La conclusion est à la fin du paragraphe : RIEN ! ZERO ! (à la fin du paragraphe en rouge)
http://sergi5.com/louislegrand/TIPE_Origines_de_la_vie_99/TIPE_origines_de_la_vie.html
Introduction
L'apparition de la vie sur Terre demeure une énigme. Bien qu'abondent
de nombreuses hypothèses faisant appel à tous les domaines de la
science (biochimie, thermodynamique, exobiologie, mécanique quantique,
astrophysique, probabilités, géologie...), aucune explication
rigoureuse et globale n'est apparue. L'histoire est pourtant fascinante
et pleine de rebondissements parce qu'il existe de nombreux indices,
mais aucune théorie ne ne les explique tous. Et chaque avancée de la
science permet chaque jour de formuler ou d'affiner des hypothèses.
Pour expliquer comment est apparue la vie, il faut se replacer dans les
conditions de
l'époque, il y a 4 milliards d'années...
1/ Naissance de la chimie prébiotique et Expérience de Miller.
a)) Atmosphère
Une étoile explose. Un nuage de poussière se forme, puis par acrétion
de cette poussière et de gaz, la Terre se forme il y a 4 milliards
d'années. Aucune molécule organique n'existe alors. Pour les
construire, il faut de l'énergie et des matières premières. A la
surface de la Terre, les éclairs peuvent jouer le rôle de source
d'énergie. Quant aux premières molécules organiques, elles proviennent
des gaz de l'atmosphère.
<
Cette atmosphère n'est pas créée par capture lors de l'accrétion car
les gaz rares que l'on trouve dans l'atmosphère actuelle ne sont pas en
même proportion que dans le Soleil. Les météorites auraient pu nous
apporter l'atmosphère. Mais ce n'est pas non plus ainsi qu'a été créée
l'atmosphère terrestre, car Mars proche de la Terre a reçu le même
bombardement de météorite mais n'a pas les mêmes gaz rares (36Ar) que
la Terre.
C'est du dégazage du manteau que provient l'atmosphère. L'activité
volcanique juste après l'acrétion était beaucoup plus importante
qu'aujourd'hui. Les gaz émis par ces volcans sont cependant les mêmes
que ceux émis aujourd'hui: CO2 CH4 SO2 H2 H2S. On a aussi retrouvé des
traces de gaz piégé dans des diamants qui corroborent cette
composition; et le CO2 par son effet de serre est absolument nécessaire
pour conserver l'eau liquide. L'ammoniac aurait été de toute façon
détruit par les UV, et l'hydrogène est trop léger.
b/ Expérience
Stanley Miller a voulu reproduire les conditions de la Terre à cette
époque. Il a enfermé en 1953 dans un ballon des gaz CH4 , NH3 , H2 et
H2O et produit des éclairs à l'intérieur pendant 7 jours.
Résultat: Il a obtenu des molécules organiques et notamment de
l'urée, du formaldéhyde(HCHO), de l'acide cyanhydrique(HCN) et des
acides aminés. Certains composés étant présents à plus de 2%. Miller a
utilisé une atmosphère réductrice (CH4 , NH3 , H2 , H2O) et non pas une
atmosphère oxydante. Depuis l'expérience a été refaite plusieurs fois,
en variant la composition de l'atmosphère et la source d'énergie, avec
des UV notamment. Mais l'atmosphère oxydante (CO2 , N2 , H2O) qui
provient du volcanisme donne de très mauvais rendements.
Synthèse des briques du vivant: Les sucres/ les Bases/ Les A.A. (voir figure)
Ces
réactions nécessitent de fortes concentrations, des domaines de
température et de pH très strictes qui font que ces mécanismes sont
très improbables: Une mare deséchée pourrait peut-être expliquer les
fortes concentrations. De plus les intermédiaires réactionnels n'ont
pas été trouvés dans l'expérience de Miller.
L'expérience fut, pour cela, très critiquée. De plus, les molécules
organiques obtenues peuvent à priori provenir d'une contamination par
l'extérieur! Mais une analyse plus poussée des molécules obtenues
montre que l'on obtient un mélange racémique de molécules, alors que
les A.A. naturels n'existent que sous une de leur 2 formes
énantiomères.
Il (ne) reste donc (plus qu')à expliquer l'homochiralité...
2/ Homochiralité, un indice précieux.
a)) Par hasard
La première explication que l'on puisse
trouver, est que c'est par hasard s'il n'existe
aujourd'hui que des A.A. Lévogyres. Mais si un acide aminé dextrogyre a
été formé quelque part sur la Terre, il y a de grandes chances que le
même acide aminé lévogyre ait été créé ailleurs! Il faut donc ensuite
amplifier rapidement le déséquilibre d/l. La cristallisation est un bon
moyen pour cela: en plongeant un cristal d'une des formes énantiomères
dans un mélange où les 2 énantiomères sont en équilibre, toute la
solution se cristallise avec la même forme énantiomère.
b)) Lalumière
polarisée circulaire...
La lumière polarisée circulairement peut favoriser la formation d'un composé lévogyre devant le composé dextrogyre.
