Leslie E. Orgel, Premières idées dans l’histoire de Quantum …
En 1955, il rejoint le département de chimie de l’Université de Cambridge. Là, il a travaillé sur la chimie des métaux de transition, publié des articles et écrit un manuel intitulé Transition Metal Chemistry : Ligand Field Theory (1960). En 1964, Orgel a été nommé chercheur principal et professeur de recherche à l’Institut Salk d’études biologiques, où il a dirigé le laboratoire d’évolution chimique. Il a également été professeur auxiliaire au Département de chimie et de biochimie de l’Université de Californie à San Diego, et il a été l’un des cinq chercheurs principaux du programme NSCORT en exobiologie parrainé par la NASA. Orgel a également participé au programme Viking Mars Lander de la NASA en tant que membre de l’équipe d’analyse moléculaire qui a conçu l’instrument de spectromètre de masse de chromatographie en phase gazeuse que les robots ont emmené sur la planète Mars.
Le laboratoire d’Orgel a trouvé un moyen économique de fabriquer de la cytarabine, un composé qui est l’un des agents anticancéreux les plus couramment utilisés aujourd’hui. Au cours des années 1970, Orgel a suggéré de reconsidérer l’hypothèse de la panspermie, selon laquelle les premières formes de vie sur terre ne sont pas originaires d’ici, mais sont arrivées de l’espace avec des météorites. Avec Stanley Miller, Orgel a également suggéré que les acides nucléiques peptidiques – plutôt que les acides ribonucléiques – constituaient les premiers systèmes prébiotiques capables de s’autorépliquer sur la Terre primitive. Son nom est populairement connu en raison des règles d’Orgel, qui lui sont attribuées, en particulier la deuxième règle d’Orgel : « L’évolution est plus intelligente que vous ». Dans son livre Les origines de la vie, Orgel a inventé le concept de complexité spécifiée, pour décrire le critère par lequel les organismes vivants se distinguent de la matière non vivante. Il a publié plus de trois cents articles dans ses domaines de recherche. Orgel est décédé d’un cancer le 27 octobre 2007 au San Diego Hospice & Palliative Care à San Diego, en Californie.
Leslie E. Orgel, Premières idées dans l’histoire de Quantum …
Leslie E. Orgel : Une introduction à la théorie des champs de ligand de la chimie des métaux de transition. Methuen, Londres 1960. Première publication le 13 octobre 1960. Réimprimé 1961, 1962, 1963 et 1965. Deuxième édition 1966. Réimprimé 1967. Ici vous trouvez actuellement (12-2001) la page de la faculté d’Orgel à l’Institut Salk. La meilleure référence sur Orgel est
En 1964, Orgel a été nommé chercheur principal et professeur de recherche à l’Institut Salk d’études biologiques, où il dirige le laboratoire d’évolution chimique. Il est également professeur auxiliaire au Département de chimie et de biochimie de l’Université de Californie à San Diego, et il est l’un des cinq chercheurs principaux du programme NSCORT en exobiologie parrainé par la NASA. Orgel a également participé au programme Viking Mars Lander de la NASA en tant que membre de l’équipe d’analyse moléculaire qui a conçu l’instrument de spectromètre de masse pour chromatographie en phase gazeuse. Orgel’ Les travaux du Laboratoire d’évolution chimique portent sur la chimie des nucléotides et concernent principalement les réactions de polymérisation non enzymatiques qui dépendent de la formation de complexes en double hélice entre une matrice polynucléotidique préformée et un ou plusieurs substrats complémentaires mononucléotidiques ou polynucléotidiques. Dans le contexte de l’évolution chimique, des matrices sélectionnées sont utilisées pour faciliter la synthèse de séquences d’ARN complémentaires. Dans d’autres travaux, des séquences d’oligonucléotides sont utilisées pour diriger des molécules réactives (ogives) vers un ADN cible complémentaire, de manière à cliver une réticulation vers la cible à une position prédéterminée. Des méthodes de réticulation irréversible des facteurs de transcription à leurs séquences de reconnaissance d’ADN sont également en cours de développement. Ses recherches parrainées par la NASA portent sur la catalyse de la réplication des acides nucléiques par les surfaces minérales. 
