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Nouvelle vie plus ancienne trouvée, quelles sont les implications?

Nouvelle vie plus ancienne trouvée, quelles sont les implications?


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Ainsi, il y a quelques jours, il a été annoncé que de nouveaux fossiles de micro-organismes avaient peut-être été découverts autour d'anciens évents hydrothermaux. Selon l'article, ces fossiles "ont au moins 3 770 millions et peut-être 4 280 millions d'années", ce qui en fait le premier exemple de vie trouvé à ce jour. Si l'estimation supérieure est correcte, cela signifierait que ces organismes n'ont existé "que" environ 250 millions d'années après la formation de la Terre.

Cette découverte bouleverse-t-elle l'une de nos idées précédentes et/ou fournit-elle de nouvelles perspectives sur la vie la plus ancienne ?


Pas beaucoup, l'échantillon n'est pas définitivement d'origine biotique et n'est pas nécessairement beaucoup plus ancien que les fossiles connus, 3,7 milliards contre 3,5 milliards. L'échantillon est constitué de quelques filaments d'hématite simples, des filaments d'hématite complexes se forment en tant que sous-produit de l'oxygène à l'aide de bactéries (aérobies), ils peuvent également être formés par des processus métamorphiques. Soumettre ces filaments à la vie et proposer de l'oxygène doit avoir été présent bien plus tôt que toute preuve basée sur cela est au mieux un vœu pieux.

Si elle était correctement identifiée et aussi ancienne que possible, elle n'aurait qu'un faible effet, cela rendrait plus probable la découverte de la vie sur d'autres planètes, car cela signifierait des formes de vie dès que vous avez de l'eau liquide persistante. Cela pourrait indiquer de l'oxygène plus tôt que prévu, mais cela semble peu probable.


L'effet de cette hypothétique découverte (car je n'ai pas encore vu la datation des roches) est quasi inexistant. Cela ne fait que renforcer une idée déjà présente dans les origines de la communauté Life depuis longtemps - vous découvrez la vie dès que vous découvrez des roches solides capables de créer des fossiles, donc la vie doit être apparue immédiatement après le refroidissement de la surface de la Terre ou peut-être elle est simplement originaire d'ailleurs dans le système solaire et a été transporté ici par des météorites (il existe des preuves solides de cette hypothèse dans la capacité des bactéries à survivre dans des environnements extrêmes). Ce qui est important cependant, c'est le renforcement de l'idée qu'il y a un "chaînon manquant" dans l'histoire de la transition de la chimie à la biologie qui n'est certainement pas dans les archives fossiles !

Le fait que nous ne puissions pas découvrir de molécules complexes intermédiaires entre la Terre primitive et les bactéries signifie pour plus des scientifiques que soit la vie a simplement "fait un tour" sur une comète ou une météorite pour venir ici d'un autre endroit du système solaire, elle est originaire (peut-être de Mars), ce qui impliquerait à son tour que l'ensemble du système solaire a donné naissance à un seul " type" de Vie et donc même si nous trouvons de la Vie en dehors de la Terre, elle sera probablement basée sur l'ADN et le dogme central et ressemblera trop au nôtre ou que l'émergence de la Vie a été si rapide que cela ne peut tout simplement pas être par hasard ! Je pense que les implications du deuxième cas sont plus importantes, mais le premier peut également faire beaucoup de "bruit", je suppose (surtout s'ils trouvent des bactéries sur Mars et qu'elles s'avèrent être exactement comme celles-ci). Cependant, je suis moi-même un peu un "hérétique" ici et je pense que l'occurrence continue des mêmes fossiles partout dans les archives géologiques anciennes (et dans les météorites de Mars aussi) peut indiquer une vision un peu différente de ce que la vie peut être défini comme. Ce que nous cherchons ici, ce ne sont pas des preuves de cellules, mais plutôt des preuves de produits métaboliques que nous (pas eux par eux-mêmes) contribuons aux cellules ! Parce que les cellules modernes peuvent produire de tels produits nous supposons qu'ils sont produits par des cellules ! Mais nous n'avons pas de cellules que nous pouvons observer au microscope dans ces roches. Nous avons de fines bandes de matériel nous penser vient des cellules (c'est la même chose avec les météorites martiennes - la science devient en quelque sorte un "point de vue" dont vous devriez considérer qu'il n'est pas très "scientifique"). Mais que se passerait-il si ces bandes étaient le résultat du métabolisme, mais n'étaient pas cellulaires ! Je pense moi-même que c'est tout à fait possible, mais la plupart de mes collègues n'envisagent même pas cette idée. Cela peut facilement expliquer l'essor précoce des produits du métabolisme mais en même temps laisser le temps à la complexité des cellules modernes de se former sous l'influence d'une grande compétition entre les voies métaboliques elles-mêmes, plutôt que les cellules vivantes - pour lesquelles nous semblons avoir des preuves directes à une période beaucoup plus tardive. Cette hypothèse peut aussi expliquer pourquoi toutes les voies métaboliques de base de la Vie sont aujourd'hui si conservatrices (contrairement aux gènes eux-mêmes qui les déterminent - qu'est-ce qui est vraiment plus conservateur - le gène ou son rôle ?) tandis que les protéines qui les codent peuvent être codées sous différentes organisations génomiques - par ex. structure différente du génome dans différents domaines. La place du gène peut changer, même dans une certaine mesure sa séquence, mais ce qui reste le même, c'est leur relation les uns avec les autres, par ex. leur topologie à respecter les uns les autres dans le graphique général du métabolisme. Pourquoi? Et si le métabolisme était plus ancien que les cellules, mais que les preuves de cette "évolution du métabolisme" s'étaient perdues à l'époque d'avant la cellule (car il n'y avait pas de cellules, pas de structures, rien à laisser de fossiles de l'évolution du métabolisme, à l'exception de ses déchets (en quelque sorte ses "coprolites"). J'aimerais penser que ces preuves soutiennent une telle hypothèse, mais encore une fois, c'est juste un avis.

