Le chiffre "3" chiffre de l'évolution.2e édition

- Notre monde s'est développé sur la troisième planète du système solaire: la terre.

- Notre monde terrestre peut se diviser en trois mondes: le monde inorganique, le monde organique végétal, le monde animal des organismes hétérotrophes qui trouve sa subsistance sur un substrat organique.Entre chaque monde une frontière floue*, certains organismes se trouvant entre deux mondes.

*Pour exemple: les virus, qui ne peuvent se reproduire qu'en utilisant le génome de leur hôte, sont intermédiaires entre les molécules organiques et le vivant, les polypes des cnidaires qui se fixent sur le sol par leur pôle végétatif, mais ont un pôle animal buccale.

Les premiers organismes unicellulaires apparus sur terre se répartissent en trois grands lignées:

•   Les procaryotes semblent les premières formes de vie apparues sur terre, il y a au moins 3,6 milliards d'années.Les procaryotes sont des organismes unicellulaires ne possédant pas de noyau cellulaire, actuellement ce sont les diverses familles de bactéries qui représentent les procaryotes.

- Puis, certains supposent que sous l'influence des virus de l'océan primitif (par incorporation de fragment du génome viral au génome bactérien), certains procaryotes ont évolués vers deux types cellulaires:

• les archaebactéries qui comme les premiers procaryotes vivaient dans des milieux très chauds, près des sources hydrothermales. De nos jours, les archeabactéries restent encore limités dans des milieux très hostiles aux autres formes de vie.

• les eubactéries,  dont nos nombreuses bactéries commensales ou pathogènes actuelles font partie, se sont probablement détachés très tôt du groupe précédent suite à des mutations leur permettant de coloniser des milieux moins chauds. Ils sembleraient que les "phages", ces virus capables d'intégrer une partie du génome d'une bactérie et de le transmettre à une autre aient joués un grand rôle dans la variabilité bactérienne.

Il semblerait que les cellules végétales aient acquis les plastes, organites intracellulaire par endosymbiose au cours de l'évolution de la même manière que cellules végétales et animales ont acquis les mitochondries. Plastes et mitochondries possèdent leur propre code génétique, un ADN génomique dérivant d'eubactéries: les premiers des cyanobactéries, les 2sd des alpha protéobactéries. L'endosymbiose consiste en la phagocytose d' organites qui vivent en symbiose dans le cytoplasme de leur hôte et transmettent au cours de la division cellulaire de l'hôte leur propre matériel génomique, transmettant ainsi le parasitage aux générations suivantes.

- Les cellules végétales compte trois types de plastes: les choroplastes contenant de la chorophile et caroténoïde (phtosynthèse), les chromoplastes contenant une grande quantité de carotènes, les leucoplastes sans pigments qui eux même se subdivisent en trois: les protéoplastes(contenant des protéïnes), les oléoplastes(lipides) les amyloplastes(amylose, polymère de glucose)

- L'évolution  vers la pluricellularité se fit également en trois étapes:

leur structure, de type "plasmode", est constitués d'une lame formée d'un endoplasme(matrice extracellulaire fluide) dans lequel se trouve des cellules différenciées, disjointes, séparées par des cavités; l'endoplasme est limité par l'ectoplasme(matrice solide).

Cette masse ébauche la pluricellularité mais cependant les cellules sont disjointes et ne constituent donc pas un tissu cellulaire(ou épithélia). Actuelement tous les myxozoaires sont des parasites d'annélides(vers) ou de vertébrés poïkilothermes(à sang froid).

- Les diploblastiques: organismes constitués de deux feuillets de cellules, formant des "épithélias" ou tissus "vrais",

l'ectoderme dans lequel se différencient les cellules épithélio-musculaires et l'endoderme dans lequel se différencient les cellules glandulaires, les cellules interstitielles et nerveuses.

