La vie sur Terre vient-elle de l’espace ?

Un aperçu des preuves scientifiques de la panspermie

D’où vient la vie ? Elle reste l’une des questions les plus importantes en biologie et préoccupe les scientifiques depuis des centaines d’années. Le problème, en bref, est que l’univers a commencé comme une soupe cosmique bouillonnante de matière inanimée, mais a finalement donné naissance à une multitude de formes de vie. La Terre étant le seul endroit de l’univers où nous sommes certains que la vie existe, la recherche de ses origines s’est historiquement limitée à la terre ferme.

Au cours des dernières décennies, les biologistes se sont de plus en plus tournés vers le cosmos et ont posé la question suivante : la vie sur Terre aurait-elle pu naître dans l’espace ?

Cette supposition, qui remonte à une centaine d’années ou plus, est connue sous le nom de panspermie. Elle a été théorisée pour la première fois de manière rigoureusement scientifique par Chandra Wickramasinghe en 1974. Au moins depuis Aristote, l’idée que la vie a dû naître sur Terre était plus ou moins considérée comme acquise dans la communauté scientifique, jusqu’à ce que Wickramasinghe propose que certaines poussières de l’espace interstellaire contiennent du carbone, ce qui les rendrait organiques, une théorie qu’il formulera plus tard et qui s’avérera exacte.

« Il y a eu des contre-arguments ridicules selon lesquels l’idée de molécules complexes dans le milieu interstellaire est théoriquement impossible en raison des conditions de radiation difficiles qui y règnent », m’a dit Wickramasinghe par courriel. « Ces dernières années, il a été impossible de nier l’existence de molécules organiques complexes en dehors de la Terre, dans les nuages interstellaires et les comètes. Mais on insiste encore fortement sur le fait que la vie sur Terre a dû commencer sur Terre, même avec des molécules organiques venues de l’espace ajoutées à une soupe organique faite maison. »

Il est important de noter que les molécules organiques cosmiques que Wickramasinghe a contribué à découvrir ne sont pas considérées comme de la « vie », mais qu’elles sont les éléments constitutifs qui rendent la vie possible. Ces molécules sont des nucléotides à base d’azote qui peuvent se combiner pour former des biomolécules plus grandes, comme l’ADN et l’ARN qui sont les systèmes d’exploitation de base de tous les êtres vivants.

« La preuve la plus solide en faveur d’une origine cosmique de la vie et de la panspermie est l’incroyable complexité de la vie », dit-il.

Dans les années qui ont suivi la proposition initiale de Wickramasinghe, un certain nombre de théories alternatives de la panspermie ont été avancées, comme l’idée ironique de l’astrophysicien Thomas Gold selon laquelle une race extraterrestre avancée aurait déposé la vie sur Terre ici, ce qui ferait de nous tous des « déchets cosmiques ». »La version la plus convaincante de la théorie de Wickramasinghe est peut-être celle de la lithopanspermie, selon laquelle des composés organiques auraient voyagé dans l’espace sur une comète ou un astéroïde avant de s’écraser sur la Terre.

« La preuve la plus solide en faveur d’une origine cosmique de la vie et de la panspermie est l’incroyable complexité de la vie », a déclaré Wickramasinghe. « Le contenu informationnel de la cellule vivante la plus simple est d’un type spécifique et d’une quantité superastronomique. Cela indique un système dont l’échelle dépasse celle de notre planète, de notre système solaire, de notre galaxie et peut-être bien au-delà. »

L’idée que toute vie sur Terre pourrait avoir une origine extraterrestre est alléchante, mais avant de la prendre au sérieux, il faut répondre à de nombreuses questions. Par exemple, les composés organiques que l’on trouve sur Terre peuvent-ils survivre à la dureté de l’environnement spatial ? Comment ces substances organiques se seraient-elles formées dans l’espace en premier lieu ? Et même si ces substances organiques pouvaient survivre dans l’espace, seraient-elles capables de résister à la pénétration dans l’atmosphère terrestre ?