J'espère que cette réponse vous plaira.


Les scientifiques ont découvert les origines des éléments constitutifs de la vie

Un pli (forme) qui a peut-être été l'une des premières protéines dans l'évolution du métabolisme. Crédit : Vikas Nanda/Université Rutgers

Les chercheurs de Rutgers ont découvert les origines des structures protéiques responsables du métabolisme : de simples molécules qui alimentent la vie précoce sur Terre et servent de signaux chimiques que la NASA pourrait utiliser pour rechercher la vie sur d'autres planètes.

Leur étude, qui prédit à quoi ressemblaient les premières protéines il y a 3,5 à 2,5 milliards d'années, est publiée dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences.

Les scientifiques ont retracé, tel un puzzle de plusieurs milliers de pièces, l'évolution des enzymes (protéines) du présent au passé profond. La solution du puzzle nécessitait deux pièces manquantes, et la vie sur Terre ne pourrait exister sans elles. En construisant un réseau connecté par leurs rôles dans le métabolisme, cette équipe a découvert les pièces manquantes.

"Nous savons très peu de choses sur la façon dont la vie a commencé sur notre planète. Ce travail nous a permis d'entrevoir profondément dans le temps et de proposer les premières protéines métaboliques", a déclaré le co-auteur Vikas Nanda, professeur de biochimie et de biologie moléculaire à Rutgers Robert Wood Johnson Medical. École et membre résident du corps professoral du Center for Advanced Biotechnology and Medicine. "Nos prédictions seront testées en laboratoire pour mieux comprendre les origines de la vie sur Terre et pour expliquer comment la vie peut provenir d'ailleurs. Nous construisons des modèles de protéines en laboratoire et testons si elles peuvent déclencher des réactions critiques pour le métabolisme précoce."

Une équipe de scientifiques dirigée par Rutgers appelée ENIGMA (Evolution of Nanomachines in Geospheres and Microbial Ancestors) mène la recherche avec une subvention de la NASA et via une adhésion au programme d'astrobiologie de la NASA. Le projet ENIGMA cherche à révéler le rôle des protéines les plus simples qui ont catalysé les premiers stades de la vie.

« Nous pensons que la vie a été construite à partir de très petits blocs de construction et a émergé comme un ensemble de Lego pour fabriquer des cellules et des organismes plus complexes comme nous », a déclaré l'auteur principal Paul G. Falkowski, chercheur principal d'ENIGMA et professeur distingué à l'Université Rutgers-Nouveau-Brunswick qui dirige le Laboratoire de biophysique environnementale et d'écologie moléculaire. "Nous pensons avoir trouvé les éléments constitutifs de la vie, l'ensemble Lego qui a finalement conduit à l'évolution des cellules, des animaux et des plantes."

L'équipe Rutgers s'est concentrée sur deux "plis" de protéines qui sont probablement les premières structures du métabolisme précoce. Il s'agit d'un pli ferredoxine qui lie les composés fer-soufre et d'un pli « Rossmann », qui lie les nucléotides (les éléments constitutifs de l'ADN et de l'ARN). Ce sont deux pièces du puzzle qui doivent s'intégrer dans l'évolution de la vie.

Les protéines sont des chaînes d'acides aminés et le chemin 3-D d'une chaîne dans l'espace s'appelle un pli. Les ferrédoxines sont des métaux présents dans les protéines modernes et les électrons de navette autour des cellules pour favoriser le métabolisme. Les électrons circulent à travers les solides, les liquides et les gaz et alimentent les systèmes vivants, et la même force électrique doit être présente dans tout autre système planétaire ayant une chance de soutenir la vie.

