Des astrobiologistes de la NASA ont recréé en laboratoire les origines de la vie dans les profondeurs de la mer

Afin de mieux comprendre comment la vie sur Terre et sur d’autres planètes a pu naître, une équipe de la NASA dirigée par l’astrobiologiste Laurie Barge a recréé les conditions au fond de l’océan il y a quatre milliards d’années. L’idée est qu’en produisant une version de laboratoire des cheminées hydrothermales que l’on trouve en profondeur dans l’océan et l’environnement primordial, il est possible de produire les acides aminés nécessaires à la création de la vie.

Image d’entête : Encelade, la lune de Saturne renfermant un océan global sous une épaisse couche de glace, par la sonde Cassini, avec des geysers visibles sur son pôle Sud, une cible de prédilection dans la recherche de la vie sur une autre planète/ lune. (NASA/JPL-Caltech)

La façon dont celle-ci a émergé sur Terre ou peut-être sur d’autres mondes est l’un des grands mystères de la science. Si vous écoutez certains scientifiques, vous pourriez penser que tout ce dont vous avez besoin pour que la vie apparaisse sur une planète ou une lune est d’ajouter de l’eau et de laisser agir. En fait, les étapes qui mènent de la matière sans vie aux organismes vivants sont non seulement d’une complexité déconcertante, mais elles sont à peine comprises. Pour combler ces manques, les chercheurs tentent, depuis les années 1950, de recréer les conditions que l’on croit avoir été présentes après la formation et le refroidissement de la Terre pour permettre à l’eau liquide d’exister. En général, il s’agit de prendre un mélange de produits chimiques pour simuler l’atmosphère prébiotique, la mer ou les lacs, puis d’introduire une source d’énergie comme la foudre ou la lumière solaire. Cependant, l’exploration des grands fonds marins au cours du siècle dernier à révéler un autre endroit où la vie ou son précurseur nécessaire aurait pu faire son apparition.

Dans de nombreuses régions, les fonds marins sont parsemés de cheminées et d’évents volcaniques qui libèrent de l’eau chaude chargée de minéraux qui fournissent l’énergie nécessaire au maintien de mini-écosystèmes entiers qui survivent sans avoir recours à la lumière du soleil ou au déplacement de nourriture provenant de régions ensoleillées. L’étude de la NASA s’est penchée sur ces cheminées hydrothermales non seulement comme un moyen de maintenir la vie, mais aussi comme une source possible d’acides aminés et d’autres molécules organiques qui sont finalement devenues des organismes vivants.

Les cheminées hydrothermales sont des endroits du fond marin où l’eau chaude de la croûte terrestre se mélange à l’eau de mer presque gelée. Ces cheminées naturelles abritent toutes sortes de vie marine. (MARUM/ Université de Brême/ NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory)

Au cours des dernières expériences, l’équipe de Laurie Barge a prélevé de l’eau, des minéraux et des molécules précurseurs comme le pyruvate et l’ammoniac, ainsi que de l’hydroxyde de fer, également appelé « rouille verte« , un minéral courant sur la Terre à ses débuts. Ils ont ensuite ajusté le pH de l’eau à un pH alcalin et chauffé la solution à 70⁰ C, ce qui correspond à peu près à celui trouvé dans le voisinage d’une cheminée hydrothermale.

Selon la NASA, lorsque de petites quantités d’oxygène ont été introduites, la rouille verte a réagi avec et elle a transformé la solution pour produire l’acide aminé alanine et de l’alpha hydroxyacide lactate. Ce dernier est un sous-produit des réactions aux acides aminés. Il s’agit en soi d’une étape infime dans la production de la vie, mais ces molécules pourraient se combiner pour produire des protéines plus complexes et, éventuellement, un composé s’autorépliquant avant la vie. L’objectif à long terme est d’inverser ces étapes et de les recréer.

De telles expériences permettent non seulement de comprendre les origines de la vie sur Terre, mais elles peuvent aussi aider les scientifiques à prédire où ils sont les plus susceptibles de trouver de la vie extraterrestre sur la lune de Jupiter, Europe, l’Encelade de Saturne, d’autres lunes glacées du système solaire et des exoplanètes orbitant autour d’autres étoiles. Cela pourrait même aider à chercher des signes de vie ancienne sur Mars.

Selon Barge :

Nous n’avons pas encore de preuves concrètes de la vie ailleurs. Mais comprendre les conditions nécessaires à l’origine de la vie peut aider à réduire le nombre d’endroits où nous pensons que la vie pourrait exister.

L’étude publiée dans The Proceedings of the National Academy of Sciences : Redox and pH gradients drive amino acid synthesis in iron oxyhydroxide mineral systems et présentée sur le site de la NASA : NASA Study Reproduces Origins of Life on Ocean Floor.