Les bases de la biochimie sont-elles étendues dans l'espace interstellaire ?

1987/06/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Comme nous l'avons vu, les astronomes sont optimistes dans le problème de la découverte des nouveaux systèmes solaires. Cet optimisme donne lieu à une autre question: Comment pouvons-nous répondre à la question de la vie dans d'autres endroits de l'Univers?

Dans le cadre de notre système solaire, la réponse négative est suffisamment fondée. Quand les villas spatiales Viking se sont dirigées vers Mars pour trouver des traces de la vie, on savait que les conditions environnementales d'autres planètes (température, absence d'atmosphère ou composition des intempéries,...) ne permettraient pas un développement vivant tel que nous le connaissons. Les résultats de l'étude de Martitz ont également été négatifs.

Les deux véhicules spatiaux Viking ont atterri sur la planète rouge en été 1976 et ont mené trois expériences pour trouver la vie : d'abord, mesurer la composition de l'atmosphère, puis mesurer la quantité de composés organiques et finalement, une série d'expériences pour trouver des micro-organismes vivants. Dans la première session, il n'y avait pas de restes de vapeur d'eau dans l'atmosphère et nous savons ce que cela signifie pour la survie de la vie. La présence de composés organiques est également minimale, moins d'une partie par milliard. Ce montant est inférieur à celui qui devrait avoir dû à l'apport de météorites tombés.

Cela nous indique que les composés organiques ont été détruits, probablement par le rayonnement ultraviolet solaire. Le département de détection de l'activité métabolique des micro-organismes a laissé quelques doutes. Les expériences ont montré quelques changements chimiques, mais comme vous ne pouvez pas vérifier qu'ils sont des processus biochimiques, vous ne pouvez pas dire qu'ils ne sont pas biochimiques. Cependant, la plupart des scientifiques, comme nous l'avons dit, considèrent que la vie n'existe pas. Mais à cette occasion, nous ne voulons pas non plus rester dans les limites du système et nous parlons de la possibilité de trouver la vie autour d'autres étoiles.

Lors de l'analyse de ce problème, il est courant d'effectuer un calcul probabiliste du nombre de planètes vivantes similaires à celles de notre galaxie actuelle, en utilisant des variables telles que: N, le nombre d'étoiles de notre galaxie; P, la probabilité qu'une étoile a des planètes; P f, la probabilité qu'il y ait une planète dans chaque système qui remplit les conditions physiques pour le développement de la vie; P b, la probabilité de développer la vie sur une planète; D, le temps que la vie peut rester sur la planète et T, l'âge de la galaxie. Comme chaque probabilité conditionne ce qui suit, le calcul sera fait par l'expression suivante:

P = N . P . P f . P b D/T

Bien qu'il ressemble à une formule simple et jolie, il n'a pas un grand usage parce que la plupart de ces grandeurs sont très incalculables. C'est pourquoi il y a des formules de ce type qui disent que dans un très petit endroit ils gardent une grande obscurité. Le plus gros problème qui nous pose pour faire des estimations est que nous ne connaissons qu'une planète vivante, la Terre. Il est donc impossible d'obtenir des calculs précis et fiables. Il faut donc ouvrir de nouvelles voies. C'était F. Hoyle et son aide N.C. Ce que Wickramasinghe a fait. Nous allons maintenant commenter sa théorie sur l'origine de la vie.

Nous commencerons par analyser un peu le contexte de développement de la théorie. L'évolutionnisme est la base de la biologie moderne. Mais nous prendrons l'évolutionnisme dans un sens large. Non seulement compte tenu de l'évolution des espèces – évolution darwin-, mais aussi de l'évolution prébiotique qui a conduit des substances inorganiques à la formation d'êtres vivants. I.S.O. pour la première fois Haldane et A.I. La théorie de Hoyle découle de cette évolution prébiotique proposée par Oparin. Selon lui, cette étape n'a pas eu lieu entièrement sur Terre. Dans l'espace, il y a beaucoup de composés nécessaires au développement de la vie et de l'évolution sur Terre après sa chute.

Si c'était le cas, nous devrions relier l'origine de la vie à des phénomènes d'un autre ordre, comme l'évolution des étoiles et de la poussière interstellaire. Le problème de l'existence de plus de systèmes planétaires comme le nôtre, serait lié à la naissance et l'évolution des étoiles. Cette hypothèse ne contredit pas S.L. Expériences similaires au bouillon primitif de Miller, comme on peut le penser à un début. Les expériences du bouillon primitif ne montrent pas que ces processus ont eu lieu sur Terre, mais qu'ils pouvaient se produire.

Donc, si la nouvelle alternative que nous présentons maintenant était acceptable, nous devrions supposer que les processus décrits par Miller se sont produits ailleurs. En outre, avec cette théorie de Hoyle, nous avons dépassé l'un des objets les plus importants qui est fait à Haldane-Oparin: la brièveté du processus de création de la vie. Si la Terre a été constituée il y a 4,5 milliards d'années, seulement un million d'années est devenu les premiers organismes complexes. C'est un délai très court pour faire le passage de molécules inorganiques simples aux êtres vivants.

