La mission OSIRIS REx de la NASA qui a fait parvenir sur Terre des échantillons du sol de l’astéroïde géocroiseur Bennu, nous apprend que la complexification des molécules organiques a pu être poussée dans le disque protoplanétaire solaire beaucoup plus loin qu’on ne le pensait. Ce n’est pas pour autant qu’on peut en déduire que la vie est un phénomène banal dans l’Univers.
J’ai traduit l’abstract de l’étude publiée par Daniel Glavin (Solar System Exploration Division, NASA Goddard Space Flight Center) et 35 autres chercheurs, dans la rvue Nature du 29 janvier 2025. Voici l’essentiel :
Les échantillons rapportés de l’astéroïde de type B, Bennu, par la mission OSIRIS Rex (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security–Regolith Explorer) nous ont permis d’étudier un astromatériau carboné intact sans exposition incontrôlée à la biosphère terrestre. Nous montrons ici que les échantillons de Bennu sont riches en matières volatiles, avec plus de carbone, d’azote et d’ammoniac que les échantillons de l’astéroïde Ryugu et de la plupart des météorites. Les enrichissements isotopiques en azote 15 indiquent que l’ammoniac et d’autres molécules solubles contenant de l’azote se sont formés dans un nuage moléculaire froid ou dans le disque protoplanétaire externe. Nous avons détecté des acides aminés (dont 14 des 20 utilisés en biologie terrestre), des amines, du formaldéhyde, des acides carboxyliques, des hydrocarbures aromatiques polycycliques et des N-hétérocycles (dont les cinq nucléo-bases présentes dans l’ADN et l’ARN), ainsi qu’environ 10 000 espèces chimiques porteuses d’azote. Tous les acides aminés chiraux non protéiques étaient racémiques* ou presque, ce qui implique que la chiralité gauchère de la vie terrestre n’est peut-être pas due à un biais dans les molécules prébiotiques délivrées par les impacts. Les abondances relatives des acides aminés et d’autres composés organiques solubles suggèrent une formation et une altération par des réactions à basse température, peut-être dans des fluides riches en NH3 (ammoniac). Le planétoïde parent de Bennu s’est développé ou a accrété des glaces à partir d’un réservoir du système solaire externe où la glace d’ammoniac était stable.
*Un astéroïde de type « B » (réflexion moyenne de la lumière) est un corps primitif, carbonés. Ces astéroïdes sont situés dans la Ceinture de Kuiper ou en proviennent (Bennu).
*En chimie, un racémique est un mélange en proportions égales des énantiomères lévogyre et dextrogyre d’un composé chiral.
Comme on le voit, la variété des molécules organiques trouvées sur Bennu est très étendue. La présence de 14 sur 20 des acides aminés, éléments constitutifs de nos protéines et des 5 nucléotides constitutifs de notre ARN/ ADN est à remarquer particulièrement.
Bennu est un astéroïde géocroiseur, donc un corps qui aurait pu être un des constituants de la Terre mais aussi de Mars ou de Vénus. Résultant d’un regroupement de matière après explosion d’un planétoïde « père », formé au-delà de la ligne de glace de notre système, il a ensuite dérivé vers notre orbite. Il a certainement eu des « frères » ou des « cousins » qui sont, eux, devenus une partie de notre Terre.
Pour que le planétoïde ait pu générer ces molécules, l’eau a dû être présente sous forme liquide du fait de sa chaleur interne (énergie cinétique de l’accrétion et désintégration d’éléments radioactifs tels que le thorium).
Cette diversité et cette similarité de certaines molécules organiques font état d’une abondance, qu’on peut aussi qualifier de « joyeux mélange » car on a trouvé de « tout », par exemple des acides aminés dextrogyres aussi bien que lévogyres. Ceci interroge évidemment sur le choix des lévogyres fait par la vie sur Terre.
Nous savions déjà que notre corps comme celui des autres êtres vivants évoluant sur cette Terre, était fait de matière terrestre mais nous ne savions pas que la complexification de ces éléments pouvait être allée aussi loin sur un corps céleste, avant l’analyse de ces échantillons.
