont toutes classées comme des bactéries. Pour pouvoir s’adapter plus efficacement à l’environnement, beaucoup d’entre eux ont des additions, telles que des flagelles pour se déplacer librement ou un mur collant, la capsule, qui leur permet d’adhérer à d’autres organismes.

Cellules eucaryotes

Les cellules eucaryotes sont les plus complexes et les plus grandes des trois types. Ils diffèrent des procaryotes et des archées, principalement en ce qu’ils ont un noyau où ils stockent l’ADN. De plus, ils ont plusieurs types d'organelles cellulaires, ce qui leur permet d'effectuer différents types de fonctions.

Les cellules eucaryotes sont la base de toute la vie complexe qui existe sur Terre. Pour cette raison, les scientifiques étudient leur origine depuis plusieurs décennies et ont développé la théorie endosymbiotique du développement cellulaire.

Théorie endosymbiotique de l'évolution cellulaire

Les cellules eucaryotes sont beaucoup plus développées que les archées ou les bactéries.Il y a quelques décennies à peine, une explication satisfaisante de son émergence a été trouvée: la théorie endosymbiotique.

Cette théorie est basée sur les similitudes entre les mitochondries et les chloroplastes des cellules eucaryotes avec des bactéries, dans la forme et le fonctionnement.

Par conséquent, les scientifiques qui défendent proposent que, une cellule à un moment donné dans l'évolution a absorbé une grande bactérie et a commencé à l'utiliser pour extraire l'énergie nécessaire pour survivre et se reproduire.

Les bactéries absorbées, par contre, ont plus de chances de quitter leur progéniture, ainsi qu’une plus grande sécurité en étant dans une cellule plus grande. Il y avait donc une relation symbiotique; d'où le nom de la théorie.

Après des millions d'années d'évolution, les mitochondries et les chloroplastes, qui étaient des bactéries indépendantes, se sont spécialisés. Par conséquent, ils ne peuvent plus survivre en dehors de la cellule.

Preuves de la théorie endosymbiotique

Dans le langage courant, nous utilisons le mot "théorie" pour décrire une opinion qui ne repose pas sur des faits. Cependant, dans le monde de la science, une théorie est une explication d'un phénomène confirmé par des expériences et des observations.

La théorie endosymbiotique n'est pas une exception. Plusieurs indices nous amènent à penser que c'est ainsi que sont apparues les cellules animales et végétales. Certaines de ces preuves sont les suivantes:

• Mitochondrie et ont leur propre chloroplastes ADN → Ces deux types de organites sont vous seul avez l'ADN dans leur cytoplasme, étant séparé du principal ADN cellulaire.
• Les deux organites sont lus sur votre propre → Parce qu'ils ont leur propre ADN, chloroplastes et mitochondries peuvent se répliquer indépendamment de la cellule, et de diriger leur propre division.
• Avoir membrane cellulaire → Contrairement aux autres organites cellulaires, les mitochondries et chloroplastes les deux ont une double membrane cellulaire qui sépare le reste. Ce type de membrane est également présent chez les bactéries.

Références

1. "Cellules procaryotes" dans: Khan Academy. Extrait le 17 janvier 2018 de Khan Academy: en.khanacademy.org.
2. "Différences entre les cellules eucaryotes et procaryotes" dans: Différence entre. Récupéré le: 17 janvier 2018 Différence entre: diferencia-entre.com.
3. "Des procaryotes aux eucaryotes" dans: Comprendre l'évolution. Récupéré le: 17 janvier 2018 dans Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
4. "L'origine et l'évolution des cellules" dans: NCBI. Récupéré le: 17 janvier 2018 de NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
5. "L'évolution de la cellule" dans: Apprendre la génétique. Récupéré le: 17 janvier 2018 chez Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.