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Curiosité pour l'exobiologie

2006/12/01 Rementeria Argote, Nagore - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

Derrière les histoires des petits hommes verts. La recherche de la vie hors de la Terre, dans un vaste univers, n'est pas science-fiction, mais englobe différents domaines de la science, et est appelée exobiologie. Ils analysent comment la vie sur Terre a émergé pour faciliter la recherche sur d'autres planètes. La question derrière tout cela est depuis longtemps: Y a-t-il une vie hors de la Terre ?
Curiosité pour l'exobiologie
01/12/2006 Rementeria Argote, Nagore Elhuyar Zientzia Komunikazioa

(Photo: ESA)
L'exobiologie est une science pour les uns, pour les autres est une branche de la biologie. Il est difficile d'arriver à un accord, mais deux données suffisent pour dire ce qu'est l'exobiologie : elle réunit de nombreux domaines de connaissances et tous travaillent derrière la réponse à une question – y a-t-il une vie hors de la Terre ? – dans leurs domaines respectifs.

La question n'est pas la toux d'une demi-nuit de chèvre. La réponse, bien sûr, ne le savent pas, et il est à voir si vous le savez jamais. Mais l'effort en vaut la peine, la recherche de la réponse est si enrichissante.

Pour commencer, ils devront savoir où et quoi chercher exactement pour trouver la vie. Ils étudient, entre autres, comment la vie sur Terre a surgi. Et c'est qu'il y a un seul modèle de recherche de vie hors de la Terre : Terrestre. Il est donc impératif de connaître les conditions dans lesquelles la vie a émergé sur Terre (en supposant que c'était le cas) pour rechercher des planètes avec des conditions similaires.

La vérité est qu'il peut être un type de vie très différent dans l'univers large. Mais le plus simple est de trouver une vie semblable à celle que nous connaissons: basée sur le carbone, en étroite relation avec l'eau, avec une molécule de stockage d'information... En bref, un système similaire à celui de la cellule.

Puisque la vie sur Terre est composée de molécules basées sur le carbone, ils croient que la vie en dehors d'elle aura la même base.
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A la limite de la vie

Ils cherchent le premier système vivant, à la frontière entre la vie et l'inanimé. Et les chercheurs adoptent différentes voies pour atteindre cette frontière. Du point de vue biologique, par exemple, des êtres vivants actuels au temps, l'un des objectifs est d'analyser l'évolution des gènes et de connaître le génome des premiers. Du point de vue chimique ils font le chemin inverse, c'est-à-dire ils partent des inanimés pour atteindre les premiers êtres vivants. Et en combinant biologie et chimie, ils étudient la cellularité, en cherchant le premier système qui respecte la définition de vie.

Une hypothèse est que ce système était une molécule unique, c'est-à-dire qu'avant la cellule il existait un système vivant. Pour ce faire, cette molécule a dû répondre à deux exigences: stocker des informations (code génétique) et être en mesure de doubler. Actuellement, ce travail est réalisé par deux types de molécules: ADN et protéines enzymatiques. Certains croient qu'avant de créer l'ADN, l'ARN remplacerait les deux fonctions. Cette hypothèse est connue comme le monde de l'ARN.

Sydney Altman, prix Nobel de 1989, est l'un des défenseurs de l'hypothèse du monde de l'ARN. Il a découvert un argument fort en faveur du monde de l'ARN: Un catalyseur RNA (qui a également trouvé plus). Par conséquent, l'ARN, en plus de stocker l'information, pourrait être possible pour effectuer des travaux enzymatiques et doubler.

Un des débats exobiologiques est de savoir si la vie a émergé sur Terre ou si, au contraire, elle est venue d'ailleurs, comme une météorite.
ANDÉN
L'un des partisans des idées d'Altman est le chercheur David Bartel, qui affirme que « nous ne pourrons jamais démontrer que c'était le monde de l'ARN parce que nous ne pouvons pas reculer dans le temps, mais nous pouvons analyser les caractéristiques de base de l'ARN et voir si ces caractéristiques coïncident ou non avec la vision du monde de l'ARN ».

Cependant, la tendance principale est de penser que le premier système vivant était une cellule. Certaines hypothèses considèrent que le premier système vivant est séparé du milieu, séparé par une membrane. La membrane est critique pour tout système vivant, car elle contrôle les entrées et sorties d'énergie, donc ils étudient les molécules qui la forment et ses précurseurs.