Faut-il extrapoler de cette richesse que l’évolution jusqu’à la vie est automatique et qu’elle aurait pu se poursuivre n’importe où, quel que soit l’environnement ? Certainement pas. Pour le moment ce qu’on peut dire c’est qu’elle est parvenue jusqu’à cet achèvement sur Terre mais, jusqu’à preuve du contraire, uniquement sur cette Terre.
Certains diront que je m’acharne à nier la capacité de la « Nature » à conduire jusqu’à la vie. Je ne pense pas que ce soit le cas. Je reste ouvert à la suite de la démonstration car je reconnais que les corps célestes sont des laboratoires ou des réacteurs dans lesquels toutes sortes de transformations sont possibles, pourvu qu’elles respectent les lois de la chimie et de la physique (sous les contraintes locales).
C’est précisément sur ce point que je peux fonder mon raisonnement, en constatant, comme je l’ai déjà fait, que le réacteur quel qu’il soit, est conditionné par ses caractéristiques physiques, on pourrait dire par sa masse et donc sa puissance ; et par son état, on pourrait dire le stade de son évolution et de celle de son environnement. Or cet environnement est en changement évolutif permanent, sans retour en arrière.
Le système solaire évolue au fil du temps dans un environnement cosmique qui évolue lui aussi au fil du temps. Il peut être enrichi ou appauvri par des radiations ou l’intrusion de corps provenant de systèmes voisins d’une autre origine et ayant suivi une autre évolution.
La Terre elle-même est située dans un environnement de température et de radiations solaires particulier, la zone habitable d’une étoile d’une certaine composition et d’une certaine masse qui lui permet non seulement de bénéficier d’un rayonnement particulier qui permet l’eau liquide (si la pression est suffisante) mais aussi d’une durée minimum dans le temps. Il a fallu plus de 500 millions d’années à la vie la plus primitive pour apparaître sur Terre et il n’y a pas de raison que le processus ait pu être plus rapide « ailleurs ». Or les étoiles massives ne vivent que quelques dizaines de millions d’années, ce qui les exclut du processus. Les naines rouges qui, elles, vivent beaucoup plus longtemps, ont un rayonnement trop faible ce qui en rapproche leur zone habitable beaucoup trop près et expose dangereusement les planètes qui s’y trouvent à des fluctuations catastrophiques de radiations, et les bloquent dans leur rotation. Reste les étoiles moyennes, les naines jaunes comme notre Soleil mais cela réduit les possibilités. Surtout que ces étoiles n’ont pas forcément le même degré de métallicité que la nôtre en fonction de leur milieu galactique et de leur âge par rapport au début de l’Univers.
La Terre a été très chaude au début de son existence, il y a 4,5 milliards d’années et pendant tout l’éon Hadéen, puisqu’elle n’était alors qu’une boule de magma du fait de l’accrétion de toute masse qui se trouvait dans son environnement. Elle s’est lentement refroidie après. Elle était entourée d’une atmosphère très dense, l’eau n’existait que sous forme de vapeur. L’atmosphère primitive était chimiquement très différente de ce qu’elle est devenue avec le temps (dominance du CO2, de l’hydrogène sulfuré, et de la vapeur d’eau).
La Terre s’est refroidie ensuite. L’eau liquide a recouvert la Terre, son pH au contact des roches est devenu moins acide et donc plus basique. La tectonique des plaques facilitée par la rotation de notre planète sur elle-même, et par l’attraction très forte de la Lune car elle était alors très proche de la Terre, a enclenché des brassages qui ont créé de nouveaux minéraux et des zones émergées dans l’Océan global. A un moment précis (ni avant, ni après) les conditions ont été toutes réunies pour que quelque part à la surface de ce monde encore très jeune, apparaisse le dernier ancêtre commun à toute forme de vie sur Terre, notre LUCA (Last Universal Common Ancestor). C’était avant 3,5 milliards d’années (sans doute entre 4 et 3,8). Par la suite les conditions pour cet assemblage n’ont plus été réunies puisqu’il n’y a pas eu d’autres racines de vie.