Les astrobiologistes ont emmené leurs expériences dans l’espace pour voir comment la vie sur Terre se maintient dans cet environnement hostile, où le manque d’oxygène, l’exposition constante aux radiations et les températures négatives semblent l’empêcher.

La première tentative pour tester cette hypothèse a eu lieu en 1966, lorsque deux missions Gemini ont exposé le bactériophage T1, un type de virus qui se réplique dans les bactéries, et l’ont brossé dans le vide spatial pendant quelques heures. Ces spécimens particuliers ont été choisis pour leur similarité sur Terre. Mais comme l’expérience l’a montré, les spécimens ne se sont pas très bien comportés et sont devenus dormants après avoir atteint un certain seuil d’exposition aux rayons UV.

La recherche sur la panspermie a pris un nouvel essor dans les années 1990 lorsque l’Agence spatiale européenne a lancé sa mission « Exobiology Radiation Assembly » pour voir comment les radiations affectaient différents échantillons de spores. Comme l’a découvert l’ESA, le rayonnement solaire a provoqué des ruptures dans les brins d’ADN des spores, ce qui a induit des mutations et réduit considérablement leur survie. En outre, les spores enfermées dans des météorites artificielles sont mortes, alors que la survie de ces mêmes spores augmentait considérablement si elles étaient enfermées dans du glucose, un sucre simple circulant dans le sang.

À peu près au même moment, les Russes ont lancé leur propre programme BIOPANO, qui consiste à exposer divers produits organiques à l’espace pendant une période pouvant aller jusqu’à 17 jours. Incroyablement, les Russes ont découvert que certaines bactéries, des spores, des lichens et même un animal (le tardigrade) étaient capables de survivre dans l’environnement spatial. Ces organismes sont connus sous le nom d’extrêmophiles, dont le plus célèbre est le tardigrade.

Les astrobiologistes ont trouvé d’autres exemples de formes de vie capables d’exister là où personne ne pensait que la vie était possible, mais des formes de vie beaucoup moins complexes.

En 2013, par exemple, des scientifiques ont découvert des centaines de microbes qui pouvaient vivre à un demi-mile sous la glace de l’Antarctique. Comprendre comment ces créatures survivent dans des conditions aussi hostiles pourrait contribuer à ouvrir la voie à la recherche de la vie sur d’autres mondes couverts de glace, tels qu’Europa, la lune de Jupiter.

Au cours de la dernière décennie, la panspermie a fait l’objet de nombreuses recherches, notamment la mission spatiale EXPOSURE, qui s’est déroulée de 2008 à 2015. Au cours de cette mission, qui visait à se rapprocher des radiations sur Mars pour voir ce que serait la vie dans ces conditions, les astronautes de l’ISS ont exposé une variété de biomolécules et de micro-organismes dans l’espace pendant environ un an et demi. Comme l’ont découvert les chercheurs, certaines de ces substances organiques, comme les algues vertes, ont pu survivre jusqu’à un an et demi, soit beaucoup plus longtemps que prévu.

L’année même du lancement d’EXPOSE, une analyse des composés organiques trouvés dans la météorite de Murchison, un gros rocher spatial tombé sur Terre en 1969, a suggéré que ces composés étaient d’origine extraterrestre. Cela signifie que de nombreux composés organiques, qui sont les éléments constitutifs nécessaires à la vie, étaient déjà présents dans le système solaire primitif et pouvaient même survivre à l’entrée dans l’atmosphère terrestre. Cette hypothèse a été renforcée par une étude de 2011 de la NASA sur les météorites, qui suggère que l’adénine et la guanine, les éléments constitutifs de l’ADN, ont pu se former dans l’espace.

