L'origine de la vie sur Terre pourrait être bien plus simple qu'on ne le pensait
L'origine de l'apparition des premières molécules vivantes sur notre planète fait débat depuis longtemps. Des récentes expériences nous révèlent toutefois de nouvelles informations sur les conditions plausibles de la Terre primitive.
Cette recherche apporte des précisions sur l'une des hypothèses majeures concernant l'apparition de la vie: le monde à ARN. Elle suggère que les ingrédients nécessaires, combinés à des minéraux très communs et à des cycles hydrologiques simples, ont pu conduire à l'assemblage de l'acide ribonucléique.
Une expérience ancrée dans la géologie primitive
Les chercheurs ont reproduit en laboratoire un environnement plausible de la Terre il y a plus de quatre milliards d'années. Pour cela, ils ont mélangé les précurseurs chimiques de l'ARN (à savoir le ribose, un sucre à 5 carbones, le phosphate et les quatre nucléobases fondamentales que sont l'adénine, la guanine, la cytosine et l'uracile) avec des composés spécifiques: des borates, présents dans les anciens océans, et du basalte, une roche volcanique omniprésente.
Ce mélange a ensuite été soumis à des cycles répétés d'humidification et de séchage. Ces cycles avaient vocation à reproduire les transitions que notre planète a connu par le passé à proximité des aquifères géothermiques et des souterrains. L'équipe a constaté que ce processus a permis la formation de chaînes d'ARN sans autre intervention humaine que celle consistant à placer les ingrédients dans un tube à essai.
Les travaux, très étayés et publiés dans Proceedings of the National Academy of Sciences, révèlent que contrairement à ce que l'ont pensait jusqu'alors, les borates n'ont pas bloqué la synthèse. Au contraire, ils ont joué un rôle stabilisateur pour le ribose, un sucre naturellement fragile qui se dégrade facilement. Cette stabilisation a permis au ribose de rester disponible pour former l'ossature de la molécule d'ARN, une étape préalable indispensable.
Le basalte, quant à lui, a servi de surface sur laquelle les réactions ont pu s'effectuer avec une plus grande efficacité. Cette synergie entre des ingrédients chimiques simples et un substrat géologique banal démontre que la synthèse prébiotique de l'ARN ne nécessitait pas un concours de circonstances exceptionnel, mais pouvait émerger d'un environnement planétaire commun.
Des implications cosmiques pour l'apparition de la vie
Les scientifiques maintient l'idée selon laquelle une collision de la Terre avec une protoplanète riche en matériaux organiques, aurait pu fournir simultanément les précurseurs nécessaires ainsi que l'énergie requise pour initier les réactions chemiques nécessaires à la création de la vie.
De ce point de vue, la portée de ces découvertes dépasse le cadre terrestre. En effet, les missions spatiales ayant permis le retour d'échantillons, comme OSIRIS-REx, ont confirmé la présence de ribose et d'autres briques de l'ARN dans la matière astéroïdale. Ces molécules organiques complexes existent donc dans l'espace, ce qui renforce l'idée qu'elles ont pu être délivrées de la même manière sur d'autres planètes rocheuses par des impacts similaires à celui que notre planète a connu.
D'ailleurs, la planète Mars partageait avec la Terre primitive un contexte similaire de bombardements intenses. La détection de borates à sa surface par les rovers, couplée à la présence ancienne d'eau liquide, indique que les ingrédients et conditions nécessaires à cette chimie prébiotique y étaient également réunis. La formation d'ARN, ou de molécules analogues, a donc pu être une possibilité sur notre voisine planétaire.
Pour aller plus loin: Qu'est-ce que l'hypothèse du "Monde à ARN" ?
Cette hypothèse suggère une étape clé dans la longue marche vers le vivant. Elle imagine une période où des molécules d'ARN, capables à la fois de porter une information et de catalyser des réactions chimiques simples, ont existé et évolué, avant l'apparition des premières cellules.
Il est important de comprendre que la formation spontanée de molécules d'ARN, aussi prometteuse soit-elle, ne constitue pas en elle-même la création de la vie. Cela représente plutôt l'assemblage d'un outil moléculaire sophistiqué. La vie, telle que nous la définissons, nécessite un système délimité, capable de métabolisme, d'auto-entretien et de reproduction avec variation.
L'hypothèse du "Monde à ARN" propose que cet outil ait pu être le point de départ. Des molécules d'ARN capables de se copier, même imparfaitement, auraient pu initier un processus de sélection naturelle moléculaire. Les séquences les plus stables ou se répliquant le plus efficacement auraient alors pris le dessus.
Cette étape hypothétique est donc considérée comme un pont possible entre la chimie ordinaire et la biologie évolutive. Elle ne résout pas à elle seule l'énigme de l'origine de la vie, mais elle identifie un candidat plausible pour le premier acteur d'une histoire bien plus longue et complexe.