L’unicité de ce LUCA devrait nous faire réfléchir sur la rareté de la Vie ailleurs dans l’Univers car, comme je l’ai déjà exposé, la Terre n’est pas n’importe quelle planète et l’assemblage des briques de la vie pour constituer une cellule vivante n’est pas évident du tout. Et je passe sur le fait que l’eau a peut-être été apportée en quantité suffisante par l’avancée puis le retrait de Jupiter vers le Soleil, déstabilisant au passage la Ceinture d’astéroïdes et ses éléments riches en glace d’eau qui sont venus enrichir notre environnement.
L’évolution a confirmé cette unicité de la Terre et sans doute, logiquement, de chacune des autres planètes, de telle sorte que chaque planète est identifiable comme une empreinte digitale avec des caractéristiques qui lui sont propres et qui permettent de de la reconnaître entre toutes.
Car après notre LUCA, l’évolution a procédé par bons et par ruptures entrecoupant des phases d’évolutions lentes : la prolifération des cyanobactéries, la Grande-glaciation résultant d’un pourcentage élevé d’oxygène dans l’atmosphère produit par cette vie en surface de l’Océan, l’apparition brutale des eucaryotes utilisant l’oxygène comme carburant, seule possibilité de conduire aux assemblages multicellulaires, finalement les animaux. Ensuite tous les accidents géologiques, combinés aux transformations amenées par la vie elle-même et aux accidents cosmiques, qui ont fait franchir à la Vie les diverses ères que nous connaissons avec à chaque fois une remise en question des taxons dominants. N’oublions jamais que si les dinosaures n’avaient pas disparu accidentellement, nous les mammifères, aurions connu sous leur domination, une évolution très différente. L’apparition de l’homme aussi est un accident.
Ensuite, une fois l’homme apparu, qui osera dire que la succession des inventions qu’il a conçues et réalisées était inévitable ? Einstein est il le résultat d’un automatisme de l’évolution ? Les Indiens d’Amérique auraient-ils découvert le concept que les roues pouvait permettre le déplacement d’un véhicule si les Européens ne le leur avaient apporté ?
Soyons prudents. Continuons à explorer l’univers autant que nous le pouvons à la recherche d’indices de vie d’abord, d’indices de vie intelligente ensuite et d’êtres disposant de technologies comme les nôtres enfin. Mais n’acceptons pas de hiatus dans nos raisonnements. Gardons notre faculté de doute et notre esprit critique et ne déformons pas les résultats de l’observation pour voir ce que nous voulons voir au lieu de voir ce qui existe vraiment. C’est cela l’esprit scientifique. Pour le moment nous avons trouvé des acides aminés et des nucléobases sur Bennu. Fort bien ! Nous aurons peut-être des assemblages plus complexes sur Mars car la planète est plus massive et a connu une longue période d’eau liquide en surface. Mais ce n’est pas pour cela que la vie existe partout dans l’univers. D’ailleurs nous ne l’avons pas encore constatée.
Illustration de titre: Le sol de Bennu pris en photo par OSIRIS Rex entre le 20 et le 28 octobre 2020, crédit NASA. La vue est telle que celle qu’aurait eu un homme à genoux sur le sol de l’astéroïde.
Liens :
https://science.nasa.gov/mission/osiris-rex/
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02472-9
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Le Jurassica Museum de Porrentruy (Canton du Jura) a organisé une exposition « Explore Mars ». Conçue par la Cité de l’Espace de Toulouse, vous pouvez la visiter jusqu’au Premier juin 2025 : https://www.j3l.ch/fr/P184686/a-faire/manifestations/art-exposition/explorez-la-planete-mars-au-jurassica-museum
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Index L’appel de Mars 25 02 07
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12 réponses
Entièrement d’accord avec l’argumentation développée dans le blog de ce jour. A propos des « briques de la vie », comme le faisait remarquer je ne sais plus qui: « On peut avoir réunies en un endroit toutes les briques (pierres) nécessaires à la construction d’une cathédrale, ce n’est pas pour autant qu’un tel édifice verra le jour »! 🙂
En effet, jeter au hasard les lettres de l’alphabet, même un nombre incalculable de fois, n’aboutira jamais à un poème.
Le hasard n’écrit pas de messages !
Vous abordez là un thème fondamental, et bien vaste, déjà traité naguère ici par M. Brisson.