Grâce à l’amélioration constante de la technologie des radiotélescopes, les astronomes ont pu détecter la présence de substances organiques dans l’espace à des distances incroyables. En 2012, des chercheurs danois ont déclaré avoir trouvé du glycolaldéhyde, le sucre le plus simple et une condition préalable à la production d’ARN, dans un système stellaire situé à 400 années-lumière. L’année suivante, des chercheurs utilisant l’Atacama Large Millimeter Array, un important réseau de radiotélescopes situé au Chili, ont découvert une molécule prébiotique appelée cyanométhane dans des particules de glace d’un nuage de gaz interstellaire géant situé à environ 25 000 années-lumière de la Terre. Cette molécule produit l’adénine, l’une des quatre bases azotées qui forment les barreaux de l’échelle de l’ADN.

Toutes ces preuves semblent soutenir l’idée que les composés organiques nécessaires à la création de la vie pourraient être créés dans l’espace. Mais étant donné que nous n’avons pas encore trouvé de micro-organismes complets se déplaçant dans l’espace, la présence de ces substances organiques soulève la question suivante : comment se retrouveraient-elles sur Terre ?

Fin 2014, des scientifiques tchèques ont renforcé l’idée que ces composés organiques ont pu faire de l’auto-stop jusqu’à la Terre sur une météorite lorsqu’ils ont pu former des composés organiques complexes d’ADN et d’ARN, comme l’uracile et la thymine, en utilisant des produits chimiques de départ trouvés dans les météorites et en opérant dans les conditions que l’on trouve dans l’espace.

L’année suivante, l’Agence spatiale japonaise a lancé la mission Tanpopo vers l’ISS en 2015. Tanpopo exposera les acides aminés à l’espace pour des périodes d’un, deux et trois ans. Dans le même temps, la mission collectera également des échantillons de poussière cosmique dans un aérogel pour voir si des microbes peuvent être détectés dans les régions supérieures de l’orbite terrestre basse (environ 650 km au-dessus de la surface de la Terre).

« Nous étudions la possibilité d’une migration interplanétaire des micro-organismes », m’a déclaré Kensei Kobayashi, chercheur principal de la mission Tanpopo, lors de la récente conférence d’astrobiologie de la NASA. « La poussière cosmique est un vecteur très prometteur de composés organiques, mais elle est directement exposée au rayonnement solaire. Nous émettons l’hypothèse qu’il existe certains types de composés extraterrestres qui peuvent survivre et être transportés sur Terre par la poussière cosmique. »

Des chercheurs de l’Agence spatiale européenne se préparent à lancer l’OREOcube, qui sera attaché à l’ISS et se concentrera sur l’exposition de « films organiques minces » déposés sur un substrat inorganique (lire : des roches) dans l’espace pour voir comment le Soleil affecte les interactions organiques-inorganiques. L’objectif principal est de voir comment l’évolution photochimique peut affecter la survie et le transport de la matière organique dans l’espace. Ces composés organiques seront constitués d’acides aminés, de bases azotées et d’hydrocarbures polyaromatiques (HAP), les matériaux de départ possibles de la vie, qui, selon la NASA, sont associés à jusqu’à 20 % du carbone de l’univers.

Mais tout cela n’exclut pas l’hypothèse beaucoup plus banale d’un début de vie ici même sur Terre. Une récente expérience menée à l’Académie tchèque des sciences a permis de recréer les quatre éléments constitutifs de l’ADN en laboratoire en recréant les conditions rencontrées sur Terre il y a quelque 4 milliards d’années, lorsque des astéroïdes et des météorites tournaient autour de notre planète.

Même si la vie a commencé sur Terre, la théorie de la panspermie pourrait bien jeter les bases de la découverte de la vie extraterrestre dans notre système solaire.

« Je pense que les scientifiques arrivent enfin à la conclusion que les habitats de vie sont répandus dans l’univers », a déclaré Wickramasinghe. « S’il y a de la vie partout, il est clair que la vie doit être présente partout. Cela résulte des inévitables échanges de masse qui se produisent à des échelles de temps astronomiques entre corps voisins. Il est à espérer que la reconnaissance de nos origines cosmiques nous insuffle un sentiment d’unité de toute vie.

Source: Vice.com, Traduction par Astro Univers