Une odyssée personnelle
Une voix dans le concert cosmique
Je me suis toujours demandé si la vie existait ailleurs que sur Terre.
Sur ces planètes tournant autour d'autres soleils...
la vie existe-t-elle ?
Leurs habitants sont-ils comme nous, ou très différents ?
De quoi pourraient-ils être faits ?
Dans l'immense Voie lactée...
d'où vient ce qu'on appelle la vie ?
La nature de la vie, et sa quête sur d'autres planètes...
sont deux aspects d'une même question :
découvrir qui nous sommes.
Tout être vivant est constitué de molécules organiques...
en une architecture complexe...
reposant sur des atomes de carbone.
Entre les étoiles...
on trouve aussi des molécules organiques...
au sein d'énormes nuages de gaz et de poussière.
Dans ces nuages...
une multitude de nouvelles planètes se forment.
Elles doivent être recouvertes de molécules organiques.
Ces molécules ne sont pas créées par la vie...
mais elles en sont la matière.
En milieu favorable, elles peuvent mener à la vie.
La matière organique abonde dans le cosmos...
résultant partout des mêmes réactions chimiques.
Peut-être qu'avec le temps...
la vie est inéluctable sur les planètes qui lui sont propices.
Certaines seront trop hostiles pour qu'elle émerge.
Ailleurs, elle pourrait naître, mourir...
ou ne pas dépasser des formes primitives.
Et sur certaines planètes...
elle pourrait faire naître des civilisations...
plus évoluées que les nôtres.
Tout être vivant appartient à la même famille.
On est fait de la même matière, et on a les mêmes ancêtres.
Nos biologistes doivent donc se limiter...
à un seul type de biologie...
un thème solitaire dans la musique de la vie.
Est-ce l'unique voix à des milliers d'années-lumière...
ou y a-t-il un concert cosmique, avec des milliards d'autres voix...
interprétant la musique de la vie dans la Galaxie ?
C'est sur cette planète que nous avons grandi.
Au début, la vie n'existait pas.
Maintenant, elle abonde sur notre planète.
Comment cela est-il arrivé ?
Comment se sont formées ces molécules organiques ?
Comment la vie a-t-elle pu produire des êtres aussi évolués que nous...
qui sommes capables d'explorer le mystère de nos origines ?
Je vais vous raconter l'histoire d'une mélodie...
dans la musique de la vie.
Au douzième siècle de notre histoire...
le Japon était dirigé par un clan de guerriers, les Heike.
N'ayant de chef des Heike que le nom, l'empereur du Japon...
était un garçon de sept ans, Antoku.
Il était sous la tutelle de sa grand-mère, la Dame Nii.
Les Heike livraient une guerre sanglante...
à un autre clan de samouraïs, les Genji.
Chacun revendiquait le droit ancestral...
au trône impérial.
La bataille décisive eut lieu à Dan-no-Ura...
dans la mer Intérieure du Japon, le 24 avril...
de l'année 1185.
Les Heike étaient nettement inférieurs en nombre.
Voyant leur cause perdue...
les survivants se jetèrent dans la mer et se noyèrent.
La Dame Nii...
décida qu'ils ne devaient pas être capturés.
Ce qui suivit est raconté dans "L'épopée des Heike".
L'empereur demanda à la Dame Nii : "Où m'emmènes-tu ?"
Le visage en pleurs, elle se tourna vers le jeune souverain...
pour le consoler.
Aveuglé par les larmes...
l'enfant souverain joignit ses belles petites mains.
Il se tourna vers l'Orient et fit ses adieux au dieu d'Ise...
puis vers l'Occident...
pour adresser une prière au bouddha Amida.
La Dame Nii...
le prit dans ses bras, en disant :
"Notre royaume est au fond de l'océan"...
puis s'enfonça avec lui dans les profondeurs.
La destruction de la flotte des Heike à Dan-no-Ura...
mit fin au règne de trente ans du clan.
Les Heike pratiquement effacés des pages de l'histoire.
Seules 43 femmes Heike survécurent.
Ces anciennes dames d'honneur de la cour impériale...
durent vendre des fleurs, ainsi que leurs charmes...
aux pêcheurs résidant près du lieu de la bataille.
Ces femmes et leurs enfants...
instaurèrent une fête pour commémorer la bataille.
Aujourd'hui encore, chaque année, le 24 avril...
leurs descendants vont au temple d'Akama...
qui abrite le mausolée...
du jeune empereur noyé, Antoku.
Ils y célèbrent une cérémonie, en souvenir...
de la vie et de la mort des guerriers Heike.
Mais cette histoire a un étrange épilogue.
Les pêcheurs prétendent...
que les samouraïs Heike errent au fond de la mer Intérieure...
sous forme de crabes.