Car quoi rechercher

Autres points de départ pour la recherche. Une des caractéristiques de la vie est que certaines molécules, comme les acides aminés, sont un certain isomère (même si dans la nature les deux isomères sont dans la même quantité), de sorte que certaines recherches sont dirigées à la différence entre isomères. La proportion d'isotopes est également spéciale chez les êtres vivants, donc d'autres agissent également derrière ces isotopes.

La vie est apparue peu après avoir les conditions adéquates pour créer la vie sur Terre, puis les êtres vivants se diversifièrent énormément. Et l'évolution continue.
NASA-ARC

Une autre question fondamentale est quand et comment la vie a émergé. Comme le disait Altman, nous ne pouvons pas reculer dans le temps, mais les astronomes et les géologues essaient de s'approcher de cette époque avec les traces qu'ils ont aujourd'hui. Ils étudient la genèse de la Terre et de tout le système solaire, ainsi que quand et dans quelles conditions la vie est née. De cette façon, d'autres planètes pourraient être recherchées pour remplir ces conditions.

Il est vrai que la Terre vit aussi dans des conditions très dures : les extrémistes en sont un exemple : des bactéries qui mangent du fer, qui vivent dans des milieux très acides comme Rio Tinton ou en sels... Cependant, les experts ne croient pas que la vie a surgi spontanément dans un tel environnement, mais a surgi dans des conditions douces et certains êtres vivants ont évolué pour s'adapter à des conditions plus dures.

Cependant, dans l'exobiologie, on étudie aussi les extrémistes, mais pas parce qu'ils donnent la clé sur l'origine de la vie, mais parce qu'ils peuvent donner un indice sur où trouver la vie hors de la Terre.

Dans les geisers de Yellowston (USA) il y a des conditions extrêmes, mais il y a des êtres vivants.
(Photo: QUAI)
Ce qui est clair, c'est que pour créer la vie, il faut un environnement approprié. En analysant les microfossiles, on estime que la vie sur Terre a eu lieu il y a environ quatre milliards d'années (les fossiles les plus anciens sont il y a trois milliards d'années). Apparemment, il y a quatre milliards d'années, la Terre était pleine de météorites, donc ce n'était pas un endroit propice pour créer la vie ni pour survivre. Puis vint une époque plus calme, avec des conditions idéales pour la vie, et bientôt les premiers systèmes vivants ont émergé.

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Cependant, certains pensent que la vie n'a pas surgi sur Terre, mais est venue d'ailleurs (apporté par une météorite). Il s'agit d'une hypothèse appelée exogénie -- plus connue comme panspermia, mais plus limitée que celle-ci -. La vie est apparue quelque part dans l'univers, puis elle est arrivée sur Terre, et comme elle avait les bonnes conditions, elle a multiplié et a évolué.

En simulant les conditions spatiales possibles, à travers différentes expériences, ils ont découvert que certaines molécules de base pour la vie peuvent être générées spontanément. L'expérience la plus classique sur la genèse de la vie est celle de Miller (1953), qui a provoqué des décharges électriques à un mélange de méthane, d'ammonium, de vapeur d'eau et d'hydrogène, entraînant plusieurs acides aminés (certaines des molécules de base de la vie). Par cette voie, d'autres expériences ont été menées pour l'obtention de molécules organiques complexes à partir de composés habituels dans l'espace ou sur d'autres planètes, comme le rayonnement ultraviolet, qui est très abondante dans l'espace.

Ils espèrent encore trouver des traces de vie sur Mars, actuelles ou anciennes.
NASA-JPC

Un autre argument utilisé par les partisans de l'hypothèse d'exogenia est la météorite ALH84001. Il a été découvert en Antarctique en 1984 et, selon certains exobiologistes de la NASA, les nodules contenant le météorite sont très semblables à ceux produits par les bactéries. Il est donc possible que ces structures aient été créées par un être vivant, mais pour l'instant elles ne le savent pas.

La météorite a environ quatre mille cinq cents ans et vient de Mars. En fait, dans l'hypothèse d'exogénie, certains pensent que la vie a émergé sur Mars. Les Martiens, plus appropriés que les conditions de la Terre, ont été créés à cette époque. Et ils disent que la vie est née sur Mars, puis est venue sur Terre. C'est pourquoi des efforts ont été faits pour trouver des indices sur Mars et ils continueront à faire.

