J’ai été surprise de découvrir que les élèves d’aujourd’hui ne connaissaient pas l’histoire de la vie, ne savaient pas que nous sommes faits de la même structure que l’Univers, que nous sommes des « poussières d’étoiles ».
Aussi, je vous recommande vivement les livres d’Hubert Reeves qui raconte l’épopée de la vie, depuis le Big Bang jusqu’à nous.
Voici, en substance, ce qu’on l’on peut découvrir en le lisant…
Au début
L’histoire commence dans un passé que l’on situe entre 10 et 15 milliards d’années. Nous pouvons la reconstituer, nos télescopes nous permettent de voir les astres dans l’état où ils étaient il y a douze milliards d’années. (Nous voyons par exemple la nébuleuse d’Orion telle qu’elle était à la fin de l’Empire romain.)
La matière s’organise progressivement. Les particules des temps les plus anciens s’associent pour former des structures de plus en plus élaborées : d’abord des particules infimes dans un désordre indescriptible ; puis, résultat de leur accouplement, les premiers atomes, qui tentent, eux aussi, des liaisons, au cœur d’astres brûlants.
Au départ, c’est la « purée primitive ». Puis les particules élémentaires vont s’assembler en mots, les mots s’associeront à leur tour pour faire des phrases, qui s’agenceront elles aussi en chapitres, en livres… À chaque niveau les éléments se regroupent pour former de nouvelles structures à un niveau supérieur. Et chacune d’elles possède des propriétés que n’ont pas ses éléments séparément. On parle de propriétés émergentes.
Tout est une question de dosage : si les forces en jeu avaient été très légèrement différentes, l’univers ne serait jamais sorti de son niveau initial.
Intervient d’abord la force nucléaire : les quarks s’assemblent trois par trois pour former des nucléons. Ces particules s’associent au hasard. Mais certaines combinaisons ne tiennent pas. Ils doivent être trois. Ces nouvelles structures, incitées par la force nucléaire, vont former le premier noyau atomique, celui de l’hélium.
La composition de l’univers est alors de 75% de noyaux d’hydrogène, et de 25% de noyaux d’hélium. Sur le plan de l’organisation, il ne se passera plus rien pendant plusieurs centaines de milliers d’années.
Quand la température descend en dessous des 3000° Celsius, la force électromagnétique entre en opération. Elle met les électrons en orbite autour des noyaux, et crée ainsi les premiers atomes d’hydrogène et d’hélium. La disparition des électrons libres a pour effet de rendre l’univers transparent : les photons, ces grains de lumière, ne sont plus affectés par la matière du cosmos.
L’évolution fait encore une pause. Il faudra attendre encore cent millions d’années pour qu’elle reparte.
Les premières galaxies
L’univers est hiérarchisé en amas de galaxies, en galaxies, en amas d’étoiles et en étoiles individuelles. Notre système solaire, par exemple, appartient à une galaxie, la Voie lactée, composée de centaines de millions d’étoiles, dont l’ensemble forme un disque de 10000 années-lumière de diamètre. La Voie lactée fait partie d’un petit amas local, composé d’une vingtaine d’autres galaxies, lui-même intégré à un amas plus grand, celui de la Vierge, qui regroupe plusieurs milliers de galaxies.
Environ cent millions d’années après le Big Bang, l’univers a la physionomie que nous lui connaissons. La force de gravité attire la matière, et c’est la rotation de la terre sur elle-même qui fait qu’elle ne s’écrase pas sur le soleil.
Les galaxies s’éloignent de nous, mais leur mouvement est ralenti par la gravité qu’elles exercent sur elles-mêmes.
Acte 3 : Terre !
Pendant que l’univers se refroidit, les premières étoiles, elles, se réchauffent considérablement. L’étoile brille. Un ensemble de réactions nucléaires va permettre des combinaisons inédites : trois noyaux d’héliums s’associent en carbone, et quatre en oxygène. La rencontre et la fusion de trois noyaux d’hélium est un phénomène très rare ;il faut beaucoup de temps pour y arriver. Pendant les millions d’années suivants, le centre des étoiles se peuple en noyaux de carbone et d’oxygène. Ces éléments vont jouer un rôle fondamental dans la suite de l’histoire. Le carbone en particulier se prête à la fabrication de longues chaînes moléculaires qui interviendront dans l’apparition de la vie. L’oxygène quant à lui entrera dans la composition de l’eau.
