matière

Une bactérie qui fabrique des minéraux dans ses cellules
Une nouvelle espèce de bactérie photosynthétique vient d'être mise en évidence: elle est capable de contrôler la formation de minéraux (carbonates de calcium, magnésium, baryum, strontium), à l'intérieur même de son organisme. Publiée dans Science le 27 avril 2012, une étude qui révèle l'existence de ce nouveau type de biominéralisation dont le mécanisme est encore inconnu. Cette découverte a d'importantes implications pour l'interprétation du registre fossile ancien.
Les cyanobactéries focalisent depuis longtemps l'attention des scientifiques. Capables de photosynthèse, ces micro-organismes ont joué un rôle majeur dans l'histoire de la Terre, conduisant notamment à l'oxygénation de l'atmosphère. Certaines cyanobactéries sont capables de former des carbonates de calcium à l'extérieur de leur cellule, notamment celles associées aux stromatolites, des roches carbonées qui datent d'environ 3,5 milliards d'années et comptent parmi les plus anciennes traces de vie sur Terre. Des cyanobactéries fossiles pourraient donc se retrouver au sein de ce type de formation. Pourtant, les premières cyanobactéries fossiles datent seulement de 700 millions d'années bien après le début de l'oxygénation de la Terre qui remonterait à 2,3 milliards d'années. Pourquoi un tel laps de temps ?
Une équipe française vient peut-être d'apporter une réponse. Dans des stromatolites recueillis dans un lac de cratère mexicain et cultivés au laboratoire, les scientifiques ont mis en évidence une nouvelle espèce de cyanobactérie, Candidatus Gloeomargarita lithophora. Ce micro-organisme est issu d'une lignée qui a divergé précocement chez les cyanobactéries. Sa principale caractéristique: grâce à un mécanisme de biominéralisation encore inconnu, cette cyanobactérie fabrique des nanoparticules de carbonate de calcium intracellulaires, d'environ 270 nanomètres. Si l'on connaissait l'existence de cyanobactéries capables de former du carbonate de calcium extracellulaire au sein des stromatolites, c'est la première fois que l'on révèle une formation à l'intérieur de la cellule. Autre particularité de cette nouvelle espèce: elle accumule le strontium et le baryum pour l'incorporer aux carbonates.
Cette découverte a d'importantes implications pour l'interprétation du registre fossile ancien. En effet, si les cyanobactéries associées aux stromatolites formaient des carbonates à l'intérieur de leurs cellules et non pas à l'extérieur, elles n'auraient pas été préservées dans le registre fossile et pourraient expliquer le laps de temps entre leur apparition (il y a au moins 2,3 milliards d'années) et les plus vieux fossiles retrouvés (il y a 700 millions d'années). Reste désormais à découvrir pourquoi et comment cette cyanobactérie fabrique ce carbonate de calcium.

Auteur: Internet

Info: 21 avril 2012, An Early-Branching Microbialite Cyanobacterium Forms Intracellular Carbonates, E. Couradeau, K. Benzerara, E. Gérard, D. Moreira, S.Bernard, G. E. Brown Jr.

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vie extrasolaire

Des scientifiques pensent avoir découvert une molécule vivante sur une autre planète que la Terre

Le sulfure de diméthyle, qui n'est produit que par la vie sur Terre, aurait été identifiée par la Nasa sur une autre planète. Ils doivent cependant encore confirmer cette présence.

Une molécule qui, sur Terre, n'est produite que par des êtres vivants, pourrait avoir été détectée sur l’exoplanète K2-18 b, a annoncé la Nasa dans un communiqué publié lundi 11 septembre. Située dans la constellation du Lion, à 124 années-lumière de la Terre, K2-18 b se trouve dans la zone habitable de son étoile. Elle est environ huit fois plus large que notre planète.

Comme le rapporte The Independent, c’est James Webb, le télescope spatial de l’agence américaine, qui est à l’origine de cette découverte. Et elle pourrait constituer une avancée majeure dans la recherche de la vie sur d'autres planètes.

La molécule en question est appelée sulfure de diméthyle (ou DMS), un composé léger contenant du soufre, selon les chercheurs. Sur Terre, il n'est produit que par des organismes vivants, la majeure partie provenant du phytoplancton dans les environnements marins.

Les scientifiques ne sont pas encore totalement sûrs de cette trouvaille, la présence en quantités significatives d’une telle molécule sur K2-18 b devant encore être officiellement validée par d’autres recherches.

Une exoplanète Hycean

Il a également été confirmé que la planète contient des molécules carbonées, notamment du méthane et du dioxyde de carbone. Cette découverte suggère que K2-18 b pourrait être ce que les chercheurs appellent une exoplanète Hycean : une exoplanète dont l'atmosphère est riche en hydrogène et dont la surface est recouverte d'eau.

"L’abondance du méthane et du dioxyde de carbone, ainsi que l’absence d’ammoniac, soutiennent l’hypothèse de l’existence d’un océan d’eau sous une atmosphère riche en hydrogène dans K2-18 b", a confirmé la Nasa. Or, de tels facteurs sont considérés comme propices à l'apparition d'une éventuelle vie extraterrestre.

"Nos résultats soulignent l'importance de prendre en compte divers environnements habitables dans la recherche de la vie ailleurs", a expliqué Nikku Madhusudhan, astronome à l'université de Cambridge, dans le communiqué.