On y trouve des crabes avec de curieuses marques sur leur carapace.
Des marques ressemblant à un visage humain...
avec l'air menaçant d'un samouraï...
du Japon médiéval.
Les pêcheurs ne mangent pas ces crabes Heike.
Ils les rejettent à la mer...
en souvenir des sinistres événements...
de la bataille de Dan-no-Ura.
Cette légende soulève une question passionnante...
Comment le visage d'un guerrier...
en arrive-t-il à être gravé sur la carapace d'un crabe japonais ?
Il semblerait que des êtres humains aient gravé ce visage.
Mais comment ?
Comme bien d'autres caractéristiques, les motifs...
sur la carapace de ce crabe, sont héréditaires.
Chez les crabes, comme chez nous, il y a différentes lignées.
Imaginons que par le plus grand des hasards...
parmi les lointains ancêtres de ce crabe...
il y en ait eu un qui ressemblait vaguement à un visage humain.
Bien avant la bataille, les pêcheurs devaient répugner...
à manger ces crabes.
En les rejetant à la mer...
ils mirent en place un processus de sélection.
Si vous êtes un crabe et que votre carapace est ordinaire...
les êtres humains vous mangeront.
Mais si elle ressemble à un visage...
ils vous laisseront, et vous aurez des tas de bébés crabes...
qui vous ressembleront.
Après de nombreuses générations...
de crabes et de pêcheurs...
les crabes ressemblant au visage d'un samouraï ...
se reproduisirent de façon privilégiée.
Jusqu'à ce qu'ils aient non seulement un visage humain...
ou même un visage japonais...
mais le visage d'un guerrier samouraï .
Les crabes n'ont pas eu leur mot à dire là-dedans.
La sélection est imposée de l'extérieur.
Plus on ressemble à un samouraï , plus on a de chances de survivre.
De nombreux crabes finissent par ressembler à des samouraïs.
Ce processus s'appelle la sélection artificielle.
Celle du crabe Heike a été effectuée...
de façon inconsciente par les pêcheurs...
et les crabes n'y étaient évidemment pour rien.
Depuis des milliers d'années, l'homme sélectionne...
les plantes et les animaux ayant droit à la vie.
Nous sommes entourés d'animaux domestiques, de fruits, de légumes.
Vivaient-ils autrefois à l'état sauvage...
et ont-ils préféré la vie moins épuisante de la ferme ?
Non.
Presque tous ont été créés par l'homme.
Le principe de la sélection artificielle, pour une vache...
un grain de riz ou le crabe Heike, est le suivant :
de nombreux traits sont héréditaires.
Nous favorisons la reproduction de certaines variétés...
au détriment d'autres variétés.
Celle qui a été choisie devient abondante.
Celle qui a été rejetée devient rare, elle peut disparaître.
Si la sélection artificielle exerce de tels changements...
en quelques milliers d'années...
de quoi la sélection naturelle...
en marche depuis des milliards d'années, est-elle capable ?
La réponse...
réside dans la beauté et la diversité du monde biologique.
On sait que la vie a évolué à travers les âges...
d'après l'évolution des animaux et des végétaux...
mais aussi d'après les roches fossiles.
Les fossiles nous indiquent avec certitude...
que certaines créatures autrefois très nombreuses...
ont totalement disparu.
Il y a plus d'espèces disparues que d'espèces vivantes.
Ce sont des expériences révolues dans l'évolution.
Les trilobites que voici, sont apparus il y a 600 millions d'années.
Ils ont vécu pendant 300 millions d'années.
Ils ont tous disparu.
Il n'y en a plus un seul.
Mais dans ces roches, on ne trouve pas de fossiles d'êtres humains.
Nous sommes apparus récemment.
L'évolution est un fait, pas une théorie.
Elle s'est réellement produite.
L'évolution se fait par la sélection naturelle, comme l'ont découvert...
Charles Darwin et Alfred Russel Wallace.
Voici son mécanisme.
La nature est prolifique.
Il naît bien plus de créatures qu'il ne peut en survivre.
Et les variétés qui se trouvent être moins bien adaptées...
ne survivent pas, ou se reproduisent moins.
Des mutations, des changements soudains dans l'hérédité...
se transmettent, se reproduisent.
L'environnement sélectionne les mutations qui favorisent la survie.
Il résulte de cette lente succession de changements...
la naissance de nouvelles espèces.
Nombre de gens étaient scandalisés par l'idée d'une sélection naturelle.
Nos ancêtres voyaient...
dans la complexité et la beauté de la vie...
l'œuvre d'un grand créateur.
Le plus simple des organismes est plus complexe...
que la montre la plus perfectionnée.
