Origine et distribution possible de la vie : de la chimie à la biologie

Les gens qui écoutaient France Inter au début des années 2000, connaissaient peut‑être une émission qui vous réveillait le matin en prenant la suite de vos rêves, à point ou il était parfois difficile de se tirer du lit, tant on avait envie de continuer à entendre raconter ces choses très intéressants, les yeux fermés au fond du lit (oui, du coup parfois il était difficile de se tirer du lit).

Cette émission du matin, c’était l’Université De Tous Les Savoirs.

Ces émissions étaient également filmées, et elles sont maintenant disponibles sur le Net.

En voici un numéro, qui date de l’année 2000 tout rond, à propos de l’origine de la vie sur Terre, de sa possible répartition dans l’Univers, le tout expliqué en commençant par la chimie de la vie sur Terre.



Plan de l’émission :

• 00:00:00 ➯ Présentation
• 00:01:09 ➯ Introduction
• 00:06:22 ➯ La chimie du carbone et de la vie
• 00:11:50 ➯ L’origine des molécules biologiques
• 00:30:02 ➯ La cellule : l’unité du vivant
• 00:41:38 ➯ Archéologie moléculaire
• 00:46:49 ➯ La vie ailleurs, Mars
• 01:02:53 ➯ La recherche de l’eau
• 01:10:45 ➯ Conclusion
• 01:13:15 ➯ Questions
• 01:31:27 ➯ Fin

L’exposé est narré par André Brack, astrobiologiste, et date du 2 Janvier 2000.

La vie : origine et distribution possible dans l’Univers — André Brack

Petites notes en vrac…

Le carbone que l’on trouve dans la vie sur Terre, est organisé en tétraèdre. Ce tétraèdre n’est pas régulier. Il existe sous une forme et sous une autre qui est la même, mais comme vu dans un miroir. Les deux formes ne sont pas superposables, ce qui fait qu’elle ne peuvent pas être assemblées. On ne trouve donc dans le vivant, qu’une forme ou l’autre. La forme qu’utilise la vie sur Terre, est celle qu’ils appellent la forme gauche. La forme droite se trouve dans certaines forme de vie sur Terre, mais elle est très rare.

Ce choix de la vie pour les molécules organiques gauches, pourrait avoir une origine « extraterrestre ». En effet, les météorites tombant sur Terre, contiennent 45% d’acides aminés droits, et 55% d’acides aminés gauches.

Le carbone présent sur Terre, existe sous deux formes isotopiques, qui sont le Carbone 12 et le Carbone 14. La vie sur Terre préfère le Carbone 12.

Le carbone est hydrophobe, parce qu’il ne peut pas partager la liaison hydrogène avec les atomes d’hydrogène liés aux atomes d’oxygène dans les molécules d’eau.

L’expérience de la soupe primitive, qui est maintenant connu pour être non‑pertinente parce que la Terre primitive n’avait pas une atmosphère avec la même composition que celle supposée dans l’expérience, s’est vu substitué un équivalent sous‑marin. Les fumeroles au fond des océans, sont des lieux ou peuvent se former les composées organiques du vivant à partir des molécules organiques de base. La découverte a été faite au large du Japon (en rappelant que l’exposé date de Janvier 2000).

On peut récupérer sur Terre, des noyaux de micro‑météorites intactes. Quand une micro‑météorite arrive sur Terre, elle rencontre l’atmosphère à des vitesses aux environs des 15 Km/s. La couche externe est immédiatement vaporisée, et c’est ce qui sauve la noyau, car cette vaporisation provoque ensuite un refroidissement et une baisse de la pression environnante, le noyau plus froid, tombe alors, sans avoir été brûlé. Il peut ensuite être ramassé et étudié.

Ces micro‑météorites sont beaucoup plus riches en carbone que les comètes qui tombent sur Terre. 80% des micro‑météorites tombant sur Terre contiennent du carbone, contre seulement 3 à 4% des comètes tombant sur Terre.

La quantité de carbone apporté par les micro‑météorites, sur Terre depuis, ses débuts, est supérieur à la quantité de carbone actuellement présente dans la biomasse. Ceci pour donner une idée, parce que la quantité totale de carbone présente sur Terre, en incluant par exemple les sédiments, reste quand‑même bien au delà.

