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Des fissures dans la roche auraient nourri des protolibans

12/4/2024

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Comment les bonnes molécules se sont-elles accumulées pendant des millions d'années pour former les précurseurs des cellules ? Selon une nouvelle hypothèse, les fissures dans les roches et la chaleur ont trié les éléments constitutifs de la vie.

Une grande énigme chimique se trouve à l'origine de la vie. Les précurseurs des biomolécules complexes d'aujourd'hui ont été formés par des réactions chimiques à partir de molécules simples . Mais comment les éléments constitutifs à partir desquels les ancêtres des protéines et des acides nucléiques ont pu être créés ont-ils pu s'accumuler dans l'immense diversité des substances chimiques ? Une équipe dirigée par Christof B. Mast de la LMU de Munich propose aujourd'hui un mécanisme qui a permis d'accumuler des substances similaires dans des conditions similaires pendant des millions d'années.Comme le rapporte l'équipe dans la revue Nature, les différences de température dans les fissures et les crevasses des roches peuvent trier les éléments constitutifs de la vie. De tels systèmes de fissures sont également évoqués comme lieu d'apparition de la vie.

Les précurseurs de l'ARN, de l'ADN et des protéines ont dû se former à peu près de la même manière à partir de molécules similaires pendant des millions d'années, pour finalement donner naissance aux premiers protoorganismes. Et même longtemps après, les éléments nécessaires ont dû continuer à s'accumuler pour que la chimie aux origines de la vie ne s'arrête pas. Cet approvisionnement stable en éléments constitutifs spécifiques pendant des millions d'années est difficile à expliquer - les spécialistes ont proposé des dizaines de mécanismes possibles, chacun avec ses propres avantages et inconvénients.

L'équipe de Mast a maintenant montré que de petites différences de température suffisent pour que les éléments constitutifs de la vie se trient différemment dans les systèmes de fractures. Dans une expérience, ils ont montré que deux substances chimiquement similaires s'accumulent dans des zones différentes d'un tube fin lorsqu'un côté du tube est plus chaud que l'autre de 15 degrés Celsius. D'une part, le liquide monte du côté chaud et descend du côté froid, et d'autre part, les molécules sont entraînées à des degrés différents loin de la paroi chaude. On appelle ce second processus la thermophorèse. Ces deux processus combinés font que les molécules restent plus ou moins longtemps dans le courant ascendant et sont donc plus ou moins enrichies aux extrémités du tube.

Pour montrer qu'un réseau de telles fentes remplies d'eau peut trier des éléments constitutifs de la vie, l'équipe a fabriqué un système de trois cavités dont un côté était plus chaud de 16 degrés que l'autre. Les expériences menées avec des protéines, de l'ARN et de l'ADN montrent que les substances s'organisent différemment dans l'espace. En outre, l'effet a montré que la molécule réactive, le trimétaphosphate, s'accumule suffisamment pour déclencher une réaction entre les acides aminés. L'avantage de l'hypothèse de l'équipe de Mast est que les fissures rocheuses remplies d'eau étaient omniprésentes sur la Terre jeune et que l'accumulation de substances a donc pu se produire de manière similaire pendant des millions d'années, partout où une source de chaleur se trouvait à proximité. Cela explique la présence de zones aux conditions stables et à l'apport constant de matière pendant une très longue période. C'est là que des systèmes chimiques complexes, puis animés, ont pu se former.

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Article original sur Spektrum.de

Photo d’en-tête : Kalashnikov Dmitrii

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