Il existe des preuves que les deux plis peuvent avoir partagé un ancêtre commun et, si cela est vrai, l'ancêtre peut avoir été la première enzyme métabolique de la vie.


Chapitre 26 - L'arbre de vie : une introduction à la diversité biologique

  • Les plus anciens fossiles connus sont des stromatolites vieux de 3,5 milliards d'années, des structures rocheuses composées de couches de cyanobactéries et de sédiments.
  • Si les communautés bactériennes existaient il y a 3,5 milliards d'années, il semble raisonnable que la vie soit apparue beaucoup plus tôt, il y a peut-être 3,9 milliards d'années, lorsque la Terre s'est refroidie pour la première fois à une température où l'eau liquide pouvait exister.

Les procaryotes ont dominé l'histoire de l'évolution il y a 3,5 à 2,0 milliards d'années.

  • Les premiers protobiontes ont dû utiliser des molécules présentes dans la soupe primitive pour leur croissance et leur réplication.
  • Finalement, des organismes capables de produire tous leurs composés nécessaires à partir de molécules de leur environnement ont remplacé ces protobiontes.
    • Une riche variété d'autotrophes a émergé, dont certains pourraient utiliser l'énergie lumineuse.
    • Ces organismes ont transformé la biosphère de la planète.
    • Les représentants des deux groupes prospèrent aujourd'hui dans divers environnements.

    Le métabolisme a évolué chez les procaryotes.

    • Le mécanisme chimiosmotique de la synthèse de l'ATP est commun aux trois domaines : les bactéries, les archées et les eucariens.
      • C'est la preuve d'une origine relativement précoce de la chimiosmose.
      • La cellule devrait dépenser une grande partie de son ATP pour réguler le pH interne en entraînant des pompes H+.
      • Les premières pompes de transport d'électrons peuvent avoir couplé l'oxydation des acides organiques au transport de H+ hors de la cellule.
      • Une telle respiration anaérobie persiste chez certains procaryotes actuels.
      • Le métabolisme des premières versions de la photosynthèse n'a pas divisé l'eau et libéré de l'oxygène.
      • Certains procaryotes vivants présentent une telle photosynthèse non oxygénique.
      • Lorsque la photosynthèse oxygénée a évolué pour la première fois, l'oxygène libre qu'elle produisait s'est probablement dissous dans l'eau environnante jusqu'à ce que les mers et les lacs soient saturés d'O2.
      • De l'O2 supplémentaire a ensuite réagi avec du fer dissous pour former l'oxyde de fer précipité.
      • Ces sédiments marins étaient à l'origine de formations de fer rubanées, des couches rouges de roche contenant de l'oxyde de fer qui sont aujourd'hui une source précieuse de minerai de fer.
      • Il y a environ 2,7 milliards d'années, l'oxygène a commencé à s'accumuler dans l'atmosphère et des roches terrestres contenant du fer oxydé se sont formées.
      • L'augmentation de l'oxygène atmosphérique a probablement condamné de nombreux groupes procaryotes.
      • Certaines espèces ont survécu dans des habitats qui sont restés anaérobies, où leurs descendants survivent en tant qu'anaérobies obligatoires.

      Concept 26.4 Les cellules eucaryotes sont nées de symbioses et d'échanges génétiques entre procaryotes