L'astronomie vient à notre secours : la nébuleuse d'Orion produit de la lumière polarisée circulaire à 17% dans l'infra-rouge. L'IR n'a pas assez d'énergie pour casser des liaisons covalentes, mais on peut supposer que les UV sont également polarisés circulairement (figure 3b de production de lumière PC). La nébuleuse a donc ainsi inondé un coin de l'espace de sa lumière polarisée. Mais elle est trop lointaine pour avoir influencé les réactions chimiques sur la Terre. Toutefois, si cette hypothèse s'averrait être exacte, alors dans d'autres systèmes solaires plus éloignés d'Orion, on n'aurait pas forcément la même forme énantiomère des acides aminés.Les acides aminés ont très bien pu se former dans l'espace, près d'Orion ou d'une autre étoile avec une géométrie chirale. C'est ce que nous apprend l'étude des météorites. On a retrouvé sur la météorite de Murchinson découverte en 1970, 70 acides aminés différents dont 3 seulement font partie des 20 acides aminés naturels. De plus ces acides aminés sont dans des proportions non racémiques (le pourcentage est cependant beaucoup discuté, dû à d'éventuelles contaminations, et varie entre 50% et -5% suivant les équipes de recherche pour l'excès de la forme L).
Il a été découvert que la matière est intrinsèquement asymétrique,
ce qui n'est plus étonnant après la découverte de la brisure de la
symétrie matière-antimatière. Lorsque l'on place des atomes de cobalt
dans une géométrie asymétrique, c'est-à-dire dans un champ magnétique,
les électrons produits de la désintégration de neutron se déplacent
toujours dans la direction opposée à leur spin (aligné sur le champ).
Les électrons sont donc intrinsèquement gauches. Cette expérience de
Tsung Dao Lee et Chen Ning Yang qui reçurent le prix Nobel en 1957 peut
être reproduite avec n'importe quel atome. Un gaz de vapeur de césium
par exemple dans un champ électrique a un pouvoir rotatoire.
C'est ce sur quoi a travaillé Marie-Anne Bouchiat, directeur rech. CNRS a l'ENS
;-). Ce phénomène est facilement observable sur les atomes lourds car la force
mise en jeu est la force d'interaction faible entre le noyau et l'électron
proportionnelle à Z3.
Ainsi il a été calculé que les acides aminés naturels sont thermodynamiquement plus stables que leur image dans un miroir.
3/Autres formes de vie primitive
a)) sources hydrothermales : le monde du soufre
Les sources hydrothermales ont été découvertes en 1977 à 2600 mètres de profondeur, là où deux plaques tectoniques se séparent. Ces sources sont particulièrement intéressantes car on y a trouvé de la vie où l'on croyait la vie impossible: sans oxygène, à haute température, sans lumière. Cependant les gradients de température importants autour de ces zones et le fait que les UV destructeurs ne parviennent pas si profondément (alors qu'ils détruisent toute molécule formée à la surface) sont de bonnes conditions pour l'apparition de la vie.Ces organismes ont les mêmes briques que ceux que l'on connaît plus près de la surface (ADN, Protéines, Sucres...) mais puisent leur énergie de l'oxydation de H2S pour transformer le carbone minéral en organique.
D'autre part, des expériences ont été menées au laboratoire de géophysique de Washington et ont montré que dans les conditions qui existent autour des évents, il y a formation de NH3 , forme réduite de l'azote qui est tant nécessaire à la formation des molécules organiques de la 1ère partie et qui n'existait pas dans l'atmosphère oxydante. Les sources hydrothermales sont donc de convenables sources de NH3.
3(1-x)Fe + N2 + 3 H2O -> 3 Fe(1-x)O + 2 NH3
b)) Une vie minérale (argile)
La vie n'a pas nécessairement besoin d'ADN, de protéines, de sucre pour exister. Ces molécules semblent en effet trop complexes pour s'être formées spontanément et ensuite s'animer toutes ensembles. Une autre approche de l'apparition de la vie est née ces dernières années: la recherche du système vivant le plus simple.
Pour avoir vie, il faut avoir un organisme qui puise son énergie dans le milieu extérieur, qui puisse se reproduire mais imparfaitement pour laisser place a une évolution possible. En fait chaque chercheur a sa propre définition de la vie
Suivant ces critères généraux, une vie minérale aurait pu exister avant (et peut être même existe encore) l'apparition de la vie organique. Les cristaux grandissent en effet facilement et avec des défauts. L'argile a de nombreuses propriétés et se trouve très abondamment sur Terre. Entre les différentes couches de l'argile peuvent se glisser de petites molécules organiques; ainsi petit à petit la vie organique pourrait apparaître à partir de la vie cristalline. L'argile est un merveilleux catalyseur pour de nombreuses réactions organiques, et a donc ainsi pu former les acides aminés.c)) A la recherche de l'organisme vivant le plus simple: le monde des archéa.
Quelle que soit la façon de construire les premières grosses molécules organiques, il reste beaucoup de chemin à parcourir pour construire la première cellule. Les archéa découverts récemment car 10 fois plus petits qu'une bactérie sont d'après le séquençage de leur ADN plus proches du premier organisme vivant organique. De plus, on en trouve sur la Terre qui vivent dans les conditions les plus inattendues, ce qui prouve leurs diversités et leur capacités d'adaptation phénoménales (à plus de 100°C près des évents, dans des eaux très acides ou très salées).
Aujourd'hui on cherche encore à mieux comprendre ces archéa. En particulier, une équipe de chercheur tente de supprimer le maximum d'information enregistrée sur leur ADN afin de conserver un organisme vivant « minimal » pour comprendre ce qui "anime" ces organismes les plus simples.
L'approche miltidisciplinaire que nous avons menée montre que le problème est de mieux en mieux cerné mais que le mystère demeure ...
La découverte de nouvelles formes de vie qui restent encore à découvrir sur la Terre et sur d'autres planètes aidera les scientifiques à comprendre l'origine de la vie. Pour cela Mars et Vénus devraient être explorées dans l'espoir d'y trouver des indices qui expliqueraient l'origine de la vie.
Le chemin parcouru pour réoudre l'énigme de la vie est riche en enseignement pour bien des domaines tels que la recherche pour la création d'ordinateurs moléculaires .