Mais les montres ne s'assemblent pas toutes seules...
elles n'évoluent pas par étapes successives...
depuis le stade de la montre de gousset.
Derrière une montre, il y a un horloger.
On ne pouvait imaginer que des atomes s'assemblent spontanément...
pour former, disons...
un pissenlit.
L'idée d'un créateur...
est une explication entièrement humaine du monde biologique.
Mais, comme l'ont démontré Darwin et Wallace...
il y a une autre explication...
tout aussi humaine, et bien plus convaincante :
la sélection naturelle, qui embellit la musique de la vie...
depuis la nuit des temps.
Pour comprendre l'évolution...
nous avons condensé le temps en une année cosmique...
à compter du big-bang, le premier janvier.
Chaque mois représente un peu plus d'un milliard d'années.
La Terre ne s'est formée qu'aux deux tiers de l'année.
L'histoire de la vie, telle qu'on la connaît, est très récente.
Elle occupe les dernières secondes du 31 décembre.
Ce petit coin en bas à droite, sur le calendrier.
L'évolution sur Terre est peut-être typique d'autres planètes.
Mais, dans les détails...
l'histoire de la vie sur Terre...
est unique dans toute la Voie lactée.
Les deux secrets de l'évolution sont le temps et la mort.
Le temps permet d'accumuler les mutations propices...
et la mort laisse la place à de nouvelles espèces.
La vie apparut en septembre, sur notre calendrier.
Notre planète, avec les bosses et les cratères liés à sa naissance...
devait un peu ressembler à la lune.
La Terre a 4,5 milliards d'années.
Dans notre calendrier...
elle s'est formée à partir de gaz et de poussière interstellaires...
vers le 14 septembre.
Les fossiles indiquent que la vie est apparue peu après...
vers le 25 septembre environ...
sans doute dans les mares et les océans de la Terre primitive.
Les premiers êtres vivants étaient loin des organismes unicellulaires...
qui sont déjà une forme de vie très complexe.
Ces premières manifestations de la vie étaient plus modestes...
et se produisirent au niveau moléculaire.
Les éclairs, et les rayons ultraviolets du soleil...
ont fissuré des molécules riches en hydrogène, dans l'atmosphère.
Les fragments de ces molécules se sont spontanément recombinés...
en des molécules toujours plus complexes.
Les produits de ces réactions se sont dissous dans l'océan...
formant une sorte de soupe organique...
d'une complexité croissante.
Jusqu'à ce qu'un jour, par hasard...
une molécule soit capable de se reproduire sommairement...
en utilisant comme composants les autres molécules.
Cette molécule était l'ancêtre de l'ADN...
la molécule mère de la vie sur Terre.
Elle est formée de quatre éléments, les nucléotides...
qui constituent les quatre lettres du code génétique...
le langage de l'hérédité.
Chacun des nucléotides, formant les échelons de l'ADN...
est ici de couleur différente.
Les instructions varient selon les organismes.
C'est pourquoi ceux-ci sont différents.
Une mutation est un changement de nucléotide...
une erreur dans les instructions génétiques.
Les mutations étant aléatoires, la plupart sont une aberration génétique.
Elles nuisent à la génération suivante.
Mais certaines, par hasard...
dépassent les instructions initiales, et favorisent l'évolution.
L'ADN est un milliard de fois plus petit...
que ce que nous voyons ici.
Chacun de ces éléments ressemblant à des fruits est un atome.
Sans outils scientifiques...
les mécanismes de la vie seraient invisibles.
Il y a quatre milliards d'années...
les ancêtres de l'ADN se disputaient le matériau moléculaire...
et se reproduisaient sommairement.
Il n'y avait aucun prédateur, la vie était partout.
Les océans et les mares qui emplissaient les cratères...
étaient comme un jardin d'Éden pour ces molécules.
Reproduction, mutation et sélection naturelle...
permirent l'évolution des molécules vivantes.
Des variétés possédant certaines fonctions s'unirent...
pour former un collectif : la première cellule.
La soupe organique finit par s'autoconsommer.
Les plantes pouvaient déjà utiliser la lumière...
pour fabriquer leurs constituants. Les eaux devinrent vertes.
Des plantes unicellulaires devinrent des organismes multicellulaires.
Autre événement important, début novembre :
les microbes découvrent le sexe par hasard.
Le 1er décembre, les plantes libèrent...
d'énormes quantités d'oxygène et d'azote dans l'atmosphère.
Le ciel est créé par la vie.
Puis, soudain, le 15 décembre...
de nouvelles formes de vie prolifèrent.
C'est ce qu'on appelle "l'explosion cambrienne".
On sait que la vie sur Terre est apparue peu après sa formation.