      • Les cellules eucaryotes diffèrent à bien des égards des cellules plus petites des bactéries et des archées.
        • Même l'eucaryote unicellulaire le plus simple a une structure bien plus complexe que n'importe quel procaryote.
        • D'autres fossiles qui ressemblent à de simples algues unicellulaires sont légèrement plus anciens (2,2 milliards d'années) mais peuvent ne pas être eucaryotes.
        • Des traces de molécules similaires au cholestérol se trouvent dans des roches datant de 2,7 milliards d'années.
          • De telles molécules ne sont trouvées que par les cellules eucaryotes à respiration aérobie.
          • Si cela est confirmé, cela placerait les premiers eucaryotes en même temps que la révolution de l'oxygène qui a radicalement changé l'environnement de la Terre.
          • Ils n'ont pas de cytosquelette et sont incapables de changer de forme cellulaire.
          • Les premiers eucaryotes ont peut-être été des prédateurs d'autres cellules.
          • La mitose a permis de reproduire le grand génome eucaryote.
          • La méiose a permis la recombinaison sexuelle des gènes.
          • Un processus appelé endosymbiose a probablement conduit à des mitochondries et des plastes (le terme général pour les chloroplastes et les organites apparentés).
          • Le terme endosymbiote est utilisé pour une cellule qui vit dans une cellule hôte.
          • Un hôte hétérotrophe pourrait utiliser les nutriments libérés par la photosynthèse.
          • Un hôte anaérobie aurait bénéficié d'un endosymbionte aérobie.
          • La théorie de l'endosymbiose en série suppose que les mitochondries ont évolué avant les plastes.
          • Les membranes internes des deux organites ont des enzymes et des systèmes de transport homologues à ceux des membranes plasmiques des procaryotes modernes.
          • Les mitochondries et les plastes se répliquent par un processus de division similaire à la fission binaire procaryote.
          • Comme les procaryotes, chaque organite a une seule molécule d'ADN circulaire qui n'est pas associée à l'histone.
          • Ces organites contiennent des ARNt, des ribosomes et d'autres molécules nécessaires pour transcrire et traduire leur ADN en protéine.
          • Les ribosomes des mitochondries et des plastes sont similaires aux ribosomes procaryotes en termes de taille, de séquence nucléotidique et de sensibilité aux antibiotiques.
          • Des comparaisons d'ARN ribosomique de petite sous-unité provenant de mitochondries, de plastes et de divers procaryotes vivants suggèrent qu'un groupe de bactéries appelées protéobactéries alpha sont les plus proches parents des mitochondries et que les cyanobactéries sont les plus proches parents des plastes.
          • Certaines protéines mitochondriales et plastiques sont codées par l'ADN de l'organite, tandis que d'autres sont codées par des gènes nucléaires.
          • Certaines protéines sont des combinaisons de polypeptides codés par des gènes aux deux emplacements.
          • Certains chercheurs ont proposé que le noyau lui-même ait évolué à partir d'un endosymbiote.
          • Des gènes nucléaires avec des parents proches dans les bactéries et les archées ont été trouvés.
          • Ces transferts peuvent avoir eu lieu au début de l'évolution de la vie, ou peuvent avoir eu lieu à plusieurs reprises jusqu'à nos jours.
          • L'appareil de Golgi et le réticulum endoplasmique peuvent provenir de replis de la membrane plasmique.
          • Les protéines du cytosquelette actine et tubuline ont été trouvées dans les bactéries, où elles sont impliquées dans le pincement des cellules bactériennes lors de la division cellulaire.
          • Ces protéines bactériennes peuvent fournir des informations sur l'origine du cytosquelette eucaryote.
          • Cependant, l'appareil microtubulaire 9+2 des flagelles et des cils eucaryotes n'a été trouvé chez aucun procaryote.

          Concept 26.5 La multicellularité a évolué plusieurs fois chez les eucaryotes

          • Une large gamme de formes unicellulaires eucaryotes a évolué au fur et à mesure de la diversité des « protistes » actuels.
          • Les horloges moléculaires suggèrent que l'ancêtre commun des eucaryotes multicellulaires a vécu il y a 1,5 milliard d'années.
            • Les plus anciens fossiles connus d'eucaryotes multicellulaires ont 1,2 milliard d'années.
            • De récentes découvertes de fossiles en Chine ont produit une diversité d'algues et d'animaux il y a 570 millions d'années, y compris des embryons magnifiquement préservés.
            • Selon l'hypothèse de la Terre boule de neige, la vie aurait été confinée aux bouches d'aération des grands fonds et aux sources chaudes ou aux quelques endroits où suffisamment de glace a fondu pour que la lumière du soleil pénètre dans les eaux de surface de la mer.
            • La première grande diversification des organismes eucaryotes multicellulaires correspond à l'époque du dégel de la Terre boule de neige.
            • Certaines cellules des colonies se sont spécialisées pour différentes fonctions.
            • Une telle spécialisation peut être observée chez certains procaryotes.
            • Par exemple, certaines cellules de la cyanobactérie filamenteuse Nostoc se différencient en cellules fixatrices d'azote appelées hétérocystes, qui ne peuvent pas se répliquer.
            • Un eucaryote multicellulaire se développe généralement à partir d'une seule cellule, généralement un zygote.
            • La division cellulaire et la différenciation cellulaire aident à transformer la cellule unique en un organisme multicellulaire avec de nombreux types de cellules spécialisées.
            • Avec une spécialisation cellulaire croissante, des groupes spécifiques de cellules se spécialisent dans l'obtention de nutriments, la détection de l'environnement, etc.
            • Cette division des fonctions a finalement conduit à l'évolution des tissus, des organes et des systèmes organiques.

            La diversité animale a explosé au début de la période cambrienne.

            Les plantes, les champignons et les animaux ont colonisé la terre il y a environ 500 millions d'années.

