Théorie: la vie sur Terre, un phénomène inévitable ?
Publié par Michel le 17/11/2006 à 00:00
Source: Nature
L'apparition de la vie sur Terre semble avoir dû faire face à tant d'obstacles, le choix des bons ingrédients, par exemple, et leur arrangement en entités vivantes (tout en étant bombardés par les météorites), que les scientifiques ont souvent la sensation d'être obligé de la considérer comme quasiment miraculeuse. Mais désormais, deux chercheurs américains suggèrent au contraire qu'elle pourrait avoir été inéluctable.

Le biologiste (Sur les autres projets Wikimédia :) Harold Morowitz de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) de Fairfax en Virginie et le physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la science analysant les constituants fondamentaux de l'univers et...) Eric Smith de l'institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de Santa Fe au Nouveau Mexique prétendent que la vie (La vie est le nom donné :) a été la conséquence obligée de l'accumulation d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) par les processus géologiques de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...) primordiale. La vie a surgi de cet environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à...), selon eux, de la même manière que la foudre (La foudre est un phénomène naturel de décharge électrostatique disruptive qui se produit lorsque de l'électricité statique s'accumule entre des nuages d'orage ou entre...) soulage l'accumulation des charges électriques dans les nuages sombres. En d'autres termes, disent-ils, l'environnement géologique "a contraint la vie à exister".

Ce point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) implique non seulement que la vie devait émerger sur la Terre, mais que la même chose devrait se produire sur n'importe quelle planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa...) similaire. L'objectif final de Smith et Morowitz est de décrire les premières étapes de l'origine de la vie (Cet article est consacré aux origines de la vie d'un point de vue scientifique. Les aspects mythiques et religieux sont traités dans l'article Cosmogonie. La précédente théorie scientifique de l'origine de...) en se basant sur les seules lois de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) et de la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage...).

Un métabolisme inversé

Les chercheurs admettent qu'ils ne possèdent pas encore les outils théoriques pour consolider leurs arguments, ou pour montrer quelle forme cette "vie inévitable" devait prendre. Mais, selon eux, elle a probablement utilisé les mêmes processus chimiques qui dirigent actuellement notre propre métabolisme - mais à l'envers.

Une des sources d'énergies géologiques aurait été constituée par les éléments appelés les polyphosphates, produits des processus volcaniques. Ce sont les molécules "piles", semblables à celles qui génèrent l'énergie des cellules vivantes actuelles. Une autre source aurait été les molécules d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.), qui étaient probablement abondantes dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) primordiale, bien qu'elles en soient pratiquement absentes aujourd'hui. De l'hydrogène aurait été produit, par exemple, par des réactions entre l'eau de mer (L'eau de mer est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.) et du fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme pure ou d'alliages. Le fer pur est...) dissous. Des réactions génératrices d'énergie entre l'hydrogène et le gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a...) carbonique expulsé dans l'atmosphère par les volcans, ont pu produire des molécules organiques complexes, précurseurs des systèmes vivants.

Dans notre métabolisme, une série de réactions biochimiques appelées le cycle du citrate (ou de Krebs) décompose les composés organiques des aliments en gaz carbonique. Horowitz et Smith suggèrent que les réservoirs d'énergie de la jeune Terre pourraient avoir entraîné un cycle de Krebs inversé, qui aurait engendré les briques de la vie tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en soulageant la "pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) énergétique" de l'environnement. Par la suite ces processus se seraient encapsulés dans les cellules, rendant les flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun....) d'énergie plus efficaces.

Une chimie adéquate

Selon Michael Russell, spécialiste en recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) sur les origines de la vie au CalTech à Pasadena, l'idée des chercheurs est "édifiante et source d'inspiration". La vie, convient-il, est "un système chimique qui draine et dissipe l'énergie chimique".

Russell avait utilisé des idées analogues pour dire que "la vie devrait surgir de la même manière sur toute planète rocheuse, ensoleillée et humide". Pour lui, les endroits propices à son apparition sont les petits volcans sous-marins, là où les ingrédients et les conditions sont "réglés" juste comme il faut pour que des machines chimiques énergétiques se développent.

Les processus biochimiques des organismes vivants sont fortement structurés. Les scientifiques sont depuis longtemps perplexes devant le fait que de tels systèmes puissent venir spontanément à la vie, alors que la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est...) loi de la thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou la science des grands systèmes en équilibre. La première définition est aussi la...) indique que l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) dans son ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) produit un désordre croissant.

La réponse, grossièrement, est que des groupes locaux ordonnés se forment aux dépens d'une augmentation du désordre dans leur environnement. Horowitz et Smith pensent qu'un tel ordre apparaît parce que c'est le meilleur "paratonnerre (Le paratonnerre est un dispositif inventé en 1752 par Benjamin Franklin. Il était conçu à l'origine afin d'« écouler à la terre le fluide...)" pour décharger l'énergie excédentaire.

Ainsi, disent-ils, en dépit de plusieurs extinctions massives tout au long des temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) géologiques, chacune d'entre elle ayant pratiquement éliminé toute entité vivante, la vie elle-même n'a jamais été menacée de disparition. Ceci parce qu'une Terre avec la vie est toujours plus stable qu'une Terre sans. Les chercheurs appellent ce processus un "effondrement vers la vie", qui selon eux est aussi inévitable que l'apparition des flocons de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons. Puisque les flocons sont composés...) dans un air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de...) froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) et humide.

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