Cela laisse supposer que l'origine de la vie serait...
un processus chimique inéluctable sur des planètes similaires...
à travers le cosmos.
Mais en 4 milliards d'années, la vie sur Terre n'a pas dépassé le stade...
d'algue.
Des organismes complexes...
ont dû avoir plus de mal à évoluer que les origines de la vie.
Si c'est le cas, les planètes de notre galaxie...
grouillent peut-être de micro-organismes.
Mais les animaux, les végétaux et les êtres rationnels...
sont sans doute beaucoup plus rares.
Le 18 décembre, il y avait quantité de trilobites...
fourmillant au fond des océans.
Des sortes de calamars aux écailles multicolores étaient partout.
Nous en savons assez pour établir certains faits.
Les poissons et les vertébrés sont nés le 19 décembre.
Les plantes ont colonisé la Terre le 20 décembre.
Les premiers insectes volants ont surgi le 22 décembre.
Les amphibiens sont apparus au même moment.
Semblables aux dipneustes...
ils pouvaient survivre sur Terre comme dans l'eau.
Nos ancêtres directs laissaient l'océan derrière eux.
Les premiers arbres et les reptiles se sont développés le 23 décembre.
Ce sont deux évolutions extraordinaires.
Nous descendons de certains de ces reptiles.
Les dinosaures sont apparus la veille de Noël.
Il y en avait de nombreuses sortes.
La planète Terre leur appartenait.
Certains se tenaient debout, et étaient assez intelligents.
Dans la jungle, d'énormes lézards écrasaient tout sur leur passage.
À l'insu des dinosaures, une créature...
dont les petits naissaient sans défense, faisait son apparition.
Les mammifères sont nés le 26 décembre...
et les premiers oiseaux, le lendemain.
Les dinosaures dominaient toujours la planète.
Soudain, au même moment, et partout...
ils ont disparu.
On ignore pourquoi, mais on peut en tirer cette leçon :
160 millions d'années de présence ne garantissent pas la survie.
Les dinosaures ont péri alors que la première fleur apparaissait.
Le 30 décembre, des créatures ressemblant aux humains évoluèrent...
et la taille de leur cerveau subit une augmentation spectaculaire.
Puis, le soir du dernier jour du dernier mois...
il y a des millions d'années...
les premiers humains prirent place sur le calendrier cosmique.
L'histoire de l'humanité...
n'occupe que les dix dernières secondes de l'année.
Étudions de plus près la nature de nos ancêtres.
Un détail chimique créa un grand événement...
dans l'histoire de notre planète.
Parmi toutes les molécules primitives...
certaines étaient à la fois attirées et repoussées par l'eau.
Ce trait les fit s'unir...
pour former une sphère minuscule...
dont l'intérieur était isolé.
Les ancêtres de l'ADN y trouvèrent refuge.
La cellule était née.
Après des millions d'années sont apparues les plantes...
rejetant de l'oxygène.
Mais nous ne sommes pas issus de cette lignée.
Des bactéries aérobies sont nées des milliards d'années plus tard.
À partir d'un noyau simple, une cellule nucléée s'est développée.
Certaines de ces cellules ont donné naissance à des plantes...
et d'autres à des colonies...
avec des cellules externes et internes aux fonctions différentes.
Ces colonies ont formé un polype évoluant au fond de l'océan...
et filtrant la nourriture.
Il a acquis de petits tentacules...
pour amener la nourriture jusqu'à la bouche.
Cet ancêtre a engendré...
des animaux possédant des épines et des organes internes.
L'étoile de mer, notre cousine, en fait partie.
Mais nous ne sommes pas ses descendants.
Il y a 550 millions d'années...
les filtres sont devenus des branchies...
qui ont permis de mieux filtrer la nourriture.
Une des lignées a donné naissance aux hemichordata.
Une autre à une créature qui, à l'état de larve, pouvait nager...
mais qui, adulte, était fixée aux fonds marins.
Certaines sont devenues des tubes vivants.
D'autres sont restées au stade larvaire toute leur vie.
Elles nageaient et possédaient une sorte d'épine dorsale.
Nos ancêtres...
il y a 500 millions d'années, étaient ces poissons à branchies...
semblables à des lamproies.
Progressivement, ces poissons ont acquis des yeux et une mâchoire.
Ils se sont mis à s'entre-dévorer.
Les plus rapides pouvaient survivre.
Grâce à leur mâchoire, ils pouvaient utiliser les branchies pour respirer.
Voici comment est apparu le poisson actuel.
L'été, les marais étaient asséchés.
Certains poissons ont développé un poumon pour pouvoir respirer.
Leurs cerveaux s'élargissaient.
Pendant la sécheresse, ils pouvaient se traîner jusqu'au marais voisin.
Une adaptation très importante.