"Traditionnellement, la recherche de la vie sur les exoplanètes se concentre principalement sur les petites planètes rocheuses, mais les mondes Hycéan plus grands sont beaucoup plus propices à l'observation de l’atmosphère", a-t-il ajouté.

D'autres recherches sont encore indispensables

Il est néanmoins nécessaire de poursuivre les recherches, a rappelé la Nasa, avant de pouvoir affirmer que l’exoplanète K2-18 b abrite réellement la vie. "Ces résultats sont le fruit de seulement deux observations de K2-18 b, et de nombreuses autres sont en cours", a assuré Savvas Constantinou, membre de l'équipe de l'université de Cambridge.

"Notre objectif ultime est d'identifier la vie sur une exoplanète habitable, ce qui transformerait notre compréhension de notre place dans l'Univers", a conclu Nikku Madhusudhan. "Nos résultats constituent une étape prometteuse vers une compréhension plus approfondie des mondes hycéens dans le cadre de cette quête".

Auteur: Internet

Info: https://www.geo.fr, Joséphine de Rubercy, 13/09/2023

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exobiologie

Une nouvelle étude suggère que la vie extraterrestre pourrait ne pas être basée sur le carbone

L’étude de l’autocatalyse* permet de mieux cerner la potentialité de la vie au-delà des formes carbonées que nous connaissons. De récentes recherches mettent en lumière l’existence de cycles autocatalytiques inorganiques, suggérant la possibilité de formes de vie dans des environnements abiotiques. Ces avancées élargissent le champ des possibles en astrobiologie, incitant à repenser les critères de la vie dans notre quête extraterrestre.

Aux vues de la multitude d’études, la quête visant à comprendre les origines de la vie et son existence potentielle au-delà de notre planète est un enjeu central de la recherche scientifique contemporaine. Ce sujet, loin d’être un simple exercice de spéculation, interroge nos connaissances fondamentales en biologie, chimie et astrobiologie.

Dans ce contexte, l’étude de l’autocatalyse, mécanisme réactionnel où le produit final agit comme catalyseur, offre un nouveau regard sur les mécanismes qui pourraient permettre l’émergence de la vie dans des environnements inorganiques et abiotiques. Les recherches récentes menées par des scientifiques de l’Université du Wisconsin-Madison explorent cette possibilité, élargissant ainsi le spectre de recherche en envisageant des formes de vie extraterrestres non basées sur le carbone. Les résultats sont publiés dans la revue Journal of the American Chemical Society.

Diversité chimique et origine de la vie

Betül Kaçar, astrobiologiste soutenu par la NASA, professeur de bactériologie à l’UW-Madison et auteur principal de l’étude, explique dans un communiqué : " L’origine de la vie est un processus ne partant de rien. Mais il ne peut pas se produire qu’une seule fois. La vie se résume à la chimie et aux conditions qui peuvent générer un schéma de réactions auto-reproductibles ".

Les réactions chimiques qui produisent des molécules encourageant la même réaction à se reproduire encore et encore sont appelées réactions autocatalytiques. Zhen Peng, chercheur postdoctoral au laboratoire Kaçar, et ses collaborateurs, ont compilé 270 combinaisons de molécules — impliquant des atomes de tous les groupes et séries du tableau périodique — avec le potentiel d’autocatalyse soutenue.

(Photo : Schéma explicatif des réactions autocatalytiques. )

Ces cycles sont particulièrement remarquables car ils ne dépendent pas de molécules organiques, contrairement aux formes de vie connues sur Terre, qui sont principalement basées sur le carbone. Kaçar souligne : " On pensait que ce genre de réactions était très rare. Nous montrons que c’est en réalité loin d’être rare. Il suffit de chercher au bon endroit ".

Les chercheurs ont concentré leurs recherches sur ce que l’on appelle les réactions de proportionnalité. Dans ces réactions, deux composés comprenant le même élément avec un nombre différent d’électrons (ou états réactifs) se combinent pour créer un nouveau composé dans lequel l’élément se trouve au milieu des états réactifs de départ.

Pour être autocatalytique, le résultat de la réaction doit également fournir des matières premières pour que la réaction se reproduise, de sorte que le résultat devient un nouvel intrant, explique Zach Adam, co-auteur de l’étude. Les réactions de proportionnalité aboutissent à des copies multiples de certaines des molécules impliquées, fournissant ainsi des matériaux pour les prochaines étapes de l’autocatalyse. " Chaque fois qu’un cycle est effectué, au moins une sortie supplémentaire est produite, ce qui accélère la réaction et la rend encore plus rapide ", ajoute Adam.

Implications pour la recherche de signes de vie

La mise en évidence de cycles autocatalytiques inorganiques a jeté une lumière nouvelle sur les possibilités d’existence de la vie dans l’Univers. Cette avancée suggère que la vie, sous des formes inconnues et inorganiques, pourrait être présente dans une multitude d’environnements extraterrestres, y compris ceux qui sont radicalement différents de la Terre et qui, jusqu’à présent, étaient considérés comme inhospitaliers. 

Auteur: Internet

Info: https://trustmyscience.com/ - Laurie Henry·29 septembre 2023 - * réaction autocatalytique est une réaction chimique dont le catalyseur figure parmi les produits de la réaction.

[ astrobiologie ]