Dans le paragraphe précédent, nous avons expliqué le noyau de la théorie de Hoyle, mais nous n'avons pas encore analysé les données expérimentales derrière ces idées. Avant de réaliser cette analyse, une petite information sera fournie sur les composés pertinents qui rendent possible la vie pour pouvoir réaliser une évaluation plus détaillée de ceux-ci.

Trois groupes de composés organiques sont nécessaires au développement de la vie : acides aminés, bases azotées et porphyrine. A côté de ceux-ci, il faut mentionner un processus très important: la polymérisation. Par ce procédé, deux molécules identiques ou similaires se lient en perdant une molécule d'eau. Comme on peut le voir dans le schéma 1, les polymères des acides aminés forment de longues chaînes appelées protéines. Les protéines apparaissent dans tous les êtres vivants et jouent des fonctions très diverses et spécialisées.

Par exemple, l'hémoglobine prend de l'oxygène pour une administration ultérieure des tissus. Les bases azotées peuvent être reliées à un groupe de phosphates (P) et de sucres appelés ribose ou désoxyribeuse par l'administration de ribonucléotides (RN) et desoxirribonucléotides (DN) respectivement. La polymérisation du RN fournit l'acide ribonucléique (ARN), qui permet la formation des protéines comme celles qui perdent les êtres vivants. La polymérisation de DN fournit l'acide désoxyribonucléique (ADN) qui obtient la reconstruction des molécules identiques à l'ARN et à lui-même. Cela assure donc l'une des particularités les plus spécifiques des êtres vivants: la reproduction. (Voir schéma 1).

Mentionnons enfin des porphyrines. L'un d'eux est la composante de base de la molécule de chlorophylle, et en cela réside son importance, puisque la chlorophylle est indispensable à l'existence de la vie. Il participe à la formation des molécules de glucose, selon la troisième réaction du schéma 1 qui a lieu dans les plantes. Ensuite, les molécules de glucose forment les longues chaînes de la famille des polysaccharides (amidon et cellulose), d'où les êtres vivants obtiennent de l'énergie pour mener à bien leur activité. C'est pourquoi ils sont si importants.

Nous allons analyser les tests expérimentaux mentionnés ci-dessus. Comme la théorie dit que les fondements de la vie proviennent de l'espace, nous devons aller chercher les composés de base. En particulier, nous les trouverons dans la matière interstellaire et dans les météorites.

Les nuages d'Izarra sont formés de gaz (97%) et de poussière (3%). Bien sûr, le composant le plus abondant est l'hydrogène, qui est dans l'état gazeux de l'une des trois formes suivantes: l'hydrogène atomique neutre, l'hydrogène ionisé ou l'hydrogène moléculaire. Mais en plus de l'hydrogène, de nombreuses autres substances ont été trouvées à l'état gazeux, analysant l'émission de nuages interstellaires sur toutes les bandes du spectre.

Parmi eux, il existe de nombreux composés inorganiques et organiques simples, mais aussi d'autres qui peuvent être liés à notre sujet et qui sont assez compliqués. Par exemple, acide cyanhydrique (HCN), formaldéhyde (H 2 CO), éthanol (C 2 H 5 OH), métilamine (CH 3 CH 2 H), acide isocianique (HNCO), cyanamide (H2NCN), acétaldéhyde (Chine), etc. Et les formaldéhydes et l'amine méthyle peuvent réagir pour administrer la glycine, l'un des acides aminés essentiels.

En ce qui concerne la composition de la poudre, Hoyle et ses collaborateurs considèrent que les composés organiques ont une grande importance. Les modèles de composition doivent répondre à des conditions très concrètes. D'une part, cette poudre a un côté assez grand pour la lumière visible. D'autre part, la quantité de rayonnement absorbant la poussière augmente avec l'inverse de la longueur d'onde, mais présente une diminution de l'absorption (un minimum relatif) pour une longueur de 2200 et enfin polarise la lumière.

Initialement, on a pensé à un mélange de graphites, glace inorganique, polymère organique et silicate, qui ne répondait pas aux spectres d'émission et d'absorption étudiés. La nécessité de traiter avec de nouvelles substances a conduit à enquêter sur la cellulose et, bien que personne ne pense, ce polysaccharide a été celui qui a le mieux adapté au spectre. Cela signifie qu'un pourcentage élevé de poussière est constitué de polysaccharides. En outre, il a été démontré que le spectre d'absorption de certaines étoiles peut être expliqué par l'existence de composés formés par des anneaux de carbone et d'azote. Parmi elles, on peut trouver plusieurs porphyrines.

Voyons maintenant la contribution de l'étude des météorites. Parmi les météorites, ceux qui nous intéressent le plus sont les condrites dits carbone. Certains d'entre eux ont vérifié la présence d'acides aminés, certains nécessaires à la vie et d'autres inexistants sur Terre.

Il est donc difficile de ne pas reconnaître que les bases de la vie se sont développées sur Terre et dans l'espace. Si c'est le cas, il est logique de penser que ces postes sont tombés sur Terre dans les dernières phases de la formation du Système Solaire pour son évolution ultérieure. Et par conséquent, nous devons reconnaître que la configuration d'autres systèmes planétaires pourrait se produire de même. Cela affecte en outre l'estimation de la probabilité P b de la formule initialement mentionnée.