Deux théories s’opposent sur l’origine des acides aminés sur Terre : soit ils ont été synthétisés dans les fumeroles au fond des océans, soit ils ont été apportés par les météorites. La dernière hypothèse ne signifie pas que la vie a été importée sur Terre, il ne s’agirait de l’importation que des briques de base (les acides aminés).

Les premières formes de vie n’utilisaient pas l’ARN pour la duplication.

Il y a 3.5 milliards d’années, il existait déjà des bactéries diversifiées. Il en existait 11 variétés différentes. Ce sont des micro‑fossiles qui permettent de le dire.

La tectonique des plaques, les mouvements qui amènent les couches de sédiments dans le manteau, décomposant les composées du vivant en CO₂, avant de les faire remonter, empêche de pouvoir les analyser de nos jours, avec comme conséquence pour la recherche, que l’archéologie moléculaire ne peut pas remonter à plus de 3.8 ou 3.9 milliards d’années en arrière. Ce n’est pas le seul problème rencontrer par cette approche : rayonnement solaire non‑filtré par l’oxygène qui n’a pas toujours été présent dans l’atmosphère, forte érosion par des océans qui recouvraient quasiment toute la surface de la Terre, recyclage des matériaux de la vie par la vie elle‑même, font qu’il est peut probable de pouvoir compter sur l’archéologie moléculaire pour étudier la composition des premières formes de vie.

Des chercheurs ont les moyens techniques de déterminer la chimie des formes de vie présentes sur Terre il y a 2 milliards d’années : Origine de la vie sur Terre: des fossiles de 2 milliards d'années « parlent » enfin (lexpress.fr), Juin 2016. Des fragments de protéines ont été décelés et sont en cours d’analyse.

Des traces de vie ont été détectées dans des roches Terrestres anciennes de 3.48 milliards d’années, ce qui est au delà de ce que je croyais possible à cause du recyclage de la croute Terrestre : Nouveau record de l'âge de la vie sur Terre : 3.48 milliards d'années ! (notre-planete.info), Décembre 2013.

La première météorite dans laquelle des acides aminés ont été trouvés, est la météorite dite de Murchison, du nom de l’endroit où elle est tombé. Elle a été ramassée peu de temps après sa chute, mais je ne sais pas précisément ce que « peu de temps » signifie dans la bouche de celui qui l’a dit.

Cette météorite a été un argument sérieux en faveur de la théorie de la panspermie.

L’Encyclopédie Universalis a trois entrées y faisant référence : Murchison — météorite de (universalis.fr).

Un fervent mais contesté défenseur de la théorie de la panspermie, est Chandra Wickramasinghe, directeur (au moins pendant un temps) du centre de recherche en exobiologie de Cardiff. Il pense même que plusieurs épidémies ont pour origine des virus amenés dans l’atmosphère terrestre par des comètes ou des météorites.

On peut l’entendre défendre sa théorie, et les réponses de ses détracteurs, dans le documentaire ci‑dessous.

Forces de la nature : virus cosmiques — RMC Découverte — 2008

Une court‑métrage humoristique sur l’idée de la panspermie, avait été posté en Mai 2011 dans un autre sujet : Re: Vidéos d’OVNI.

Les premières formes de vie pluricellulaires, sont apparues plus tôt que précédemment estimé. Au lieu d’être apparues il y a 600 millions d’années, les formes de vie pluricellulaires, sont en fait apparues il y a au moins 2 milliards 100 millions d’années. Ce sont des fossiles découverts au Gabon, qui le font dire.

Sans savoir s’il existe un lien entre les deux, la région présente des couches géologiques avec des concentrations d’uranium tellement élevées, qu’il y a longtemps, des réactions nucléaires spontanées s’y sont déclenchées, faisant parler de réacteurs nucléaires naturels.

Le documentaire qui le rapporte parle d’un autre phénomène. Après un accroissement du taux d’oxygène dans l’atmosphère, sa proportion a été réduite il y environ 1 milliard 700 millions d’années (lecture approximative d’un graphique) pendant un milliard d’année, après quoi, il y a 700 millions d’années (idem) il est monté à un taux plus élevé qu’à la première hausse, ce taux s’étant maintenu jusque maintenant.

Source :

Deux milliards d'années au Gabon — Université de Poitiers — 2017

Ci‑dessous, le graphique en question, visible dans la 37ᵉ minute du documentaire. Je ne comprends pas l’axe vertical, 10 exposant 3, ça fait 1000 et 1000 % d’oxygène dans l’atmosphère, ça n’a pas de sens. Mais je le rapporte quand‑même.