Orgel a écrit LES ORIGINES DE LA VIE : MOLECULES ET SELECTION NATURELLE (1970) et co-écrit, avec Stanley Miller, LES ORIGINES DE LA VIE SUR LA TERRE (1974). Il a publié plus de trois cents articles dans ses domaines de recherche. Les contributions d’Orgel ont été reconnues tout au long de sa carrière. En Grande-Bretagne, il a reçu le prix Harrison en 1957 pour ses travaux en chimie inorganique et a été élu membre de la Royal Society en 1962. Aux États-Unis, il a reçu une bourse Guggenheim en 1971, le prix Evans de l’Ohio State University en 1975, et la médaille HC Urey de la Société internationale pour l’étude de l’origine de la vie. Il a été élu membre de l’Académie nationale des sciences en 1990. 
Il était membre de l’équipe d’analyse moléculaire de la NASA pour Mars Lander I et II. Le Dr Orgel est récipiendaire du prix Harrison, du prix Evans (Ohio State University) et de la médaille UC Urey (Société internationale pour l’étude de l’origine de la vie). Il a été boursier Guggenheim et membre élu de l’Académie américaine des arts et des sciences. Le Dr Orgel est membre de l’Académie nationale des sciences, membre de la Royal Society of Chemistry et membre de Sigma Xi. Le service passé du Dr Orgel au CNRC comprend des mandats au Comité sur la biologie planétaire et l’évolution chimique et au Groupe de travail sur la recherche d’intelligence extraterrestre. Il a obtenu un baccalauréat et un diplôme doctorat en chimie de l’Université d’Oxford.
L’objectif à long terme de la recherche dans mon laboratoire est de comprendre comment un système génétique composé d’acides nucléiques a pu voir le jour sur la terre primitive. Nous acceptons l’hypothèse du « monde de l’ARN » selon laquelle notre monde actuel ADN/ARN/PROTÉINE a été précédé par un monde « biologique » dans lequel l’ARN seul fonctionnait à la fois comme matériel génétique et comme source d’enzymes fonctionnelles (ribozymes). Nous nous intéressons à l’étude de diverses réactions de polymérisation susceptibles d’avoir joué un rôle dans l’évolution du monde de l’ARN.
LESLIE E. ORGEL est chercheur principal et professeur-chercheur au Salk Institute for Biological Studies de San Diego, qu’il a rejoint en 1965. Il a obtenu son doctorat en chimie de l’Université d’Oxford en 1951 et est ensuite devenu lecteur en chimie à l’Université de Cambridge. Pendant son séjour à Cambridge, il a contribué au développement de la théorie des champs de ligands. La National Aeronautics and Space Administration soutient ses recherches approfondies sur la chimie qui peuvent être pertinentes pour l’origine de la vie. Orgel est membre de la Royal Society et membre de la National Academy of Sciences.
Qu’est-ce que la vie ? L’apparition de la vie sur la Terre
Livre : La symphonie de l’évolution – Femmes, Les Fleurs des Rêves pages 124-127
Dans un étang où il y a silence et tranquillité apparentes, loin des vagues des océans et des mers, dans un endroit calme, mais plein de vase, un évènement est en train de naître ; quand entre 2,8 et 3,3 milliards d’années, la vie apparaît dans l’Univers… sous la forme de micro-organismes, une révolution qui fait basculer l’univers tout entier. Un nouveau monde est né. Le monde vivant, la vie !
Le mécanisme de la conception : des molécules organiques se sont formées sur la planète primitive à partir de précurseurs supposés présents dans l’atmosphère d’alors comme l’eau, le dioxyde de carbone, le méthane, l’hydrogène et l’ammoniac. [Les molécules organiques réduites utilisées par les premiers systèmes vivants sont fabriquées dans l’atmosphère primitive à partir de méthane, CH4, une forme réduite du carbone.]
Ensuite, une première cellule vivante est née dans une soupe primitive, « soupe prébiotique », riche en composés carbonés synthétisés dans l’atmosphère à partir du méthane, à la suite de la combinaison de produits chimiques de l’atmosphère et d’une certaine forme d’énergie pour fabriquer des acides aminés, éléments constitutifs des protéines, qui évolueront ensuite en toutes les espèces. Ceci est supposé se produire, il y a au moins 3,8 à 3,55 milliards d’années.
Pour comprendre l’origine de la vie, il faut remonter à la formation de la Terre.