            • La colonisation des terres a été l'une des étapes charnières de l'histoire de la vie.
              • Il existe des preuves fossiles que les cyanobactéries et autres procaryotes photosynthétiques ont recouvert les surfaces terrestres humides il y a bien plus d'un milliard d'années.
              • Cependant, la vie macroscopique sous forme de plantes, de champignons et d'animaux n'a colonisé la terre qu'il y a environ 500 millions d'années, au début de l'ère paléozoïque.
              • Par exemple, les plantes ont développé un revêtement imperméable de cire sur leurs surfaces photosynthétiques pour ralentir la perte d'eau.
              • Dans le monde moderne, les racines de la plupart des plantes sont associées à des champignons qui aident à l'absorption de l'eau et des nutriments du sol.
                • Les champignons obtiennent des nutriments organiques de la plante.
                • Les vertébrés terrestres, qui comprennent les humains, sont appelés tétrapodes en raison de leurs quatre membres.

                Les continents terrestres dérivent à la surface de la planète sur de grandes plaques de croûte.

                • Les continents de la Terre dérivent à la surface de la planète sur de grandes plaques de croûte qui flottent sur le manteau chaud et sous-jacent.
                  • Les plaques peuvent glisser le long de la limite d'autres plaques, s'écartant ou se poussant les unes contre les autres.
                  • Les montagnes et les îles sont construites aux limites des plaques ou aux points faibles des plaques.
                  • Il y a environ 250 millions d'années, vers la fin de l'ère paléozoïque, toutes les masses continentales se sont réunies dans un supercontinent appelé Pangée.
                  • Les bassins océaniques se sont approfondis, le niveau de la mer a baissé et les mers côtières peu profondes se sont asséchées.
                    • De nombreuses espèces marines vivant dans les eaux peu profondes ont disparu à cause de la perte de leur habitat.
                    • Au fur et à mesure que les continents se sont éloignés, chacun est devenu une arène évolutive distincte avec des lignées de plantes et d'animaux qui ont divergé de celles des autres continents.
                    • La flore et la faune australiennes contrastent fortement avec celles du reste du monde.
                      • Les mammifères marsupiaux remplissent des rôles écologiques en Australie analogues à ceux remplis par les mammifères placentaires sur d'autres continents.
                      • En Australie, les marsupiaux se sont diversifiés et les quelques premiers eutheriens se sont éteints.
                      • Sur d'autres continents, les marsupiaux se sont éteints et les eutheriens se sont diversifiés.

                      Concept 26.6 De nouvelles informations ont révisé notre compréhension de l'arbre de vie

                      • Au cours des dernières décennies, les données moléculaires ont fourni de nouvelles informations sur les relations évolutives des diverses formes de vie.
                      • Les premiers schémas taxonomiques divisaient les organismes en règnes végétal et animal.
                      • En 1969, R. H. Whittaker a plaidé en faveur d'un système à cinq royaumes : Monera, Protista, Plantae, Fungi et Animalia.
                        • Le système des cinq royaumes reconnaissait qu'il existe deux types de cellules fondamentalement différents : procaryotes (le royaume Monera) et eucaryotes (les quatre autres royaumes).
                        • Les plantes sont autotrophes et fabriquent des aliments biologiques par photosynthèse.
                        • La plupart des champignons sont des décomposeurs avec une digestion extracellulaire et une nutrition absorbante.
                        • La plupart des animaux ingèrent de la nourriture et la digèrent dans des cavités spécialisées.
                        • La plupart des protistes sont unicellulaires.
                        • Cependant, certains organismes multicellulaires, tels que les algues, ont été inclus dans Protista en raison de leurs relations avec des protistes unicellulaires spécifiques.
                        • Le système des cinq royaumes a prévalu en biologie pendant plus de 20 ans.
                        • Ces données ont conduit au système à trois domaines de Bactéries, Archées et Eukarya en tant que « superroyaumes ».
                        • Les bactéries diffèrent des archées par de nombreuses caractéristiques structurelles, biochimiques et physiologiques clés.
                        • La systématique moléculaire et la cladistique ont montré que le Protiste n'est pas monophylétique.
                        • Certains de ces organismes ont été divisés en cinq nouveaux royaumes ou plus.
                        • D'autres ont été attribués aux Plantae, Fungi ou Animalia.
                        • De nouvelles données, y compris la découverte de nouveaux groupes, conduiront à un nouveau remodelage taxonomique.
                        • Gardez à l'esprit que les arbres phylogénétiques et les groupements taxonomiques sont des hypothèses qui correspondent aux meilleures données disponibles.

                        Plan de conférence pour Campbell/Reece Biology, 7e édition, © Pearson Education, Inc. 26-1


                        Le stress chronique peut être toxique pour le développement du cerveau.