- Les triploblastiques: organismes constitués de trois feuillets de cellules.Ce sont tous des eumétazoaires, c'est à dire qu'ils possèdent trois tissus bien différenciés: l'ectoderme à l'origine de la peau et du tube neural, le mésoderme qui donne notamment les somites à l'origine des muscles squelettiques, et l'endoderme à l'origine des muqueuses et viscères.

Actuellement ils sont représentés essentiellement par les porifères(éponges ou spongiaires) vivant en milieu aquatique, issus de deux feuillets embryonnaire, ectoderme et endoderme, comme les diploblastiques, mais les cellules sont peu différenciées et donc ne forment pas de véritables "épithélias"(tissus).

- Toutes les formes de vie supérieures sont des métazoaires qui se développent à partir de trois feuillets embryonnaires.

-Là encore, on retrouve le chiffre trois:

• Le troisième feuillet embryologique des organismes triploblastiques se creuse d'une cavité nommé coelome, on distingue donc trois groupes les acoelomates, les pseudocoelomates(existence d'une cavité non pas au sein du mésoderme mais limité par le mésoderme et l'ectoderme), les coelomates donc, dont le mésoderme embryologique se creuse d'une cavité, le coelome.

• Selon les grandes classes animales on distingue diverses évolution du coelome:

* chez les poissons le coelome est cloisonné en deux compartiments: une petite cavité péricardique séparé de la cavité générale par le septum transverse.

*chez les amphibiens et reptiles : les poumons sont inclus dans un récessus pulmonaire, en continuité avec la cavité pleuro-péritonéale.

*chez les oiseaux: quatre cavités: une cavité pleurale, une cavité péricardique, une cavité hépatique, une cavité péritonéale.

*chez les mammifères, trois cavités: péricardique, pleurale double, péritonéale.Là encore le chiffre 3 est lié à la classe la plus diversifiée et qui donne l'espèce dominante: l'homme

• Maintenant si l'on classe les espèces vertébrés en fonction du nombre de fosses temporales présentes sur le crâne, on distingue:

*les synapsides: une seule fosse temporale, actuellement seuls les mammifères représentent cette classe(existence de nombreux groupes fossiles)

*les diapsides: deux fosses temporales, une supérieure, une inférieure(reptiles actuels, oiseaux, groupes fossiles: les dinosaures)

*les anapsides: pas de fosse temporale(reptiles fossiles primitifs, tortues)

- Soit trois groupes.

• Intéressons nous à l'encéphale(cerveau): Au cours du développement embryologique des vertébrés, le tube neural conserve sa forme tubulaire dans sa partie caudale et donnera la moëlle épinière organisée autour du canal de l'épendyme. Dans sa partie rostral, le tube neural se renfle en trois vésicules: le proencéphale, le mésencéphale et le rhombencéphale. Puis il se différencie en 5 vésicules: le  télencéphale forme deux ventricules latérales, le diencéphale, le mésencéphale, le métencéphale. Ces vésicules proviennent du développement de quatre régions du tube neural selon une coupe horizontale: l'archipallium, le paléopallium, le striatum, le septum. Les chiffres paires correspondent donc aux divisions paritaires de l'oeuf, les chiffres impairs sont ceux de l'organisation des métazoaires évolués: 3 organisation de base, 5 organisation secondaire de la complexité de l'évolution. Le chiffre 5 semble être celui du sommet de l'évolution pour diverses branches de l'évolution: l'oursin a une organisation pentaradié, l'étoile de mer a 5 branches, 5 se retrouve également dans le nombre de pétales et sépales des angiospermes(plante à graine, les plus complexes au niveau de la reproduction), les mammifères ont 5 segments qui se détache du tronc(une tête, 4 membres), les primates ont cinq sens, 5doigts.

• Autre exemple:  le type de placenta  distingue trois infra-classes au sein de la classe des mammifères:

*les protothériens: pondent des oeufs et allaitent leurs petits. Actuellement seules trois espèces composent cette infra-classe: l'ornithorinque, les deux espèces d'échinidés -celle d'Australie et celle d'Océanie.