Au moment de la formation de notre planète, il y a 4,5 milliards d’années, une relation se serait établie entre la Terre et le Soleil par une réaction chimique. Dans une réaction chimique, il y a en effet trois composants essentiels : les réactifs (les composés chimiques), le réacteur (une fiole) et une source d’énergie (par exemple de la chaleur).
Peu de temps après la formation de la Terre, ces trois composants étaient bien en place : le réacteur était l’atmosphère terrestre ; la source d’énergie, le Soleil ; et les réactifs, tous les gaz et composés chimiques présents sur la Terre. La clé est la composition de l’atmosphère primitive de la Terre. À ce moment -là, le cœur du Soleil est riche en hydrogène, oxygène, azote et carbone et son atmosphère est constituée d’hydrogène. Les éléments du cœur se combinent vite avec l’hydrogène de l’atmosphère solaire pour former des gaz comme le méthane, l’ammoniaque et la vapeur d’eau. Tous ces gaz étant transmis par la suite à l’atmosphère terrestre. D’autre part, le dégazage de la Terre, entre autres par les volcans, libère des gaz comme la vapeur d’eau, le gaz carbonique et l’hydrogène sulfuré (H2S), une atmosphère bien différente de celle que nous connaissons aujourd’hui.
Les radiations ultraviolettes provenant du Soleil, la source d’énergie principale, brisent les molécules simples de l’atmosphère primitive et libèrent des radicaux très réactifs, qui se combinent rapidement pour former des molécules plus complexes et plus lourdes.
On peut aussi invoquer, comme sources d’énergies additionnelles, les décharges électriques que sont les éclairs et les volcans. Les pluies intenses pendant des milliers d’années sur Terre qui suivent la condensation de la vapeur d’eau dans la haute atmosphère précipitent les nouvelles molécules à la surface de la planète, dans les océans en formation. En effet, Oparine affirmait aussi que la composition de la “soupe primitive” nécessaire à l’apparition de la vie serait : une eau présente à l’état liquide et chaud, les rayons ultraviolets du soleil, les éclairs des violents orages comme sources énergétiques. Ces différents composants auraient été l’origine de la vie dans la soupe primitive.
Ces molécules sont composées de carbone, d’hydrogène, d’oxygène et d’azote : on parle de molécules organiques. C’est dans cette « soupe primitive » que les molécules organiques auraient progressivement évolué vers des molécules d’intérêt biologique (acides aminés, sucres et bases azotées). La soupe primitive est une expression familière désignant le milieu liquide dans lequel la vie ou pré-vie est apparue ; c’est donc un milieu biotique, consistant en un milieu liquide et chaud contenant des molécules organiques et dans lequel se seraient formées les premières cellules vivantes.
A partir de ce moment-là, une nouvelle qualité est apparue et alors on peut étudier le processus de l’adaptation de l’être vivant. Avant l’apparition de cette qualité, ce sont les lois de la physique et de la chimie qui commandent toutes les procédures. Les principes de physique – chimie ont gouverné tous les phénomènes des milliards d’années et il n’y pas eu de résistance en face. Mais après l’apparition de la vie, nous sommes dans le cadre du principe de la biologie et l’adaptation est la qualité pour expliquer cette situation.
Avant de continuer, on ouvre ici une parenthèse pour expliquer le rôle de l’eau et de l’acide aminé.
L’eau liquide et la vie
L’eau joue un rôle clé dans la formation des étoiles et des systèmes planétaires, ce qui explique l’intérêt que lui portent les astrophysiciens. À l’échelle de l’Univers, elle est abondante, mais sa forme liquide, telle que nous la connaissons sur Terre, et qui est indispensable à la vie, reste un phénomène exceptionnel.
La Terre est très pauvre en eau. Cette pauvreté de la Terre en eau s’explique par son origine. Quand la Terre s’est formée, elle a dû se faire par accrétion de poussières et de petits corps assez proches du Soleil en formation, poussières et petits corps pauvres en eau.