                        Apprendre à faire face à l'adversité est une partie importante du développement sain de l'enfant. Lorsque nous sommes menacés, notre corps active diverses réponses physiologiques, notamment des augmentations de la fréquence cardiaque, de la pression artérielle et des hormones de stress telles que le cortisol. Lorsqu'un jeune enfant est protégé par des relations de soutien avec des adultes, il apprend à faire face aux défis quotidiens et son système de réponse au stress revient à la ligne de base. Les scientifiques appellent cela le stress positif. Le stress tolérable survient lorsque des difficultés plus graves, telles que la perte d'un être cher, une catastrophe naturelle ou une blessure effrayante, sont atténuées par des adultes attentionnés qui aident l'enfant à s'adapter, ce qui atténue les effets potentiellement dommageables des niveaux anormaux d'hormones de stress. Lorsque des expériences négatives fortes, fréquentes ou prolongées telles que l'extrême pauvreté ou des abus répétés sont vécues sans le soutien d'un adulte, le stress devient toxique, car un excès de cortisol perturbe le développement des circuits cérébraux.


                        Au début du développement cérébral, de nouveaux neurones et synapses se forment et se différencient en cellules spécialisées et en régions cérébrales qui remplissent des fonctions spécifiques, posant les bases du développement cognitif, social et émotionnel. Le cerveau en développement est facilement modelable, ce qui le rend très réactif à l'expérience et à la stimulation. Des environnements enrichissants favoriseront le développement sain du cerveau, mais l'exposition au stress et aux expériences défavorables de l'enfance (ACE) peut entraîner des changements dans le cerveau qui peuvent avoir un impact sur le comportement et la capacité d'apprentissage.

                        Cette vidéo ci-dessous, du Center on the Developing Child de l'Université Harvard, explique pourquoi :

                        Le développement cognitif est guidé par des interactions continues et bidirectionnelles entre la biologie humaine et l'environnement social. Le développement normatif et inadapté dépendent de l'interaction des gènes et de l'environnement. L'interaction gène-environnement consiste en trois processus interactifs : l'interaction gène-environnement (GxE), la corrélation gène-environnement (rGE) et l'épigénétique. Pendant les périodes critiques du développement, comme la petite enfance, le cerveau est particulièrement sensible aux effets des expositions environnementales physiques et sociales. C'est à ce moment que les expositions peuvent entraîner des changements irréversibles dans les circuits cérébraux. Les expériences et les environnements d'apprentissage précoce influencent les trajectoires développementales et académiques à long terme.

                        Regardez cette prochaine vidéo sur les interactions « servir et retourner », également du Center on the Developing Child de l'Université Harvard :

                        Les adversités psychosociales pendant la période prénatale et au début de la vie ont des conséquences biologiques. Des exemples de facteurs de stress actifs incluent la menace ou le danger chronique, mais un manque de relations affectueuses et encourageantes crée également un stress important, en particulier pour les jeunes enfants. L'adversité précoce (expériences défavorables de l'enfance) a des effets durables sur le développement du cerveau, les systèmes de réponse au stress, les mécanismes d'adaptation et l'apprentissage, et a été liée à des problèmes de santé physique et mentale à l'âge adulte. De nouvelles études montrent également que l'exposition prénatale au stress chronique influence également le développement du cerveau, car le développement du fœtus est affecté par le stress maternel.

                        La troisième de cette série de vidéos du Center on the Developing Child de l'Université Harvard aide à expliquer comment un stress prolongé peut réduire les connexions neuronales dans le cerveau :

                        Les enfants vivant dans la pauvreté peuvent être confrontés à de multiples facteurs de stress, tels que le manque de nourriture et l'exposition à la violence, ce qui les rend plus vulnérables aux perturbations du développement cérébral, en particulier au niveau des fonctions cognitives et d'autorégulation. Ces changements peuvent se manifester par des problèmes scolaires et sociaux lorsque les enfants entrent dans les programmes de la petite enfance ou à l'école. Cependant, les enfants ne sont pas tous également sensibles aux facteurs environnementaux négatifs et positifs. Certains sont plus sensibles à l'environnement social, montrant des résultats plus négatifs ou positifs selon l'environnement dans lequel ils grandissent. Les enfants très sensibles ne sont pas seulement affectés par des conditions défavorables, ils peuvent également bénéficier de manière disproportionnée d'environnements positifs. Comprendre l'interaction entre les facteurs environnementaux et génétiques en relation avec les différences individuelles dans le développement du cerveau est important pour la conception d'interventions précoces.


