De nouveaux modèles jettent une lumière sur l’origine de la vie

De nouveaux modèles jettent une lumière sur l’origine de la vie

Les premiers signes de vie sont apparus sur Terre sous la forme de microbes il y a environ quatre milliards d’années. Bien que les scientifiques soient encore en train de déterminer exactement quand et comment ces microbes sont apparus, il est clair que l’émergence de la vie est intimement liée aux caractéristiques chimiques et physiques de la Terre primitive.

« Il est raisonnable de penser que la vie aurait pu commencer différemment – ou ne pas commencer du tout – si les premières caractéristiques chimiques de notre planète étaient différentes », déclare Dustin Trail, professeur associé de sciences de la terre et de l’environnement à l’université de Rochester.

Mais à quoi ressemblait la Terre il y a des milliards d’années, et quelles sont les caractéristiques qui ont pu favoriser la formation de la vie ? Dans un article publié dans la revue Science, Dustin Trail et Thomas McCollom, chercheur associé à l’université du Colorado à Boulder, révèlent des informations clés dans la quête de ces informations. Cette recherche a des implications importantes non seulement pour la découverte des origines de la vie, mais aussi pour la recherche de la vie sur d’autres planètes.

« Nous sommes aujourd’hui à une époque passionnante où l’humanité recherche la vie sur d’autres planètes et lunes, ainsi que dans d’autres systèmes planétaires », dit Trail. « Mais nous ne savons toujours pas comment – ou même quand, vraiment – la vie a commencé sur notre propre planète. Des recherches comme les nôtres permettent d’identifier les conditions spécifiques et les voies chimiques qui auraient pu favoriser l’émergence de la vie, un travail qui jouera certainement un rôle important dans la recherche de la vie en dehors de notre planète. »

L’importance des métaux dans l’émergence de la vie

La recherche sur la vie et ses origines fait généralement appel à diverses disciplines, dont la génomique, l’étude des gènes et de leurs fonctions, la protéomique, l’étude des protéines, et un domaine émergent appelé métallomique, qui explore le rôle important des métaux dans l’exécution des fonctions cellulaires. Au fil de l’évolution de la vie, le besoin de certains métaux a changé, mais Trail et McCollom ont voulu déterminer quels métaux pouvaient être disponibles lorsque les microbes sont apparus il y a des milliards d’années.

« Lorsque des hypothèses sont proposées pour différents scénarios d’origine de la vie, les scientifiques ont généralement supposé que tous les métaux étaient disponibles parce qu’il n’y avait pas d’études fournissant des contraintes géologiquement robustes sur les concentrations en métaux des fluides pour les premiers temps de l’histoire de la Terre », dit Trail.

Pour combler cette lacune, Trail et McCollom ont étudié la composition et les caractéristiques des fluides de la lithosphère – la couche externe de la Terre qui comprend la croûte et le manteau supérieur – il y a des milliards d’années. Ces fluides lithosphériques sont des voies clés pour le transport des parties dissoutes des roches et des minéraux entre l’intérieur de la Terre et les bassins hydrothermaux à l’extérieur où la vie microbienne aurait pu se former. Bien que les chercheurs ne puissent pas mesurer directement les métaux qui existaient il y a des milliards d’années, en déterminant les propriétés des fluides, ils peuvent déduire quels métaux – et leurs concentrations – auraient pu être transportés entre l’intérieur et l’extérieur de la Terre à l’époque où la vie est apparue sur la planète.

Des indices dans des minéraux vieux d’un milliard d’années

Les roches et les minéraux vieux de plusieurs milliards d’années sont souvent les seules sources directes d’informations sur l’histoire la plus ancienne de la Terre. En effet, ces roches et minéraux renferment des informations sur la composition de la Terre au moment de leur formation.

Les chercheurs ont mené des expériences à haute pression et haute température et ont appliqué ces résultats aux zircons de la Terre primitive, un type de minéral robuste collecté sur des sites en Australie occidentale, afin de déterminer la pression d’oxygène, la teneur en chlore et la température des fluides lithosphériques il y a des milliards d’années. Ils ont ensuite introduit ces informations dans des modèles informatiques. Ces modèles leur ont permis de simuler les propriétés des fluides lithosphériques et, à leur tour, de simuler les métaux qui auraient pu voyager dans ces fluides pour atteindre les bassins hydrothermaux à la surface de la Terre.

Comprendre l’origine de la vie

Les chercheurs ont été surpris par les résultats des simulations. De nombreux chercheurs sur l’origine de la vie, par exemple, considèrent le cuivre comme un composant probable de la chimie qui aurait pu conduire à la vie. Mais Trail et McCollom n’ont pas trouvé de preuves que le cuivre aurait été abondant dans les contraintes de leur analyse.

Ils ont testé un métal qui aurait pu être disponible en forte concentration : le manganèse. Bien qu’il soit rarement pris en compte dans les scénarios d’origine de la vie, le manganèse aide aujourd’hui le corps à former les os et aide les enzymes à décomposer les glucides et le cholestérol.

Nos recherches montrent que des métaux comme le manganèse peuvent servir de liens importants entre la Terre « solide » et les systèmes biologiques émergents à la surface de la Terre », explique M. Trail.

Selon M. Trail, ces recherches aideront les scientifiques qui étudient l’origine de la vie à introduire des données plus concrètes dans leurs expériences et leurs modèles.

« Les expériences conçues en tenant compte de ces informations permettront de mieux comprendre comment la vie est apparue. »

Source: Le nouvel ordre mondial, Phys.org, Aube Digitale

En savoir plus sur Vincent Deroy

Depuis août 2012, je fouille sur le web à la recherche des cas paranormaux les plus étranges pour le site www.paranormalqc.com dont je suis le Rédacteur en chef. Handicapé de naissance, j'ai aussi été secrétaire-trésorier du musée de mon village pendant 6 ans et demi.

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