En plus de Mars, la vie pourrait être présente sur d'autres planètes et satellites (ou peut-être, les temps et le temps doivent également être pris en compte et en exobiologie). À côté de Mars, le podium est composé de deux satellites : L'Europe de Jupiter et les Titans de Saturne. Cela dans notre système solaire, mais en général on regarde les planètes lointaines. Au cours de la dernière décennie, on a trouvé une infinité d'exoplanètes, c'est pourquoi ils croient que notre système solaire est assez normal dans l'univers et qu'il peut y avoir beaucoup plus de planètes comme la Terre.

Sur ce chemin, ils étudient l'habitabilité des planètes : si une planète remplit ou a jamais rempli les conditions pour développer sa vie. Il faut noter qu'au moment d'étudier les planètes lointaines, elles ont une grande limitation technologique. C'est pourquoi ils déterminent la taille d'une planète, l'atmosphère, la distance au soleil, etc., à laquelle il faut s'ajuster pour pouvoir trouver la vie dans les meilleures conditions. Ainsi, il y a environ 50 planètes qui peuvent avoir la vie et de temps en temps sont des nouvelles de ce genre.

Météorite trouvé en Antarctique (à gauche) avec des restes d'un être vivant présumé (à droite vu au microscope).
(Photo: NASA-JPC)

Jeu de chance

Mais comme la technologie est avancée, le nombre de planètes qui peuvent avoir la vie change. La probabilité qu'il y ait dans l'Univers d'autres vies différentes de celle de la Terre est mesurée mathématiquement, mais il est logiquement nécessaire d'utiliser les données fournies par la technologie pour utiliser des outils mathématiques. Et ils ne connaissent toujours pas cette probabilité. Par exemple, le résultat de l'équation de Drake ne peut pas être déterminé.

L'astrophysicien Frank Drake a proposé une équation pour calculer le nombre de civilisations technologiques possibles dans l'univers. Ce montant dépend de sept facteurs: Le nombre d'étoiles créées chaque année sur la Voie Lactée, le pourcentage d'étoiles entourant les planètes, l'orbite appropriée à la vie d'un certain nombre de ces planètes, y compris le nombre de fois que la vie a eu lieu, le nombre de fois que la vie intelligente a été développé dans lequel la vie a eu lieu et combien d'entre eux ont développé la technologie (et l'envie de communiquer). En plus de ces six, il existe un facteur correcteur qui tient compte du temps: la durée de cette civilisation intelligente et technologique.

Dans l'image centrale se trouve notre système solaire, et dans les deux on voit comment la distance entre une planète et l'étoile - en fonction de la taille de l'étoile - change pour que la planète soit habitable.
ESA

Comme on le voit, tous ces facteurs varient avec les découvertes. Et cette équation n'a pas de résultat. Oui, il semble que les facteurs astronomiques donnent une image beaucoup plus optimiste que la biologie, de sorte que la biologie est la plus grande limitation pour développer une vie intelligente.

Cependant, malgré les incertitudes existantes, il y a un grand projet en cours depuis longtemps dans la recherche de civilisations technologiques: SETI. Comme l'a dit son directeur Jill Tarter à l'Assemblée générale des astronomes 2006: "Même s'il y a beaucoup de civilisations, il n'est pas surprenant qu'aucune n'ait été détectée". En fait, ils explorent le ciel à la recherche de radiofréquences, dirigées à chaque moment à un point concret, et sur chacun de ces points ils travaillent avec neuf dimensions : les trois correspondant à l'espace, le temps, la fréquence, la sensibilité...

Jill Tarter est directeur de SETI. Elle s'est basée sur cette femme pour donner forme au protagoniste du roman Carl Sagan Contact.
Institut SETI
Il ne sera pas facile de réussir pleinement. Selon le paradoxe de Fermi, comme sur terre il y a la vie, dans n'importe quel autre coin de l'univers la vie sera un événement normal et une vie intelligente. Et si la vie intelligente est normale, ses traces devraient être visibles. C'est pourquoi SETI attend que ces pistes apparaissent.

Cependant, plus d'un se demandera pourquoi ils n'ont pas contacté s'il ya une vie intelligente. Les experts abordent la question avec bonne humeur et plus d'un a répondu en plaisantant, comme Stephen Hawking: "Voyant l'humanité, comment voulez-vous avoir un rapport avec nous?"

