Comment la vie peut-elle émerger dans un monde de minéraux ?
Le Conseil européen de la recherche (ERC) a attribué une subvention Synergie ERC au projet "Le rôle de la silice à l'aube de la vie sur notre planète" (PROTOS)
Comment notre planète est-elle devenue habitable ? Les cinq cents premiers millions d'années de la planète Terre - ce que l'on appelle l'Hadéen - sont restés mystérieux jusqu'à présent, car il n'existe aucun vestige de roches datant de cette époque. La découverte que la planète avait déjà de l'eau à cette époque a ouvert de nouvelles perspectives sur une période où les premières formes de réactions chimiques entretenant la vie dans les organismes (métabolisme) et l'autoreproduction auraient pu se développer. C'est pourquoi un groupe de scientifiques a entrepris de simuler les conditions de l'Hadéen au moyen d'expériences en laboratoire.
Structures minérales auto-organisées appelées biomorphes qui imitent les organismes vivants mais sont le résultat de réactions purement abiotiques. La taille de ces biomorphes est comprise entre un et 25 micromètres.
© Juan Manuel García-Ruiz/ CSIC
Leur projet "The role of silica at the dawn of life on our planet" (PROTOS) s'est vu attribuer une subvention ERC Synergy Grant d'un montant de 9 996 000 euros sur une période de 72 mois, soit jusqu'en 2029. Outre le coordinateur du projet, Juan Manuel Garcia Ruiz (Institut andalou des sciences de la terre - IACT, Conseil national espagnol de la recherche - CSIC), Helmut Cölfen (Université de Constance), Wolfgang Bach (Université de Brême) et Mark van Zuilen (CNRS-Geo-Ocean, Université de Brest) participeront à PROTOS.
Du monde minéral à la vie
"Nous nous concentrons sur les processus géochimiques qui ont eu lieu au cours des premiers milliards d'années de l'histoire de cette planète afin d'étudier comment la vie est apparue à partir de rien, c'est-à-dire comment la transition du monde minéral à la vie s'est produite. Les minéraux peuvent s'auto-organiser lorsqu'ils sortent de leur solution et former des structures qui imitent les formes primitives de la vie", explique Juan Manuel Garcia Ruiz, coordinateur du projet : "Mais quelle est la limite de l'auto-organisation minérale, et peut-elle conduire sans transition à la vie ?"
Pour trouver une réponse à cette question, on s'attend à ce que la silice ait joué un rôle crucial. "On a découvert des preuves de l'existence de l'eau sur terre, il y a environ 4,3 milliards d'années. Les réactions eau-roche ont rendu les mers alcalines et riches en silice. La silice est connue pour catalyser les réactions prébiotiques, qui peuvent produire des molécules organiques telles que les acides aminés, les éléments constitutifs de la vie", explique Helmut Cölfen.
Le physico-chimiste a travaillé sur l'analyse de très petites espèces comme les ions, leur agrégation ultérieure en agrégats plus grands et leur rôle dans la nucléation et la croissance des cristaux. "Cette analyse prépare le terrain pour l'analyse des solutions de silice provenant de l'interaction solide-roche, car nous nous attendons à ce qu'elles soient d'une composition complexe contenant de multiples espèces telles que différents oligomères de silice. Leur taille de formation et leur réactivité doivent être comprises", explique M. Cölfen.
Le simulateur Hadéen
PROTOS suit une approche expérimentale qui est techniquement difficile. Les scientifiques utiliseront un ensemble de réacteurs appelé "simulateur Hadéen" pour obtenir des informations allant du nanomètre à l'échelle planétaire. Ils réaliseront des expériences dans les premières conditions atmosphériques de la Terre afin de révéler comment les fluides interagissent avec les roches. Au moyen d'expériences, ils veulent découvrir le rôle des minéraux, en particulier de la silice, dans le déclenchement de réactions prébiotiques et de structures minérales-organiques auto-organisées conduisant à des molécules essentielles à la vie telles que les acides aminés ou les acides nucléiques. Ils étudieront également le rôle de la silice dans la fossilisation et la préservation des vestiges des premiers micro-organismes et biomorphes terrestres.
Cölfen souligne : "L'université de Constance dispose d'une grande partie de l'équipement analytique sophistiqué nécessaire à la réalisation d'expériences aussi exigeantes. La synergie entre les laboratoires des quatre institutions devrait créer une situation unique où les combinaisons complexes des conditions hadéennes pourront être testées de manière systématique.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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