Quelle source d’énergie a déclenché l’évolution de la vie ?

Les biologistes ne sont pas entièrement d’accord sur l’endroit exact où la première vie sur Terre est apparue. Il a peut-être évolué au fond de l’océan, dans des bassins rocheux peu profonds ou à partir de blocs de construction livrés par des impacts d’astéroïdes – ou peut-être tout ce qui précède. Nous savons que toute vie sur Terre a besoin d’eau pour survivre, donc la vie s’y est probablement d’abord développée. Mais l’eau seule ne suffit pas à déclencher la vie ; il a aussi besoin d’énergie.

Aujourd’hui, la plupart des êtres vivants tirent leur énergie de métaboliser sucres, mais ces molécules n’existaient pas il y a 3,7 milliards d’années, lorsque la vie a commencé à évoluer.

Alors, quelles sources d’énergie étaient disponibles pour aider les premiers habitants de la Terre à apparaître ?

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Pendant l’éon hadéen (il y a environ 4,6 à 4 milliards d’années), la Terre était en grande partie un monde océanique, avec parfois des îles volcaniques sortant de l’eau. Une théorie sur l’origine de la vie est que le rayonnement ultraviolet (UV) de le soleil a aidé à créer des molécules complexes dans des bassins rocheux peu profonds sur des îles volcaniques, a déclaré Eloi Camprubi-Casas (s’ouvre dans un nouvel onglet)un biologiste qui étudie l’origine de la vie à l’Université du Texas Rio Grande Valley.

« UV [radiation] est génial parce qu’il est si énergétique qu’il générera des molécules ionisées, les rendant plus réactives « et plus susceptibles de se combiner en molécules plus grandes et plus complexes nécessaires pour générer les éléments constitutifs de la vie, a déclaré Camprubi-Casas à Live Science. Cependant, « UV le rayonnement génère un problème de décomposition de tout ce que vous avez », a également déclaré Camprubi-Casas. Ainsi, même si des molécules complexes se formaient, elles se seraient également dégradées à cause du rayonnement solaire.

C’est pourquoi Camprubi-Casas et ses collègues soupçonnent que l’origine de la vie a eu lieu quelque part loin de ces étangs chauds – au fond de la mer, où l’eau chaude et alcaline se mélangeait à l’eau froide et acide, créant une soupe d’énergie chimique qui aurait pu fournir une étincelle pour l’évolution de la vie.

Profondément sous la surface de l’océan, des zones d’activité géothermique se forment aux limites des plaques lorsque le magma s’élève du manteau terrestre. L’eau froide de l’océan s’infiltre dans les fissures de ces zones chaudes et dissout les minéraux de la roche. Lorsque l’eau chaude sort des fissures et s’écoule dans l’océan froid, les minéraux se précipitent, formant des « cheminées » de matière organique », a expliqué Camprubi-Casas. Ce fluide est hautement alcalin et contient beaucoup d’hydrogène gazeux, et pendant l’Hadéen, l’atmosphère terrestre explosait avec carbone dioxyde de carbone, dont une grande partie s’est dissoute dans l’océan, rendant l’océan légèrement acide.

Lorsque l’eau des évents hydrothermaux s’est combinée avec du dioxyde de carbone dissous dans l’eau, les molécules résultantes sont devenues « beaucoup plus actives chimiquement, et vous pouvez commencer à ajouter de l’azote pour fabriquer des acides aminés ou ajouter de l’azote et de l’oxygène pour former les éléments constitutifs de ADN« , a déclaré Camprubi-Casas.

Livrer les éléments de base de la vie depuis l’espace

Une théorie sur l’origine de la vie sur Terre postule que les éléments constitutifs de la vie ont été fournis par astéroïde impacts, qui étaient plus fréquents dans l’Hadéen qu’ils ne le sont aujourd’hui. Sur un astéroïde, une couche de glace aurait protégé les sucres simples et les petits acides aminés – les ingrédients bruts nécessaires à la chimie prébiotique – d’une grande partie des rayons du soleil, a déclaré Partha Bera (s’ouvre dans un nouvel onglet)chercheur au Bay Area Environmental Research Institute de la NASA.

« Ces corps sont exposés à la lumière du soleil pendant des millions d’années, et ils produisent des radicaux – des ingrédients actifs – qui peuvent réagir les uns avec les autres même à basse température », a déclaré Bera à Live Science. Les radicaux sont atomesmolécules ou ions avec un électron supplémentaire, les rendant prêts à réagir avec n’importe quoi.

Selon cette origine de la vie hypothèse, lorsque ces astéroïdes ont frappé la Terre, les molécules hautement réactives se seraient mélangées à d’autres molécules simples dans l’océan pour créer la chimie complexe nécessaire pour relancer la vie. Dans ce cas, la source d’énergie aurait également été la chaleur géothermique, a déclaré Bera.

Étant donné qu’il existe très peu (et de petite taille) d’échantillons de roche de cette période de l’histoire de la Terre, il est impossible de savoir exactement quelle source d’énergie – le soleil, la chimie géothermique ou la chaleur géothermique – a déclenché la vie. évolution. Mais des recherches en laboratoire et de nombreux débats animés nous aideront à déterminer nos origines possibles.