Les premiers amphibiens avaient une queue de poisson.
Leurs œufs étaient pondus dans l'eau, où ils étaient vulnérables...
jusqu'à une formidable invention :
l'œuf avec une coquille, pondu sur une terre sans prédateurs.
Les reptiles et les tortues remontent à cette époque-là.
De nombreux reptiles sont restés sur terre.
Certains se sont transformés en dinosaures.
Certains dinosaures ont acquis des plumes, pour pouvoir voler.
Les seuls descendants encore vivants des dinosaures sont les oiseaux.
Les gros dinosaures ont évolué autrement.
Ils ont été les plus gros carnivores ayant existé.
Mais il y a 65 millions d'années, ils ont tous péri mystérieusement.
Leurs ancêtres ont également évolué dans d'autres directions.
Ils sont devenus des petites créatures.
La gestation se faisait dans le ventre de la mère.
Différentes espèces ont surgi après la disparition des dinosaures.
Les nouveau-nés étaient très immatures.
Chez les marsupiaux, comme le wombat...
et chez les mammifères, les petits apprenaient la survie.
La taille du cerveau augmentait.
L'ancêtre de tous les mammifères était une sorte de musaraigne.
Une lignée s'est adaptée aux arbres et a acquis de l'agilité...
un plus grand cerveau...
et un goût de l'exploration.
Certains sont devenus des babouins, mais ce n'est pas notre lignée.
Les singes et les humains ont un ancêtre commun.
Si l'on compare les os, les muscles, les molécules...
il n'y a pas de grandes différences entre les singes et les humains.
Contrairement au chimpanzé, nos ancêtres marchaient debout.
Ainsi, ils pouvaient utiliser leurs mains pour expérimenter.
On est devenus plus intelligents. On a commencé à parler.
Des branches parallèles à la nôtre...
ont disparu pendant les derniers millions d'années.
Nous sommes, avec nos cerveaux et nos mains, les survivants.
Un fil ininterrompu nous rattache à ces premières cellules.
Revoyons tout cela...
en condensant 4 milliards d'années d'évolution en 40 secondes.
Voilà ce que peuvent faire les molécules...
avec quatre milliards d'années d'évolution.
On représente l'évolution sous la forme de branches partant...
d'un tronc commun...
et dont chacune serait taillée par la sélection naturelle.
Toute plante et tout animal...
a une histoire aussi ancienne et illustre que la nôtre.
Nous n'occupons qu'une branche...
mais nous influençons toutes les autres branches...
de cet arbre vieux de quatre milliards d'années.
Comme les arbres sont beaux !
L'espèce humaine a grandi autour des arbres.
Nous avons un lien particulier avec eux.
Les arbres photosynthétisent.
Ils récoltent la lumière.
Ils se disputent les faveurs du soleil.
Regardez ces deux arbres...
qui se battent pour la lumière du soleil...
mais avec quelle grâce, et quelle étonnante lenteur !
Il y a tant de plantes sur Terre...
qu'on risque de les trouver banales...
et d'oublier leur finesse et leur efficacité.
Ce sont de grandes et belles machines fonctionnant à la lumière...
puisant l'eau dans le sol, le gaz carbonique dans l'air...
et les transformant en nourriture, pour elles comme pour nous.
Voici un musée de plantes naturelles.
Les jardins botaniques royaux de Kew, à Londres.
Toute plante utilise ses propres glucides...
comme source d'énergie, pour ses activités végétales.
Et nous, qui sommes des parasites des plantes...
nous volons ces glucides pour vaquer à nos activités.
En mangeant plantes et fruits...
on combine ces glucides avec l'oxygène...
qu'on a respiré et qui est dans notre sang.
Grâce à cette réaction chimique, on obtient l'énergie nécessaire.
On expire du gaz carbonique...
avec lequel les plantes fabriquent d'autres glucides.
Quelle formidable coopération !
Chacun utilise les gaz que rejette l'autre.
Et c'est la lumière du soleil qui fait fonctionner ce cycle.
Mais même sans nous, il y aurait du gaz carbonique.
On a besoin des plantes plus qu'elles n'ont besoin de nous.
Il y a des ressemblances entre les organismes.
Certaines sont évidentes, comme la récurrence du chiffre cinq.
Le corps humain a cinq extensions...
une tête, deux bras et deux jambes.
Comme les canards...
bien que les fonctions de ces extensions soient différentes.
Le schéma d'une pieuvre ou d'un mille-pattes est différent.
Un extraterrestre pourrait avoir un aspect plus étrange encore.
Ces ressemblances de lignées vont beaucoup plus loin...
si on étudie les origines moléculaires de la vie.
Il y a des dizaines de milliards...
de sortes de molécules organiques.
