Des éclairs miniatures à l’origine de la vie : cette découverte bouleverse notre compréhension des débuts de la Terre

Les origines de la vie sur Terre restent un mystère fascinant pour les scientifiques du monde entier. Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’université de Stanford remet en question les théories traditionnelles en suggérant que la vie pourrait avoir été initiée par des décharges de « microlightning » entre des gouttelettes d’eau. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives sur la manière dont les composés inorganiques auraient pu se transformer en matière organique, jetant ainsi un éclairage inattendu sur les premiers instants de la vie sur notre planète.

Un lien manquant dans l’arbre de l’évolution

L’un des plus grands mystères de l’évolution est de comprendre comment les cellules vivantes ont pu émerger à partir de matière inanimée. Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que la Terre primitive contenait une soupe primordiale d’ingrédients essentiels à la vie telle que nous la connaissons. Cependant, ce mélange nécessitait un catalyseur spécifique pour déclencher les réactions chimiques nécessaires à la transformation des composés inorganiques en matière organique. Une hypothèse largement acceptée était que les éclairs pouvaient avoir fourni cette étincelle initiale. En 1952, l’expérience séminale de Miller-Urey a démontré que des acides aminés et d’autres molécules biologiques importantes pouvaient être produites en envoyant des décharges électriques dans un mélange de gaz.

Malgré ce succès, plusieurs problèmes subsistent avec cette hypothèse. Si ce processus avait lieu dans les océans, les produits chimiques créés auraient été trop dilués pour initier la vie à grande échelle. Et si cela se produisait dans des étangs peu profonds, les chances qu’un éclair frappe cet espace minuscule seraient extrêmement faibles. Ces questions ont conduit les chercheurs à explorer d’autres pistes pour expliquer l’origine de la vie.

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La microlightning : une nouvelle source d’énergie

Dans cette nouvelle étude, les scientifiques de Stanford ont proposé une source d’énergie électrique beaucoup plus courante et cohérente : la microlightning. Lorsque des gouttelettes d’eau sont projetées dans l’air, par des vagues ou des cascades par exemple, de petites charges électriques peuvent se former entre elles. Ces petites décharges peuvent déclencher une chimie complexe sans avoir besoin d’une source d’électricité externe. Selon Richard Zare, l’auteur principal de l’étude, ces « microdécharges électriques entre les microgouttelettes d’eau chargées de manière opposée produisent toutes les molécules organiques observées précédemment dans l’expérience de Miller-Urey ». Cette nouvelle méthode pourrait représenter un mécanisme pour la synthèse prébiotique des molécules qui constituent les blocs de construction de la vie.

L’expérience modernisée de Miller-Urey

Pour tester cette idée, les chercheurs ont mené une version modernisée de l’expérience de Miller-Urey. Ils ont commencé avec un réservoir rempli de gaz destinés à imiter l’atmosphère de la Terre primitive, comprenant du diazote, du méthane, du dioxyde de carbone et de l’ammoniac. Dans ce mélange, ils ont pulvérisé de fines gouttelettes d’eau à température ambiante. À l’inspection, ils ont découvert que les gouttelettes plus grandes tendaient à porter une charge positive, tandis que les plus petites étaient négatives. Comme le dit la physique de base, lorsque des gouttelettes de charges opposées se croisent, de petits éclairs d’électricité sautent entre elles.

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Bien qu’ils soient trop rapides pour être vus normalement, les chercheurs ont pu capturer cette microlightning à l’aide de caméras à haute vitesse, confirmant ainsi son existence. Dans l’échantillon d’atmosphère ancienne, les pulvérisations d’eau seules suffisaient à ioniser l’air et à déclencher la formation de molécules organiques avec des liaisons carbone-azote, telles que le cyanure d’hydrogène, la glycine et l’uracile. Ces liaisons figurent parmi les plus courantes en chimie organique, et les molécules qu’elles forment constituent les éléments de base des protéines et de l’ADN.

Une nouvelle voie pour la formation de la vie

Les résultats de cette étude suggèrent que les vagues, cascades et autres pulvérisations pourraient avoir généré une énorme quantité de composés organiques à la surface de la Terre. Ces blocs de construction auraient pu progressivement s’assembler pour former les premiers organismes vivants. Étant donné que la foudre est un phénomène intermittent et imprévisible, tandis que les pulvérisations d’eau sont si courantes sur Terre, les chercheurs proposent que leurs résultats offrent une autre voie possible pour la formation abiotique des liaisons carbone-azote.

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Cette nouvelle hypothèse enrichit notre compréhension des processus qui ont pu conduire à l’apparition de la vie sur notre planète. Elle ouvre également de nouvelles perspectives pour la recherche de la vie sur d’autres planètes, où des conditions similaires pourraient exister. Ces découvertes, publiées dans la revue Science Advances, nous incitent à reconsidérer les facteurs qui ont façonné l’évolution de la vie sur Terre.

Alors que les sciences continuent de percer les mystères de l’origine de la vie, cette étude soulève de nombreuses questions. Quelle est la probabilité que des mécanismes similaires aient lieu ailleurs dans l’univers ? Quels autres phénomènes naturels pourraient avoir joué un rôle clé dans l’émergence de la vie ?

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