                        Les principales divisions des plantes terrestres

                        Les algues vertes et les plantes terrestres sont regroupées dans un sous-embranchement appelé Streptophytina, et sont donc appelées Streptophytes. Dans une autre division, les plantes terrestres sont classées en deux groupes principaux en fonction de l'absence ou de la présence de tissu vasculaire, comme détaillé à la figure 5. Les plantes dépourvues de tissu vasculaire, formé de cellules spécialisées pour le transport de l'eau et des nutriments, sont dénommé plantes non vasculaires. Les hépatiques, les mousses et les hornworts sont des plantes sans pépins et non vasculaires qui sont probablement apparues tôt dans l'évolution des plantes terrestres. Les plantes vasculaires ont développé un réseau de cellules qui conduisent l'eau et les solutés. Les premières plantes vasculaires sont apparues à la fin de l'Ordovicien et étaient probablement similaires aux lycophytes, qui comprennent les lycopodes (à ne pas confondre avec les mousses) et les ptérophytes (fougères, prêles et fougères fouet). Les lycophytes et les ptérophytes sont appelés plantes vasculaires sans pépins, car ils ne produisent pas de graines. Les plantes à graines, ou spermatophytes, forment le plus grand groupe de toutes les plantes existantes et dominent donc le paysage. Les plantes à graines comprennent les gymnospermes, notamment les conifères (Gymnospermes), qui produisent des «graines nues», et la plus réussie de toutes les plantes, les plantes à fleurs (Angiospermes). Les angiospermes protègent leurs graines à l'intérieur de chambres au centre d'une fleur dont les parois de la chambre se développent plus tard en un fruit.

                        Connexion artistique

                        Figure 5. Ce tableau montre les principales divisions des plantes vertes.

                        Laquelle des affirmations suivantes concernant les divisions végétales est fausse ?

                        1. Les lycophytes et les ptérophytes sont des plantes vasculaires sans pépins.
                        2. Toutes les plantes vasculaires produisent des graines.
                        3. Tous les embryophytes non vasculaires sont des bryophytes.
                        4. Les plantes à graines comprennent les angiospermes et les gymnospermes.

                        Résumé

                        La réponse classique de combat ou de fuite à une menace perçue est un phénomène nerveux réflexif qui présente des avantages évidents en termes de survie en termes d'évolution. Cependant, les systèmes qui organisent la constellation de comportements de survie réflexifs à la suite d'une exposition à une menace perçue peuvent, dans certaines circonstances, être dérégulés au cours du processus. Une dérégulation chronique de ces systèmes peut entraîner une altération fonctionnelle chez certaines personnes qui deviennent « psychologiquement traumatisées » et souffrent d'un trouble de stress post-traumatique (TSPT). Certaines de ces découvertes offrent un aperçu de la physiopathologie du TSPT ainsi que de la vulnérabilité biologique de certaines populations à développer un TSPT. syndromes.


                        Viii. Conclusion

                        Nous avons souligné comment les traumatismes de l'enfance ont des conséquences néfastes sur les systèmes de stress biologiques et le développement cognitif et cérébral. Le traumatisme de l'enfance coûte cher à ses victimes et à la société. La résilience n'est pas un résultat courant des traumatismes de l'enfance. Dans une étude longitudinale portant sur des personnes ayant subi des abus et de la négligence pendant leur enfance, seulement 22 % de celles qui ont été maltraitées ou négligées ont atteint la résilience sur la base d'une évaluation complète du fonctionnement sain d'un adulte, au moment où elles ont atteint l'âge adulte [264]. Les femmes qui ont grandi dans la pauvreté et n'ont pas été maltraitées étaient plus susceptibles de faire preuve de résilience [264]. Bien que nous disposions d'importants traitements fondés sur des données probantes pour les enfants victimes, il est dans notre intérêt de mettre en place une infrastructure nationale de prévention primaire des traumatismes chez les enfants en tant qu'option la moins coûteuse pour les futures victimes et pour la société. Comprendre les conséquences neurobiologiques des traumatismes infantiles aidera à traiter les enfants et les adultes victimes, qui ont tendance à être plus réfractaires au traitement et peuvent avoir un endophénotype différent, que les personnes souffrant de troubles médicaux (y compris de santé mentale) qui n'ont pas de tels antécédents. Néanmoins, davantage de travail est nécessaire pour comprendre les conséquences neurobiologiques du stress chronique sur le cerveau et le corps en développement d'un enfant afin que nous puissions traiter les effets néfastes sur la santé mentale et médicale du stress au début de la vie dans ces cas (p. ) où la prévention et l'intervention précoce efficace peuvent ne pas avoir lieu. Une telle compréhension de la neurobiologie et des influences génétiques des traumatismes de l'enfant sur le développement de l'enfant conduira à des approches nouvelles et efficaces des traitements (par exemple, la médecine personnalisée).

                        Points clés

                        Le traumatisme de l'enfance est un grave problème psychosocial, médical et de politique publique qui a de graves conséquences pour ses victimes et pour la société.

                        La violence interpersonnelle chronique chez les enfants est courante dans le monde entier.

                        La traumatologie du développement, l'étude systémique des effets psychiatriques et psychobiologiques du stress chronique écrasant sur l'enfant en développement, fournit un cadre et des principes lors de l'examen empirique des effets neurobiologiques du traumatisme pédiatrique.

                        Malgré la prévalence généralisée des traumatismes infantiles, on en sait moins sur les effets biologiques des traumatismes chez les enfants par rapport aux adultes ayant des antécédents de traumatismes chez les enfants et encore moins sur la façon dont ces mécanismes pédiatriques sous-tendent les conséquences médicales et mentales à court et à long terme des traumatismes.