Mais seulement cinquante...
sont utilisées dans les mécanismes de la vie.
Ce sont ces cinquante molécules...
que l'on retrouve dans les différentes fonctions du vivant.
Quand on se penche sur le noyau de toute vie...
sur les protéines qui contrôlent les cellules...
sur la spirale, ou l'hélice des acides nucléiques...
portant l'information génétique...
on se rend compte que ces molécules sont identiques...
chez tous les végétaux et animaux de notre planète.
Ce chêne et moi sommes faits de la même matière.
Nous avons un très lointain ancêtre commun.
C'est pourquoi nos composants sont similaires.
Allons explorer cette origine commune de la vie.
Étudions les mécanismes moléculaires...
qui sont à la source de toute vie.
Je vous invite à un voyage dans le noyau de la cellule.
Il nous faut une cellule.
J'en ai des billions, je peux bien en donner quelques-unes.
Le simple fait de se piquer le doigt...
est un événement important, à petite échelle.
Des millions de globules rouges sont détournés de leur voie habituelle.
Mais la plupart continuent leur chemin...
livrant leur oxygène à la plus petite tache de rousseur.
Entrons dans la cellule...
ce domaine aussi beau et complexe...
que celui des étoiles et des galaxies.
Parmi les globules rouges, on voit un globule blanc : un lymphocyte...
qui a pour fonction de me protéger des microbes.
À sa surface, il fabrique des anticorps.
Mais à l'intérieur, il est comme d'autres cellules.
Plongeons à travers la membrane pour pénétrer dans la cellule.
Ici, tout élément a une fonction précise.
Ces bulles vertes sont des usines...
où des messagers fabriquent les enzymes...
régulant les réactions cellulaires.
Ces messagers ont reçu leurs ordres...
à l'intérieur du noyau, qui est le cerveau de la cellule.
Les instructions données à la cellule...
sont cachées ici.
Voici un pore nucléaire, un tunnel...
permettant d'accéder au Saint des Saints biologique.
Ces chaînes, ces brins entortillés qui serpentent...
sont des acides nucléiques : l'ADN.
Le secret de fabrication d'un humain...
est codé dans le langage de la vie d'une molécule d'ADN.
Voici la double hélice de l'ADN...
une machine comportant 100 milliards d'éléments mobiles, les atomes.
Il y a autant d'atomes dans une molécule d'ADN...
qu'il y a d'étoiles dans une galaxie type.
La séquence des nucléotides, qui sont ici colorés...
est ce qui se transmet de génération en génération.
Si on change cet ordre...
on change les instructions génétiques.
L'ADN doit se répliquer très fidèlement.
La copie de l'ADN commence par la séparation des deux hélices.
Ceci est effectué par un enzyme qui déroule l'ADN.
Tel un outil de précision, cet enzyme, ici en bleu...
brise les ponts chimiques reliant les deux hélices de l'ADN.
L'enzyme descend le long de la molécule...
et scinde l'ADN au fur et à mesure de sa progression.
Chaque hélice copie l'autre...
sous le contrôle d'enzymes spéciaux.
Le noyau contient des nucléotides libres.
L'enzyme reconnaît un nucléotide et le fixe en face du brin d'ADN...
copiant ainsi un échelon de plus de la double hélice.
Quand l'ADN se réplique...
des dizaines de nucléotides sont assemblés chaque seconde.
Des milliers d'enzymes peuvent travailler sur une seule molécule.
Quand un nucléotide ne convient pas...
l'enzyme le rejette.
C'est une "relecture".
Les rares fois où il y a erreur...
un mauvais nucléotide est fixé...
et les instructions génétiques s'en trouvent modifiées.
Une mutation a eu lieu.
Cet enzyme est une petite molécule...
mais il attrape les nucléotides, les assemble...
et fait une "relecture".
C'est un responsable essentiel...
de la reproduction de toute cellule et de tout être sur Terre.
Cet enzyme, ainsi que l'ADN...
sont des machines aux pouvoirs impressionnants.
Chez tout être vivant, ces machines sont au travail...
s'assurant que les acides nucléiques continuent à se répliquer.
Une petite coupure déclenche l'alarme...
et il se crée dans le sang un réseau complexe de fibres...
pour former un caillot et arrêter l'hémorragie.
L'équilibre est délicat.
Si le sang coagule trop, il se solidifiera.
S'il ne coagule pas assez, une égratignure peut nous faire mourir.
Cet équilibre est contrôlé par des enzymes commandés par l'ADN.
Ici aussi, il y a une équipe de nettoyage...
constituée de globules blancs en action...
qui entourent l'envahisseur, les bactéries, et les dévorent.
Ce nettoyage fait partie de la cicatrisation...
elle aussi contrôlée par l'ADN.
