Les besoins énergétiques
Les réactions chimiques qui sont à la base de la vie ont besoin d'énergie
pour se produire. L'environnement dans lequel la vie est née n'est pas connu avec certitude
mais il est probable qu'il était volcanique et que les premières réactions exploitaient des
fluctuations dans la concentration des différents composés chimiques présents. Cette méthode
fournissant très peu d'énergie, les premiers organismes commencèrent à s'appuyer sur la fermentation
comme source d'énergie, d'abord en utilisant des composés organiques préexistants, puis en recyclant
les restes d'organismes morts.
Il y a environ 2,5 milliards d'années apparut une innovation qui allait révolutionner la vie. Certaines
cellules développèrent la faculté de transformer l'énergie du rayonnement
solaire en énergie chimique : la photosynthèse était née, une méthode beaucoup plus efficace
que la fermentation. Les cellules capables de photosynthèse s'appuyèrent d'abord sur le sulfure
d'hydrogène provenant des volcans mais finir par être capable d'opérer simplement à partir d'eau
et de gaz carbonique, composés très abondants à l'époque. Ceci leur permit de quitter leur lieu
d'origine et de se répandre sur la Terre tout entière.
Avec la naissance de la photosynthèse apparut un des ses sous-produits : l'oxygène. Celui-ci commença à contribuer à l'atmosphère terrestre et vit sa concentration augmenter peu à peu. Après quelques centaines de millions d'années, certaines bactéries apprirent à utiliser ce gaz. C'est ainsi que naquit le métabolisme qualifié d'aérobique, c'est à dire utilisant de l'oxygène, une méthode beaucoup plus efficace d'un point de vue énergétique.
La vie devient plus complexe
Les bactéries à cette époque ne possédaient pas de structure interne, on les appelle des procaryotes. L'étape suivante dans la complexification de la vie, il y a environ 1,5 milliards d'années, fut l'apparition des eucaryotes, des cellules possédant un noyau et d'autres structures internes. L'hypothèse la plus probable est que certains procaryotes furent amenées à s'associer et à travailler ensemble. Chaque élément de l'organisme ainsi crée pouvait aider les autres mais aussi tirer avantage d'eux, un phénomène que l'on appelle la symbiose. Par exemple, les bactéries possédant la faculté de photosynthèse devinrent les chloroplastes, les petits compartiments chargés de cette tâche dans les plantes actuelles. C'est aussi à ce moment qu'apparut la notion de sexe qui devint un atout majeur pour la vie car la reproduction sexuée ouvrait la voie à une façon beaucoup plus créative de réarranger le patrimoine génétique.
Les premiers eucaryotes étaient constitués d'une seule cellule, il s'agissait de protozoaires. Il y a environ 700 millions d'années des cellules isolées s'associèrent pour former des organismes complexes : les métazoaires. Chaque cellule dans ce nouvel organisme pouvait alors se spécialiser dans une fonction donnée au service de l'ensemble, d'où l'apparition d'organisme beaucoup plus complexes et sophistiqués qu'auparavant, comme les vers et les méduses.