*les métathériens(ou marsupiaux), les petits naissent immatures, et poursuivront leur évolution dans la poche marsupial, allaités par leur mère.

*les euthériens ou placentaires: qui vont développer un vrai placenta permettant de mener la gestation à terme  et qui allaitent leurs petits.

• Le proconsul est un singe sans queue, espèce fossile ayant vécu il y a 23,5 millions d'années au miocène, actuellement il existe 3 espèces de primates supérieurs sans queue: le gorille, le chimpanzé, l'homme

• Interessons nous maintenant au domaine de l'organisation moléculaire des cellules animales, au domaine du microscope électronique et de la biologie moléculaire:

* L' ADN est une macromolécule constituée de l'enroulement de deux chaînes formées par l'assemblage dd'un grand nombre de séquences d'assemblage de nucléotides de quatre sortes (se différenciant par les bases qui les composent: deux bases puriques, deux bases pyrimidiques). L'information génétique se définit par des séquences de trois bases du support ADN. Ces triplets sont déchiffrables lors de la transcription du fait d'un code génétique.

La formation d'une chaîne d'ADN est déterminé par trois facteurs: un sucre et une base formant un nucléotide, et une liaison phospho - diester. La encore on retrouve le chiffre deux pour les composants et le chiffre 3 pour l'organisation de la chaîne.

*les aliments digérés par les animaux relèvent de trois types moléculaires: les glucides, les lipides, les protéïnes.

La membrane plasmique des eubactéries(par opposition aux archébactéries, bactéries primitives fossiles ou des milieux extrêmes) est formé par l' assemblage de deux couches de phospholipides et possède des protéïnes intraplasmiques, jouant notamment un rôle de pore. Les bactéries Gram-

les plus pathogènes souvent car plus résistante aux antibiotiques comporte une menbrane interne et externe et entre les deux un mince paroi composé de peptidoglycanes( alors que les bactéries gram+ comporte une membrane et une paroi de peptidoglycane épaisse). Il existe donc également 3 organisations péricellulaires membranaires des bactéries: celle des arché-bactéries, celle des gram+ et celle des gram-( chez lesquelles on distingue 3 couches péricellulaires).

sont composés de myofibrilles renfermant des myofilaments. Il existe deux sortes de myofilament: les épais composé de myosine, les fins qui lors d'une contraction glissent sur les filaments épais.

Les filaments fins sont composés de trois protéïnes différentes: l'actine, la tropomyosine et la troponine( deux molécules d'actine s'enroule de manière hélicoïdale, la troponine est fixé sur la tropomyosine qui s'insère dans le creux de l'hélice.)

 trois sortes de molécules informationnelles(neuromédiateurs, hormones, substances paracrines) agissent sur des récepteurs spécifiques au niveau de la membrane plasmique, ce qui déclenche une cascade d'effets biochimiques aboutissant à l'effet escompté.

On distingue trois types de récepteurs:

-les récepteurs canaux : la fixation du neuromédiateur sur son récepteur provoque un changement de conformation de ce dernier qui devient perméable à certains ions.

-les récepteurs à "une hélice alpha": leur activation suite à la fixation de la molécule informative peut activer de multiples voies de cascades de réactions biochimiques variant selon la cellule cible porteuse du récepteur.
- les récepteurs à 7 hélices alpha activent des protéïnes G qui elles même activent soit un canal ionique, soit une enzyme membranaire.

• Au niveau du tissu nerveux:

*Les cellules gliales constituent environ 90°/° du tissu nerveux, elles ont un rôle de soutien, de guidage des prolongements cellulaires lors de la migration neuronales, et à diverses action biochimiques en faveur des neurones.

Il existent trois types de cellules gliales: les astrocytes d'origine embryologique neuro-ectodermique, les oligadendrocytes qui se différencient tardivement au cours de l'embryologénèse, les cellules de la microglie, cellules d'origine mésodermique.