Ces cellules font partie de nous, mais elles nous sont étrangères.
Au sein de chaque cellule...
on trouve des molécules perfectionnées...
comme les acides nucléiques et les enzymes.
Chaque cellule est un triomphe de la sélection naturelle.
Et nous sommes faits de billions de cellules.
Chacun de nous est une multitude de cellules.
En chacun règne un petit univers.
L'ADN humain est une échelle en spirale...
longue d'un milliard de nucléotides.
De nombreuses séquences de nucléotides ne signifient rien.
Elles codent pour des protéines qui n'ont aucune fonction spécifique.
Seules quelques séquences d'ADN...
sont utiles à des formes de vie aussi complexes que la nôtre.
Mais les possibilités d'assemblages utiles des nucléotides...
sont infiniment nombreuses.
Sans doute plus nombreuses que le nombre total d'atomes dans l'univers.
Ceci implique que le nombre potentiel de variétés d'êtres humains...
est bien plus grand que le nombre d'individus qui ont vécu.
Ce potentiel inexploité de l'espèce humaine est immense.
On pourrait assembler les nucléotides...
de manière bien plus efficace, quels que soient nos critères...
que celle de n'importe quel être humain ayant jamais existé.
Heureusement, nous ne savons pas, ou du moins pas encore...
comment assembler différemment les nucléotides...
pour obtenir d'autres sortes d'êtres humains.
On pourra peut-être à l'avenir les assembler...
selon nos désirs...
et obtenir des traits que l'on juge souhaitables.
C'est une perspective dérangeante et inquiétante.
Nous ne ressemblons pas beaucoup aux arbres.
Nous n'appréhendons pas le monde de la même façon.
Mais au fond, au cœur de la vie moléculaire...
nous sommes fondamentalement comme eux.
Eux, comme nous, utilisent l'ADN comme matériel héréditaire...
et les protéines comme enzymes pour contrôler la cellule.
Et, surtout, nous utilisons le même code...
pour traduire l'information de l'ADN en information protidique.
N'importe quel arbre pourrait lire mon code génétique.
Pourquoi sommes-nous si semblables ?
Pourquoi les arbres sont-ils nos cousins ?
Ailleurs, la vie utiliserait-elle des protéines ?
Les mêmes protéines ou acides nucléiques, le même code génétique ?
L'explication habituelle est que nous tous...
les arbres, les êtres humains...
les poissons, les moisissures, ou les bactéries...
descendons tous d'une seule et même forme de vie...
aux origines de la Terre, il y a quatre milliards d'années.
Comment sont apparues les molécules de la vie ?
À l'université de Cornell...
on a mélangé les eaux et les gaz primitifs et fourni de l'énergie...
pour voir si on peut créer la matière de la vie.
Mais l'atmosphère primitive était-elle constituée d'air ?
Si on utilise notre atmosphère...
l'expérience est un fiasco.
Au lieu de fabriquer des protéines...
nous obtenons de la fumée, c'est un retour en arrière.
Pourquoi cet échec ?
Parce que l'air contient de l'oxygène...
qui est issu des plantes.
Avant la vie, les plantes n'existaient pas.
On ne doit pas utiliser l'oxygène...
car il n'y en avait pas à l'époque.
Le cosmos est principalement constitué d'hydrogène...
qui absorbe l'oxygène.
La faible pesanteur de la Terre a permis à l'hydrogène...
de s'écouler dans l'espace. Il n'y en a presque plus.
Mais à l'origine...
l'atmosphère était riche en hydrogène.
Le méthane, l'ammoniac, la vapeur d'eau.
Voilà les gaz à utiliser.
Après s'être assuré que ces gaz étaient purs...
Bishun Khare, mon collègue, les pompe hors de leurs ballons.
Cette expérience fut réalisée...
par Stanley Miller et Harold Urey dans les années cinquante.
Les gaz sont ensuite introduits dans un grand ballon.
On pourrait projeter des rayons ultraviolets.
Mais ici...
nous utiliserons des étincelles...
pour stimuler les gaz comme le ferait un éclair.
Au bout de quelques heures, l'intérieur du ballon...
se recouvre d'un pigment brun étrange...
un mélange de molécules organiques complexes...
contenant les composants des protéines et des acides nucléiques.
Dans des conditions favorables, ils s'assemblent...
pour former des petites protéines et des petits acides nucléiques.
Ces acides nucléiques peuvent même se dupliquer fidèlement.
Ce ballon contient les notes de la musique de la vie...
mais la musique elle-même est encore à venir.
Jusqu'à présent, personne...
n'a mélangé les gaz et les eaux de la Terre primitive...
pour obtenir une créature capable de ramper hors du récipient.