Prenons le nombre pi, qui est un nombre dit transcendant. L’ensemble des nombres transcendants est non dénombrable, il est infini d’une façon particulière, car il a la « puissance du continu ». Les autres nombres sont dits algébriques et forment un ensemble infini dénombrable, comme les nombres naturels, par exemple. On aborde là au moins deux sortes d’infinis.
Quand vous écrivez « incalculable », vous pensez à réaliser quelque chose qui tend vers l’infini. Pour le nombre pi, la séquence de ses décimales n’a pas de fin. Et ce n’est là qu’un nombre transcendant parmi une infinité d’autres. Cette infinitude de décimales (parmi une infinitude continue d’autre infinitudes !) signifie que, théoriquement, vous pourriez trouver dans cette séquence infinie toutes les séquences possibles, la plupart sans signification poétique bien sûr, mais aussi, entre autres, le poème que vous envisagez et également tous les poèmes et tous les textes jamais écrits.
Du fait que l’infini ne peut pas être réalisé en acte en ce bas monde, la limitation, purement pratique, que l’on doit nécessairement poser est que chaque jet de lettres de l’alphabet fait au hasard prend une durée finie et que le temps qui est à notre disposition pour ce faire est par définition fini. Même quelque 14 milliards d’années ne font « que » 4.4 10^17 secondes ; on est toujours infiniment loin de l’infini !
Pour en revenir aux briques de la vie, par exemple, les 21 acides aminés, ou les 5 bases nucléiques (A, C, G, T pour l’ADN et A, C, G, U pour l’ARN), pourraient être vues de façon analogue aux lettres de l’alphabet. On a aussi déjà remarqué dans ce blog que les acides aminés de la vie sont tous de la forme gauche, les formes droites étant exclues (il n’y a pas de vie « droite » avec 21 acides aminés droits), le mélange des deux formes donnant des constructions chaotiques. La question est de savoir si le hasard dispose d’un temps suffisant pour opérer les choix ci-dessus, comme pour trouver « par hasard » le poème attendu qui existe bien, virtuellement, mais caché dans une séquence infinie. La réponse est certainement non. On entrevoit seulement maintenant l’action d’un biais physique (l’interaction nucléaire faible, seule interaction fondamentale dissymétrique) qui aurait présidé au choix des acides aminés gauches. Il reste encore à déterminer ce qui aurait pu permettre de « forcer » le hasard à choisir un lot précis de bases et d’acides aminés, celui que nous connaissons, parmi sans doute d’autres possibles. Voir une tentative dans ce sens avec la théorie des « hypercycles » de Manfred Eigen (1927-2019), prix Nobel 1967 de chimie, récompensé pour sa contribution à expliquer l’abiogenèse, soit l’émergence de la vie à partir du non-vivant.
C’est très bien dit Pierre-Alain.
oui exactement!
En filigrane on trouve cette vieille question lancinante : sommes-nous seuls dans l’univers? On oppose l’argument 1: sur un si grand nombre de mondes comment se pourrait-il qu’il n’y en ai pas un qui supporte la vie? à l’argument 2: malgré tous nos efforts jusqu’ici, nous ne trouvons pas la moindre preuve d’une vie quelque part ailleurs que sur la terre? Et ces extraterrestres si bien cachés, pourquoi ne veulent-ils pas nous faire un petit signe?… s’ils existent. On voudrait une toute petite preuve. Et le sujet de cette page me semble être que trouver les matières qui sont au tout début de l’origine de la vie, ne garantit absolument pas que la magie va s’opérer et que la vie va apparaître. Et ne parlons pas de l’intelligence. Simplement on affirme : trouver les briques de la vie ne prouve rien et nous sommes « Gros Jean comme devant ». Soit il faudra attendre d’aller sur un bon nombre d’autres mondes pour avoir le fin mot de l’histoire, soit espérer qu’on nous envoie un signe de très loin… ou très près. Avec le temps qui passe (malgré notre petite échelle et nos observatoires de plus en plus puissants) on en doute de plus en plus. Et j’approuve totalement la phrase : »ne déformons pas les résultats de l’observation pour voir ce que nous voulons voir « .