L’eau liquide semble être une condition nécessaire (mais non suffisante) à l’existence d’une forme de vie, si simple soit-elle. Le carbone est omniprésent dans le système solaire sous forme de petites molécules (CO2, CH4…). Sur Terre, la vie utilise deux sources d’énergie :
åLa lumière utilisée directement par les plantes et certaines bactéries (et donc indirectement par leurs consommateurs primaires, secondaires…)
åLes réactions chimiques que savent utiliser de très nombreux micro-organismes (bactéries et archées). Et les principales réactions chimiques utilisées par la vie terrestre sont celles qui ont lieu quand de l’eau liquide (suffisamment chaude) est en contact avec des silicates (contenant du fer) et du CO2.
Les molécules carbonées complexes nécessaires à l’origine de la vie comme les acides aminés (molécules dites prébiotiques) peuvent avoir deux origines :
åIl en existe dans certaines météorites et dans les comètes, synthétisées par l’action du rayonnement solaire sur les glaces de CO2, de CH4…,
åIl s’en synthétise théoriquement à chaque fois que de l’eau chaude, du CO2 et des silicates sont en contact. Et on a identifié certaines de ces molécules prébiotiques dans les geysers d’Encelade. (Encelade est un satellite naturel de la planète Saturne. Il s’agit du sixième satellite de Saturne par la taille, et du quatorzième par son éloignement.)
Structure des acides aminés et leur fonction
Les acides aminés, molécules à l’origine de la vie, sont essentiels au bon fonctionnement de nos organes. Vingt d’entre eux entrent dans la composition des protéines de l’organisme humain.
Estimées à plus de 10.000, les protéines sont des molécules issues de notre ADN et possèdent des fonctions très diverses : de structure, de communication, de transduction d’un signal par le système nerveux, d’activités hormonales, enzymatiques…Il existe une centaine d’acides aminés, mais seuls 22 sont codés par le génome des organismes vivants.
Des soupes primitives aux cellules vivantes
Quelles sont les caractéristiques spécifiques « des soupes primitives ou pré-vie » (soupes prébiotiques) ? Pourquoi ces nouvelles qualités n’obéissent-elles pas aux principes de physique- chimie ? Ces nouvelles qualités sont actives même si très peu et elles ont des actions réciproques avec leur environnement soit à peine et très faible en opposition extérieure. Encore une fois, les lois de la physique – chimie provoquent et décident pour les grains des sable ou les gouttes d’eau, mais pas pour des soupes primitives, en tous cas pas complètement.
En biologie, une adaptation est définie comme la modification d’un caractère anatomique, d’un processus physiologique ou d’un trait comportemental dans une population d’individus sous l’effet de la sélection naturelle, le nouvel état de ce caractère améliorant la survie et le succès reproductif des individus. Les biologistes disent : « Plus le degré d’adaptation d’un organisme vivant aux conditions environnementales est élevé, plus il est parfait et abouti. »
On peut définir qu’en effet la tendance essentielle ou la caractéristique particulière et exceptionnelle de la vie dès le début est l’adaptation. Dorénavant, ceux qui sont les plus adaptés – ceux qui défendent mieux – sont ceux qui restent et continuent vers l’avenir. Les autres vont disparaitre. L’aventure continue pour les meilleurs êtres vivants compétitifs qui s’habituent le plus efficacement aux conditions de la vie.
Nous allons donc expliquer le principe de l’adaptation dans les différentes étapes de la vie.
Leslie Eleazer Orgel (1927-2007)
Leslie Eleazer Orgel était un biologiste évolutionniste et chimiste anglo-américain dont les études sur le développement précoce de la vie ont aidé à former la théorie du développement de l’ADN et de son ARN précurseur. Orgel pensait que l’idée de la panspermie était crédible pour une enquête – que les graines de la vie pouvaient avoir atteint la Terre depuis ailleurs dans l’espace. En 2006, il écrivait dans Nature que comprendre les milliards d’années de vie sur Terre était un « territoire intellectuel chaotique ». Il est connu pour une paire d’axiomes connus sous le nom de règles d’Orgel. La première affirme qu’un processus primitif est aidé par l’évolution de protéines qui amélioreront son efficacité, comme les enzymes. La seconde est que «l’évolution est plus intelligente que vous», ce qui signifie qu’il peut falloir plus d’imagination aux scientifiques pour continuer à croire ce que l’évolution peut avoir accompli.
https://www.jewage.org/wiki/en/Article:Leslie_Orgel_-_Biography
http://www.quantum-chemistry-history.com/Orgel1.htm
https://todayinsci.com/10/10_27.htm#death