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L'apparition de la vie, née du chaud et du froid

Depuis les travaux audacieux des biologistes Alexandre Oparin et John Haldane, la théorie de la soupe prébiotique domine les courants de pensée sur l'origine de la vie sur la Terre. Selon la version moderne de cette théorie, des composés organiques se sont accumulés dans les océans primordiaux, produisant des macromolécules de plus en plus grandes et complexes qui ont fini par contrôler leur propre réplication. Mais est-ce bien ainsi que la vie est née ? Et quelles sont les conditions qui ont favorisé cette émergence ? En 1953, le biologiste Stanley Miller a démontré que d'importantes biomolécules, comme les acides aminés, pouvaient être synthétisées dans des conditions simulant la Terre à ses débuts. La découverte d'acides aminés extraterrestres en 1970, dans la météorite Murchison, montre que des réactions identiques se sont produites sur des corps cosmiques tôt dans l'histoire du système solaire. Au tout début, sur la Terre, il se peut que le répertoire des composés organiques soit provenu d'un certain nombre de sources : produits chimiques d'origine terrestre, impacts d'astéroïdes et de comètes, et particules de poussières interplanétaires et de météorites. Ces composés organiques simples auraient suffi à fournir la matière première nécessaire aux réactions ultérieures. Ces réactions auraient abouti à la vie telle que nous la connais sons : des systèmes de molécules biologiques fondamentales, délimités par une membrane, comme l'ADN et les protéines. Tandis que ces molécules grandissaient et se compliquaient, certaines ont commencé à se lier et à interagir avec d'autres molécules. Avec un éventail croissant d'assemblages, il se peut que certaines molécules aient développé la capacité de contrôler leur propre autoreproduction imparfaite. Cela marquerait l'apparition des premières entités moléculaires capables de multiplication, d'hérédité, et de variation et, par conséquent, en somme les débuts de la vie et de l'évolution. La nature chimique des molécules utilisées par les premières entités autoreproductrices demeure incertaine. On admet généralement qu'elles étaient les ancêtres de l'ARN, qui lui-même représente un tremplin vers le monde de l'ADN et des protéines de la biochimie moderne. Le scénario de la soupe prébiotique suggère ainsi que les premières entités vivantes sont apparues et ont évolué quand la Terre était froide plutôt que bouillante. En raison de la luminosité réduite du jeune Soleil, il se peut que la Terre ait été complètement recouverte de glace à ses débuts. Au cours de la dernière décennie, la validité de la théorie de la soupe prébiotique a été remise en question, particulièrement en ce qui concerne la vraisemblance de la synthèse de molécules complexes. D'après une théorie alternative, dite « métaboliste », le premier système vivant sur la Terre était une vie métabolique primitive caractérisée par une série de réactions autoentretenues reposant sur des composés organiques simples obtenus directement de composants tels que le dioxyde de carbone en présence de catalyseurs métalliques. Selon cette théorie, la vie n'était au début rien de plus qu'une chaîne autoentretenue de réactions chimiques associées à des surfaces minérales, sans avoir besoin d'information génétique. D'où l'expression juste selon laquelle la vie métabolique serait « la vie telle que nous ne la connaissonspas». Les réactions chimiques autoentretenues pourraient s'être produites dans tout environnement, tant que les molécules critiques pouvaient survivre suffisamment longtemps pour continuer à faire partie de la réaction en chaîne. La vie telle que nous la connaissons repose à la fois sur la chimie et sur l'information. Si cette vie métabolique a existé au début de la Terre, pour se transformer en vie telle que nous la connaissons, il a fallu l'émergence d'un certain type de système d'information génétique. Or les molécules supports de l'information, comme les acides nucléiques (les briques de base de l'ADN), se détériorent très rapidement à température élevée. Le scénario paraît donc plus envisageable dans des environnements froids. Si la transition de la chimie prébiotique à la première biochimie sur la jeune Terre s'est bien produite à basses températures, elle pourrait avoir eu lieu pendant des périodes froides et calmes entre d'importants phénomènes stérilisants liés à l'impact de météorites. Cependant, quelle que soit la façon dont s'est créée la vie, il se peut qu'elle n'ait pas survécu à des vagues d'impacts ultérieures. La vie pourrait avoir surgi à plusieurs reprises avant que les conditions régnant à la surface ne deviennent suffisamment tranquilles, pendant des périodes suffisamment longues, pour permettre à ces premières entités vivantes de survivre et d'évoluer.

Figaro : http://www.lefigaro.fr/sciences/20020615.FIG0210.html

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