*Les récepteurs post-synaptiques des neuromédiateurs, on distingue deux types de récepteurs:

-les récepteurs ionotropiques ( le neuromédiateur se fixe sur un site spécifique d'une protéïne canal ce qui provoque un changement conformationnel de cette protéïne et permet le passage de certains ions).

- les récepteurs métabropiques (le neuromédiateur en se fixant sur son récepteur, provoque l'activation d'une protéïne G qui induira une succession d'évènements métaboliques).

Mais il existe trois types de récepteurs ionotrophiques correspondant à des neuromédiateurs différents, et trois types de récepteurs métabrotiques correspondant à trois modes d'action différents.

L'oeuf se divise suivant des multiples de deux et la parité se retrouve dans les premières divisions cellulaires,  les organismes les plus simples sont construits à partir de deux feuillets embryonnaires (diploblastiques), les plus complexes à partir de trois feuillets embryonnaires.

Effectivement, comme tout vertébré supérieur, l'homme est conçu à partir de trois feuillets embryologiques, l'ectoderme, l'endoderme, et le mésoderme qui est induit dans la blastula(stade de développement de l'oeuf, à ce stade l'oeuf possède seulement deux feuillets: un pôle animal et végétal; il est diploblastique) au cours de la gastrulation. A u cours de la gastrulation, apparait la zone marginale, par migration cellulaire, qui renferme les blastomères à l'origine du mésoderme.

-La zone marginale se différencie à son tour en trois zones mésodermiques:

• la zone dorsale de la zone marginale est à l'origine de la chorde(qui induit le tube neural à l'origine du système nerveux central) et des somites (origine des muscles, du derme, squelette)
• la région latérale donne les reins et les gonades
• la région ventrale regroupe les blastomères fondateurs des cellules sanguines et lames latérales

Et l'induction du mésoderme,dépend de trois  facteurs diffusibles:

-les facteurs de transcription qui déclenche la réplication de l'ADN

-les facteurs de croissance transformants

-les facteurs de croissance fibroblastiques qui régulent la prolifération et la différenciation cellulaire, et qui sont des facteurs peptidiques d'origine maternelle.

Si trois semble le nombre de plans d'organisation des organismes supérieurs à trois feuillets(triploblastiques), on peut donc se demander si l'évolution de la vie est lié à l'intrication de trois systèmes originels déterminant des innovations évolutives en trois exemplaires différents.

Hors, précisément, trois théories sont proposées pour expliquer la formation des macromolécules de la vie:

• Ces molécules sont probablement apparues près des sources hydrothermales des océans, à des profondeurs où les ultra - violet destructeurs, qui frappaient la surface de la terre avant l'existence de la couche d'ozone protectrice, ne pouvaient les atteindre.
• La compression brutale des matériaux du coeur de glace d'une comète au moment de l'impact pourrait réaliser des conditions de fabrication d'acides aminés.
• En 1970, une météorite contenant des acides aminés a été trouvé, confortant l'hypothèse d'un possible ensemencement des molécules organiques d'origine extraterrestre, en provenance de Mars notamment.

  Maintenant ami lecteur, poursuivons notre recherche du chiffre trois au delà de notre chère terre, voyons si 3 pourra nous faire explorer en partie l'univers: la terre n'est-elle pas la troisième planète du système solaire?

Mais l'on peut se demander, étant donné la récurrence du chiffre "3" , si, non seulement la distance terre-soleil a une importance que l'on comprend aisément, mais si la "troisième" position a aussi une importance. En ce qui concerne l'évolution de la vie, le chiffre trois s'explique par le fait que l'évolution a progressé sur ce mode: à chaque étape, il semblerait que des mutations font évoluer la vie selon deux voies opposées, puis une troisième voie voie apparait comme semblant évoluer en fonction d'observations des avantages ou limites évolutives des deux autres. En est-il de même pour la troisième planète? L'évolution sur terre a t-elle hérité d'acquis déterminé par la présence de Mercure et Vénus? La présence de ces deux planètes a t-elle une influence sur une elliptique de la révolution terrestre, stable et presque circulaire ou autre paramètre astophysique?

