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l'actualité
publié le : 12/10/2017
  

Synthèses prébiotiques

Orages

En 1953, Stanley Miller soumis un mélange gazeux réducteur simple (CH4, H2, H2O, NH4),
supposé correspondre à l'atmosphère primitive de la Terre, à des décharges électriques. Il obtint , en quelques jours, plusieurs acides aminés et d'autres composés organiques typiques des êtres vivants.

Le détail des composés obtenus

Dispositif expérimental de l'expérience de Miller

Expérience de Miller : Le mélange gazeux est introduit (1). Les étincelles électriques (2) fournissent l'énergie nécessaire aux synthèses. le dispositif réfrigérant (3) condense la vapeur d'eau et permet de récupérer les substances synthétisées dans l'eau (5). Le ballon (4) contient de l'eau maintenue à ébullition fournissant de la vapeur d'eau et entretenant la circulation des gaz dans le dispositif. Simuler l'expérience

Les conceptions sur la composition de l'atmosphère primitive ont depuis évolué. On pense actuellement qu'elle était essentiellement formée de CO2, H2O et N2 ; le H2 ayant rapidement été perdu après la phase d'accrétion. Les composés réducteurs de l'expérience de Miller y font cruellement défaut. Ils se seraient formés par photo-oxydation du fer ferreux qui donne H2, CH4, NH3, HCN et du fer ferrique. Ce fer ferrique insoluble se dépose pour donner les gisements de fer rubané les plus anciens (-3,8 milliards d'années).

Comètes

Comète de Hale-Bopp. Les deux queues sont bien visibles : jet d'ions en bleu, poussières en blanc

Comète de Hale-Bopp. Les deux queues sont bien visibles : jet d'ions en bleu, poussières en blanc.

Des composés organiques tels que des acides aminés, de l'acide cyanhydrique et des polymères de formaldéhyde ont été mis en évidence dans les comètes et les météorites. La chimie organique est active dans le milieu interstellaire et les radioastronomes y ont identifiés de l'acide cyanhydrique, du formaldéhyde, de l'éthanol, de l'acétone et des molécules soufrées. Au début de son existence la Terre a sans doute reçu 100 000 milliards de tonnes de carbone (100 fois la biomasse actuelle) provenant des comètes et les météorites. C'est une autre origine (ou une source complémentaire) pour les briques élémentaires de la vie.

 

Fumeurs blancs

Un fumeur blanc, Champagne vent site, nord ouest du volcan Eifuku

Un fumeur blanc, Champagne vent site, nord ouest du volcan Eifuku (crédit NOAA).

Les fumeurs blancs ont été découverts en 2000. Contrairement aux fumeurs noirs, l'eau qu'ils produisent est alcaline (pH 9 à 11), riche en H2 et à une température de 70°. Elle a circulé au contact d'une péridotite en cours de serpentinisation. On a également pu montrer qu'une partie du méthane, de l'acide acétique et de l'acide formique qui en émanent est d'origine abiotique. Ces composés organiques se forment par fixation de H2 sur CO2 ou sur le carbone contenu dans les roches selon l'équation suivante (Martin, 2008) :

(Mg, Fe)2SiO4 (olivine de la péridotite) + H2O + C →  Mg3SiO5(OH)4  + Mg(OH)2+ Fe3O4 + H2 + CH4 + C2-C5 (alcanes)

Ils sont le siège d'un dépôt de carbonate de calcium microporeux. Ces micropores de quelques micromètres auraient pu fonctionner comme des réacteurs chimiques. Dans les conditions qui y règnent, il a été possible de réaliser la synthèse d'acides aminés, d'acide citrique et d'alcanes mais pas encore de nucléotides.

Titan

L'atmosphère brun rougeâtre de Titan, satellite géant de Saturne. Source : sonde Cassini, NASA.

L'atmosphère brun rougeâtre de Titan, satellite géant de Saturne. Source : sonde Cassini, NASA.

 L'atmosphère de Titan, satellite géant de Saturne, contient un composé organique sombre appelé tholine formant une sorte de brume rougeâtre. Cette substance se forme à partir d'azote et de méthane sous l'effet de particules chargées et de rayons ultra violets. Elle contient C6 H6,  C2 H2, C2 H4, C2 H6, HCN, C4 N5+ et d'autres composés à chaine carbonée plus longue. Reconstituée artificiellement sur Terre et mélangée à de l'eau elle donne des acides aminés, des bases azotées et des hydrocarbures. La surface de Titan contient de l'eau à l'état solide mais lors d'impacts de météorites celle-ci a pu fondre et réaliser avec la tholine les réactions dont nous avons parlé plus haut. Les études ultérieures de Titan nous dirons si la vie y a connu ses premiers balbutiements moléculaires et donnerons un fondement tangible à l'exobiologie.


Les choses en seraient restées là : un mélange d'acides aminés et d'autres acides s'accumulant dans la mer primitive c'est ce que l'on a coutume d'appeler "la soupe primitive". Pas de nucléotides, ni de sucres ou d'acides gras encore moins de polymères. Un métabolisme primitif et des catalyseurs doivent prendre la relève.

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créée le : 17-02-2013     modifiée le : 06-10-2015     visites depuis le 31/10/2015
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