Maintenant, le cœur de l’étoile s’effondre sur lui-même. L’astre explose et tous les éléments produits en son sein sont propulsés dans l’espace.
Les électrons se mettent en orbite autour des noyaux atomiques pour former des atomes. Puis ceux-ci s’associent en molécules de plus en plus lourdes. L’association de l’hydrogène et de l’oxygène va donner de l’eau, l’azote et l’hydrogène l’ammoniac. Ce sont ces atomes qui, plus tard sur Terre, se combineront pour former des organismes vivants. Nous sommes faits de poussières d’étoiles.
Il a fallu plusieurs milliers d’années pour que les atomes s’accumulent dans les nuages interstellaires, par l’activité de générations d’étoiles successives.
A la naissance de la Terre il y a 4,5 milliards d’années, les conditions ne sont guère favorables. La température du sol est trop élevée. Le bombardement de météorites et de comètes est d’une extrême violence.
Moins d’un milliard d’années après la naissance de la Terre, l’Océan foisonnera d’organismes vivants dont les premières algues bleues.
Puis tout va s’accélérer. La matière a gravi les échelons de l’échelle de la complexité. A chaque étape, seul un tout petit nombre d’éléments participera au stade suivant, jusqu’aux structures de la vie.
La vie
Après la naissance de la Terre, les molécules vont s’organiser en macromolécules, celles-ci en cellules, les cellules en organismes.
Les molécules du vivant sont des assemblages d’atomes de carbone, et d’atomes d’oxygène, d’hydrogène, d’azote, de phosphore et de souffre. Dès qu’elles naissent, elles tombent en pluie dans l’océan où elles se trouvent protégées.
Les premières cellules se serviront de l’énergie du soleil pour produire de l’oxygène et l’oxygène donnera de l’ozone dans la haute atmosphère qui les protégera à son tour des ultraviolets. La vie s’est assuré sa propre survie. On admet généralement qu’un organisme vivant est un système capable d’assurer sa propre conservation, de se gérer lui-même et de se reproduire.
Il y a une forme de mémoire chimique, au sens où une molécule est à la fois une forme et une information pour les autres molécules. Ces formes se complètent, se reconnaissent et s’encastrent les unes dans les autres. Quelques milliers d’années suffiront maintenant à la transformation de la vie. Les cellules vont s’associer. Le plan d’ensemble est contenu dans chacune des cellules d’un organisme, et une seule suffit pour qu’il redémarre.
Puis c’est une révolution : grâce à la sexualité, la nature peut brasser des gènes. La diversité explose. L’évolution biologique commence : les premiers organismes, les méduses, les poissons primitifs, ont besoin, pour se reproduire, de coordonner leurs cellules. Ils disposent de canaux spécialisés dans laquelle l’information circule. Le ver, déjà, possède des fibres nerveuses qui convergent dans sa tête, en ganglions. Au fil de l’évolution ce dispositif va se ramifier pour former un réseau de neurones interconnectés qui se rassembleront en un cerveau. Le cerveau humain n’est pas un ordinateur. Il s’étend aussi à l’extérieur, branché sur d’autres cerveaux humains à l’ensemble de la planète. C’est un réseau fluide, en constante réorganisation, qui reconfigure ses neurones dans l’action et la réflexion. Les chromosomes d’un œuf fécondé contiennent, inscrits dans l’ADN, les plans qui régissent le développement du futur organisme.
Bien des difficultés de notre siècle viennent de ce que bien des populations n’ont qu’une information réduite sur le monde.
Le monde vivant, tel que nous le voyons, n’est qu’un parmi de nombreux possibles. Sa structure actuelle résulte de l’histoire de la Terre. Chaque organisme représente le dernier maillon d’une chaîne ininterrompue sur quelque trois milliards d’années. Mais les vivants ne subsistent que grâce à un flux constant de matière, d’énergie, et d’information.
Comme tout organisme vivant, l’être humain est programmé. Mais il est programmé pour apprendre. Tout un éventail de possibilités est offert par la nature au moment de la naissance. Puis c’est l’interaction avec le milieu qui actualise, ou non, ces possibilités.