• Un système centré sur une unique étoile: l'influence gravitationnelle d'une deuxième étoile déformerait l'élliptique stable, presque circulaire des planètes.

• Une étoile de taille moyenne:*une étoile massive ne reste pas stable assez longtemps pour permettre le développement de la vie(suivant sa taille, 1 à 200 millions d'années, hors les premières formes de vie sont apparus il y a plus de 3 milliards d'années. Une étoile trop petite ne délivrerait pas assez d'énergie.
• Une étoile jeune ne synthétise que de l'hélium par  fusion de l'hydrogène, il faut une étoile capable de syntéthiser aussi des éléments lourds indispensables à la vie comme le carbone, l'oxygène, l'azote, éléments indispensable à la vie. Hors précisément, la synthèse de ces éléments va aboutir à l'apparition dans le nuage d'accrétion des planètes à la formation de molécules formant notamment à partir des liaisons du carbone des molécules non linéaire et l'entrée dans notre monde à trois dimensions, structures à trois dimensions que l'on retrouve à une échelle supérieure dans les structures cristallines, et...dans les nucléotides, molécules glyco-protéïques de la structure hélicoïdale de l'ADN.

- La limite du système solaire est marqué par le nuage d'Oort à 60 000 U.A (1U.A= distance terre -soleil)

- Puis la ceinture de Kuiper à l'extérieur de l'orbite de la plus éloignée des planètes, Neptune, soit 30 U.A.

- Et enfin la ceinture d'astéroïdes qui sépare les planètes telluriques(Mercure, Vénus, Terre, Mars) des planètes géantes gazeuses(Jupiter, Saturne, Uranus).

• La première étoile aurait-elle été une étoile massive qui finit sa vie en devenant une super-géante rouge? Une étoile massive ne s'arrête pas à la combustion de l'hélium, quand ce dernier est épuisé , une succession de fusion au coeur du noyau va aboutir à une étoile en pelure d'oignon, avec des couches en fusion de différents éléments: silicium, de magnésium, de néon, d’oxygène, de carbone, d’hélium et d’hydrogène, à chaque couche l'étoile grossit jusqu'à aboutir à une super-géante rouge. La fusion s'arrête avec l'apparition de fer en son centre qui arrête les réactions en chaîne de fusion. Cette première étoile aurait donc été l'étoile mère du nuage d'accrétion du système planétaire, le nuage d'Oort, un témoin de ce lointain passé, vestige de l'explosion finale de cette étoile?
• La seconde étoile capta une partie de la masse expulsée de la première, formant ainsi la ceinture de Kuiper.
• Peut être était-elle une naine blanche issue de l'effondrement gravitaire d'une étoile massive qui fut à l'origine de la ceinture de Kuiper. Captant une partie de l'enveloppe externe de sa voisinne, une super-géante rouge, elle gagna en combustible d'hydrogène et devint une étoile jaune, notre soleil. Cette augmentation de masse augmenta l'attraction gravitationelle de l'étoile d'où peut être, l'explication de la formation de la ceinture d'astéroïdes.on peut aussi imagMais
• Mais on peut aussi imaginer un système à trois étoiles exerçant entre elles une force gravitationnelle dont seul notre soleil subsisterait.

-Le principe de la triologie de l'évolution de la Vie imprègne jusqu'à notre subconscient, l'hindouïsme et bien d'autres religions païennes sont basés sur une trilogie de divinités principales, et le monothéïsme chrétien s'exprime dans une "trinité" ou trois aspects d'un même Dieu.

Références: wikipedia,

                       www.astronomes.com

                        Biologie licence éd Dunod 2011