« Tous les acides aminés chiraux non protéiques étaient racémiques ou presque, ce qui implique que la chiralité gauchère de la vie terrestre n’est peut-être pas due à un biais dans les molécules prébiotiques délivrées par les impacts. »
Je crois que le « caveat lector » : « ou presque » (« or nearly so » dans le texte original) est de la plus haute importance. En regardant le corps de l’article de « Nature Astronomy » cité, publié le 29 janvier, on observe en effet dans les graphiques et tableaux qu’il y a loin de la stricte égalité attendue entre les deux formes énantiomères des acides aminés optiquement actifs, comme l’alanine et la valinine. En effet une synthèse purement chimique doit toujours conduire au mélange strictement racémique (1:1), sauf à introduire un biais extérieur par l’effet d’une cause dissymétrique s’exerçant durant la synthèse, ou par l’utilisation ultérieure d’une des deux formes énantiomères, et donc sa disparition du mélange par soustraction. On a ici clairement un excès de L-vaniline et de L-alanine au détriment des formes D-vaniline et D-alanine.
Pourtant les auteurs écrivent ceci : « An L-valine excess of ~34% was measured in the same hot-water extract after acid hydrolysis (Extended Data Table 4); however, we also observed elevated levels of L-valine in the procedural blank (Fig. 3), so laboratory contamination is a possible explanation. » Évidemment que, s’il y a eu contamination, même du test blanc (ce qui est un comble !), aucune conclusion ne peut plus être tirée.
Plus loin on lit encore : « we predicted that Bennu samples would show some L-isovaline excess, following the empirical trend of higher extraterrestrial L-isovaline excesses in more aqueously altered carbonaceous chondrites ».
Et on trouve l’aveu final : « The source of the meteoritic L-amino acid enrichments remains a mystery. »
Nous avons déjà parlé ici de cette question (non mystérieuse !) de la prévalence prébiotique de l’unique forme gauche des acides aminés, en évoquant l’action subtile, mais sensible à la longue, de l’interaction faible qui est justement un bon candidat pour être le biais mentionné plus haut. Il faut rappeler que l’interaction faible, qui se superpose à la classique interaction électromagnétique (entre noyaux atomiques et électrons) régnant sur la formation des composés chimiques et sur leurs transformations, est la seule des quatre interactions fondamentales à « violer la parité », donc à être dissymétrique et source de dissymétrie dans ses effets ; on parle aussi de « brisure de symétrie », dans le sens du prix Nobel 1977 de chimie, Ilya Prigogine (1917-2003).
Merci Monsieur de Reyff pour ce décryptage et cet éclairage.
Notons donc l’explication la plus probable, « l’action subtile, mais sensible à la longue, de l’interaction faible »!
Au cours de son parcours un tel astéroïde doit être constamment bombardé par d’autres cailloux plus ou moins chauds et être affecté chimiquement surtout si une partie est restée liquide à un certain moment et à haute température (mélange, catalyse ou autre)… On ne peut pas contrôler cet éventuel phénomène, ni dans quelle mesure il se produit. Pensez-vous cela possible, en plus de l’action de l’interaction faible?
Certes, la chimie de la synthèse des acides aminés est influencée par la température et les catalyseurs minéraux, mais ici, la question cruciale est celle d’une nécessaire action non symétrique (dissymétrique, donc qui différencie la gauche de la droite) pour favoriser à la longue la synthèse des formes gauches. Ces autres causes physiques sont toutes évidemment complètement symétriques.
Bonjour a tous : au sujet de la medecine dans le vaisseau spatial et sur MARS : hier matin j ai un patient qui est tombe raide mort…! pompiers samu police 2h10 de reanimation et au final pompes funebres! en 40 ans de carriere je n ai jamais vu une telle chose !
Effectivement Robert, ce moment a dû être très impressionnant et mentalement éprouvant pour ceux qui en étaient témoins.
La mort peut frapper à tout moment. Dans le cadre d’un premier voyage martien qui implique un stress élevé et des contraintes environnementales très fortes, les risques sont probablement beaucoup plus grands qu’en temps « normal ». C’est une des raisons pour lesquelles la participation de plusieurs médecins sera nécessaire.