Comme on le voit, l'exobiologie ne manque pas d'humour. Et comme il est plein de suppositions et d'hypothèses, et n'obtiennent pas de résultats clairs, il y a aussi ceux qui pensent que la science réelle n'est pas. Dans ce domaine, la limite de la connaissance est marquée par la technologie, l'imagination n'a pas de limites.

Sur une réflexion intense
Vous ne pouvez pas le nier, le sujet a un côté philosophique. Par conséquent, les philosophes ont aussi quelque chose à dire sur ce sujet, et il n'est pas surprenant que les scientifiques découvrent la philosophie. Depuis la base, l'exobiologie recherche la vie hors de la Terre. Mais qu'est-ce que la vie ?
Il n'y a aucun problème dans la vie quotidienne pour distinguer le vivant de l'inanimé. Mais les exobiologistes travaillent à la frontière entre les deux et ont besoin d'une définition précise de la vie. Cependant, il n'existe pas de définition universelle. La définition inclut des concepts comme le métabolisme, la croissance, la reproduction... Dans la NASA, par exemple, ils utilisent la définition de travail suivante: "La vie est un système chimique qui supporte et maintient une évolution vorashique".
Felix Olasagasti: "Il n'est pas possible de savoir exactement comment la vie est née"
Ce jeune lasartearra travaille dans le domaine de l'exobiologie à l'Université de Californie. Et il nous a enseigné une autre vision de la recherche.
Deux termes sont utilisés: exobiologie et astrobiologie. Sont-ils équivalents ?
En fait oui. Cependant, il n'existe pas de définition précise pour les différencier. Je pense que la décision d'utiliser l'un ou l'autre a une raison commerciale. L'astrobiologie est un concept créé par les gens de la NASA qui peut prendre plus en compte l'origine de la vie sur Terre que l'exobiologie, mais pas nécessairement. Pour sa part, l'ESA utilise plus le terme exobiologie.
Il y a beaucoup de questions à répondre, par exemple, comment est née la vie?
Il n'est pas possible de savoir exactement comment était l'origine de la vie sur Terre, parce que la vie elle-même a perdu ses traces, mais il est possible de dire "comme cela pourrait être". Nous pouvons nous approcher du moment où le premier génome est apparu, car il y a un enregistrement ultérieur. Mais l'histoire précédente est perdue et alors nous partons d'approches chimiques.
(Photo: N. Forge)
Il y a un saut : de la biologie ci-dessous nous arrivons à un point et de la chimie à un autre, mais il reste un trou. Nous ne savons pas tout ce qui est de la première cellule au premier génome.
Voulez-vous atteindre cette première cellule dans votre recherche?
C'est l'un des buts de la recherche. De mon point de vue, il n'y a pas de vie sans cellules. Vu les lois de la chimie, on pourrait faire une approche à cette cellule par un système.
Dans ma thèse, j'ai étudié le modèle mathématique d'un système qui est maintenu. J'ai mis en place un système de réaction abstrait, avec les composants nécessitant un système de maintenance. La membrane, par exemple, est critique dans un être vivant et pour maintenir a besoin d'un réseau de réaction, pour la maintenir une source d'énergie est nécessaire et surmonter d'autres problèmes. Par exemple, dans une membrane, les substances provoquent une pression osmotique parce que la concentration interne est supérieure à celle externe, et si elle est très grande, la cellule pourrait exploser. La cellule doit le résoudre.
Compte tenu de ces concepts, j'ai soulevé les éléments minimums dont le système a besoin et un réseau de réaction, dans abstrait, j'ai déterminé les équations mathématiques et j'ai étudié si elle est cinétiquement stable.
(Photo: Fichier)
Par conséquent, ne considérez-vous pas ce qui est fait la vie?
Bien que la vie est liée à la matière, plus que cela est un processus. Ce système qui permet ce processus est celui qui donne vie. Notez que la définition utilisée par la NASA ne mentionne aucune matière (système chimique avec évolution darwiniste).
Pensez-vous qu'ils trouveront la vie hors de la Terre ?
J'ai l'espoir de trouver la vie.
Et la vie intelligente ?
Il peut y avoir une vie intelligente, mais la probabilité est beaucoup plus faible. En tout cas, ce n'est pas quelque chose qui me préoccupe particulièrement.
Rementeria Argote, Nagore
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