🧬 Les molécules de la vie se formeraient avant même les planètes

Une équipe de chercheurs vient de démontrer que des chaînes moléculaires essentielles, les peptides, peuvent se former spontanément sur des grains de poussière cosmique, donc dans l'espace. Ce résultat modifie nos représentations sur l'origine de la vie.

Pour simuler les conditions hostiles du milieu interstellaire, les scientifiques ont refroidi de la glycine, un acide aminé simple, à des températures extrêmes proches de -260°C. Ils ont ensuite exposé cet échantillon glacé à un bombardement de protons énergétiques, mimant l'effet des rayons cosmiques. Cette expérience en laboratoire a permis d'observer la création de glycylglycine, la plus petite chaîne peptidique possible.


Contrairement à ce que l'on pensait, cette réaction chimique ne nécessite pas d'eau liquide. En effet, l'énergie apportée par les radiations ionisantes suffit à casser et à reformer des liaisons entre les acides aminés, même dans un environnement aussi froid et inhospitalier. Par conséquent, les rayons cosmiques agissent comme un véritable moteur pour assembler des molécules plus élaborées.

Ces découvertes élargissent considérablement les lieux où les précurseurs de la vie peuvent apparaître. Par exemple, les nuages de gaz et de poussière qui donnent naissance aux étoiles et aux planètes pourraient déjà contenir ces peptides. Ensuite, lorsque ces matériaux s'agrègent pour former un système stellaire, ces molécules essentielles se déposent sur les surfaces planétaires.

Si une planète rocheuse possède de l'eau à l'état liquide, ces briques moléculaires venues de l'espace pourraient alors participer à l'émergence de la vie. Néanmoins, le passage des peptides aux premières cellules vivantes reste un processus que la science cherche encore à élucider.

Outre le glycylglycine, l'expérience a également conduit à la formation d'eau normale et d'eau lourde, ainsi que d'autres molécules organiques élaborées. Selon Sergio Ioppolo, chercheur à l'université d'Aarhus, cette diversité montre que des processus chimiques actifs ont lieu bien avant la formation des étoiles, dans des nuages interstellaires que l'on croyait inertes.

L'étude, publiée dans Nature Astronomy, ouvre de nouvelles pistes pour comprendre la distribution des ingrédients de la vie dans l'Univers. Les prochaines étapes consisteront à vérifier si d'autres peptides, plus longs, peuvent se former selon le même mécanisme dans l'espace.

Les rayons cosmiques, artisans de la chimie spatiale

Dans le vide interstellaire, les températures sont si basses que la plupart des réactions chimiques sont normalement impossibles. Pourtant, des radiations très énergétiques, appelées rayons cosmiques, traversent constamment l'espace. Ces particules chargées, souvent des protons accélérés à des vitesses proches de celle de la lumière, interagissent avec la matière qu'elles rencontrent.

Lorsqu'un rayon cosmique percute un grain de poussière glacé, il transfère une partie de son énergie aux molécules piégées dans la glace. Cette énergie peut briser les liaisons chimiques existantes, libérant des atomes et des fragments moléculaires très réactifs. Ces espèces chimiques instables cherchent alors rapidement à se lier à d'autres atomes ou molécules pour retrouver un état plus stable.

Dans le cas des acides aminés comme la glycine, cette agitation provoquée par le rayonnement permet à deux molécules de se rapprocher et de former une liaison peptidique. C'est cette liaison qui unit les acides aminés entre eux pour créer des chaînes, premières étapes vers les protéines. Ce processus se produit sans avoir besoin de la chaleur ou de l'eau liquide que l'on trouve sur les planètes.

Ainsi, loin d'être un environnement chimiquement mort, l'espace interstellaire est le théâtre d'une chimie active pilotée par le rayonnement. Ce mécanisme explique comment des molécules de plus en plus élaborées peuvent s'assembler dans le froid profond, bien avant la naissance des étoiles et des planètes.

Du nuage interstellaire à la planète habitable

Les nuages moléculaires géants, composés de gaz et de poussière, sont les berceaux des étoiles. Sous l'effet de la gravité, certaines régions de ces nuages s'effondrent sur elles-mêmes, formant un disque protoplanétaire en rotation autour d'une jeune étoile. Toute la matière du nuage, y compris les molécules organiques formées sur les grains de glace, est incorporée dans ce disque.

Au sein de ce disque, les poussières et les glaces s'agglomèrent pour former des corps de plus en plus gros: des cailloux, des planétésimaux, et finalement des planètes. Les molécules élaborées comme les peptides, présentes depuis le début dans le nuage, sont donc intégrées aux matériaux de construction planétaires. Elles survivent au voyage et se retrouvent à la surface des mondes nouvellement formés.

Pour qu'une planète soit considérée comme habitable, elle doit avoir des conditions permettant à l'eau d'être liquide. La préexistence de peptides et d'autres molécules organiques fournit alors une sorte de kit de démarrage chimique.

La présence de ces briques moléculaires ne garantit pas l'apparition de la vie, mais elle en facilite considérablement les premières étapes. Ce phénomène implique que les ingrédients fondamentaux pourraient être largement répandus dans la Galaxie, augmentant les chances de trouver des environnements propices à l'émergence du vivant au-delà de la Terre.