                        L'explosion cambrienne de la vie animale

                        La période cambrienne, survenue il y a environ 542 à 488 millions d'années, marque l'évolution la plus rapide de nouveaux phylums animaux et de la diversité animale dans l'histoire de la Terre. On pense que la plupart des phylums animaux qui existent aujourd'hui ont leurs origines à cette époque, souvent appelée explosion cambrienne (figure 3). Des échinodermes, des mollusques, des vers, des arthropodes et des cordés sont apparus au cours de cette période. L'une des espèces les plus dominantes au cours de la période cambrienne était le trilobite, un arthropode qui a été parmi les premiers animaux à montrer un sens de la vision (figure 4).

                        Figure 3. La représentation d'un artiste représente certains organismes de la période cambrienne.

                        Figure 4. Ces fossiles (a–d) appartiennent à des trilobites, des arthropodes éteints apparus au début du Cambrien, il y a 525 millions d'années, et disparus des archives fossiles lors d'une extinction massive à la fin du Permien, environ 250 millions il y a des années.

                        La cause de l'explosion cambrienne est encore débattue. De nombreuses théories tentent de répondre à cette question. Les changements environnementaux peuvent avoir créé un environnement plus propice à la vie animale. Des exemples de ces changements comprennent l'augmentation des niveaux d'oxygène dans l'atmosphère et les fortes augmentations des concentrations de calcium océanique qui ont précédé la période cambrienne (figure 5). Certains scientifiques pensent qu'un plateau continental expansif avec de nombreux lagons ou bassins peu profonds a fourni l'espace vital nécessaire à la coexistence d'un plus grand nombre de différents types d'animaux. Il existe également un soutien pour les théories qui soutiennent que les relations écologiques entre les espèces, telles que les changements dans le réseau trophique, la compétition pour la nourriture et l'espace et les relations prédateur-proie, ont été amorcées pour promouvoir une coévolution massive et soudaine des espèces. Pourtant, d'autres théories revendiquent des raisons génétiques et développementales pour l'explosion cambrienne. La flexibilité morphologique et la complexité du développement animal offertes par l'évolution des Hox les gènes de contrôle peuvent avoir fourni les opportunités nécessaires pour augmenter les morphologies animales possibles à l'époque de la période cambrienne. Les théories qui tentent d'expliquer pourquoi l'explosion cambrienne s'est produite doivent être en mesure de fournir des raisons valables pour la diversification massive des animaux, ainsi que d'expliquer pourquoi cela s'est produit. lorsque ça faisait. Il existe des preuves que les deux soutiennent et réfutent chacune des théories décrites ci-dessus, et la réponse peut très bien être une combinaison de ces théories et d'autres.

                        Figure 5. La concentration d'oxygène dans l'atmosphère terrestre a fortement augmenté il y a environ 300 millions d'années.

                        Cependant, des questions non résolues sur la diversification animale qui a eu lieu au cours de la période cambrienne demeurent. Par exemple, nous ne comprenons pas comment l'évolution de tant d'espèces s'est produite en si peu de temps. Y a-t-il vraiment eu une « explosion » de vie à cette époque particulière ? Certains scientifiques remettent en question la validité de cette idée, car de plus en plus de preuves suggèrent qu'il existait davantage de vie animale avant la période cambrienne et que les soi-disant explosions (ou radiations) d'autres espèces similaires se sont également produites plus tard dans l'histoire. De plus, la vaste diversification des espèces animales qui semble avoir commencé au cours de la période cambrienne s'est poursuivie jusqu'à la période ordovicienne suivante. Malgré certains de ces arguments, la plupart des scientifiques s'accordent à dire que la période cambrienne a marqué une période d'évolution et de diversification animales incroyablement rapides et inégalées ailleurs au cours de l'histoire.

                        Lien vers l'apprentissage

                        Regardez une animation de la vie océanique pendant l'explosion cambrienne.


                        Le stress toxique endommage l'architecture du cerveau en développement, ce qui peut entraîner des problèmes permanents d'apprentissage, de comportement et de santé physique et mentale.

                        Les scientifiques savent maintenant que le stress chronique et incessant de la petite enfance, causé par une extrême pauvreté, des abus répétés ou une grave dépression maternelle, par exemple, peut être toxique pour le cerveau en développement. Alors que le stress positif (réponses physiologiques modérées et de courte durée à des expériences inconfortables) est un aspect important et nécessaire d'un développement sain, le stress toxique est l'activation forte et non soulagée du système de gestion du stress du corps. En l'absence de la protection tampon du soutien des adultes, le stress toxique s'intègre dans le corps par des processus qui façonnent l'architecture du cerveau en développement.