Il reste beaucoup à découvrir sur les origines de la vie...
y compris l'origine du code génétique.
Ça ne fait que trente ans qu'on mène ces expériences.
La nature a une avance de quatre milliards d'années.
Rien dans cette expérience n'est spécifique à la Terre.
Les gaz et les sources d'énergie utilisés...
sont communs à tout le cosmos.
Des réactions chimiques semblables...
doivent être à l'origine de la matière organique interstellaire...
et des acides aminés des météorites.
De telles réactions ont dû se produire...
sur un milliard d'autres planètes de la Voie lactée.
Il est si facile de produire une grande quantité de cette matière.
Le cosmos est rempli des molécules de la vie.
À quoi ressemblerait la vie ailleurs ?
Même si elle avait les mêmes composants moléculaires que nous...
ce dont je doute fort...
elle ne pourrait avoir de formes similaires...
à celles des organismes terrestres.
L'évolution est un processus aléatoire.
Elle produirait ailleurs des créatures ne ressemblant à rien de connu.
Sur une planète comme Jupiter...
dont l'atmosphère est riche en hydrogène, en méthane et en eau...
et sur laquelle les molécules organiques tomberaient du ciel...
comme les produits de notre expérience...
la vie pourrait-elle exister ?
Mais l'atmosphère y connaît des turbulences...
et à basse altitude, elle est très chaude.
On risque d'être entraîné vers le bas et de brûler.
Si on parvient à se reproduire avant...
notre progéniture pourra être entraînée en haute altitude.
De tels organismes peuvent être petits. Ce sont des "plongeurs".
À Cornell, avec le physicien E. E. Salpeter...
j'ai imaginé les types de vies...
pouvant exister sur une telle planète.
D'énormes ballons vivants pourraient flotter...
en expulsant des gaz lourds ou en conservant une haute température.
Ils consommeraient ou fabriqueraient des molécules organiques.
Ce sont des "flotteurs".
Ils pourraient être immenses...
plus grands que n'importe quelle baleine...
grands comme des villes entières.
On les imagine organisés en grands troupeaux...
s'étendant à l'infini...
dans les courants d'air ascendants d'une vaste mer de nuages.
Mais on pourrait trouver d'autres créatures : les "chasseurs".
Les chasseurs sont agiles.
Ils mangent les flotteurs, pour leur matière organique...
et pour leur hydrogène.
Mais ils sont peu nombreux...
car s'ils détruisaient tous les flotteurs, ils mourraient.
Selon les lois de la physique, ils pourraient exister.
On peut les peindre de façon réaliste...
mais rien n'oblige la nature à suivre nos spéculations.
S'il y a des milliards de planètes inhabitées dans la Voie lactée...
il est probable qu'en quelques rares endroits il y ait...
des chasseurs...
des flotteurs et des plongeurs.
La biologie est plus proche de l'histoire que de la physique.
Pour comprendre le présent, on doit connaître le passé.
En biologie comme en histoire, on ne peut prévoir l'avenir.
La raison en est simple : ces deux sujets nous dépassent.
Mais on peut mieux se connaître...
en étudiant d'autres espèces.
Étudier un exemple de vie extraterrestre...
même le plus modeste, comme un vulgaire microbe...
ouvrirait les portes de la biologie.
Cela nous montrerait ce qui pourrait exister.
Jusqu'à présent, nous n'avons étudié qu'une seule voix de la vie...
mais pour la première fois...
avec les outils de la science, nous sommes à la recherche...
du concert cosmique.
COSMOS SUPPLÉMENT
Nous en avons appris un peu plus sur les origines de la vie.
Vous rappelez-vous de l'ARN...
cet acide nucléique servant de messager cellulaire...
qui transporte l'information génétique hors du noyau ?
On a découvert que l'ARN, tout comme les protéines...
pouvait réguler des réactions...
et se dupliquer, chose impossible pour les protéines.
Certains pensent que la première forme de vie...
était une molécule d'ARN.
Il semble plausible que des composants moléculaires...
soient tombés du ciel, il y a quatre milliards d'années.
Les comètes contiennent beaucoup de molécules organiques...
et nombre d'entre elles sont tombées sur la Terre primitive.
On a parlé de la disparition des dinosaures...
ainsi que de celle d'autres espèces, il y a 65 millions d'années.
À cette époque, une comète est entrée en collision avec la Terre.
Le nuage de poussière qui en a résulté...
a dû assombrir et refroidir la Terre...
tuant les dinosaures, mais épargnant...
les petits mammifères à poils qui étaient nos ancêtres.
D'autres disparitions liées aux comètes ont dû se produire.
Ceci impliquerait que les comètes ont apporté...
à la fois la vie et la mort.