La vie a-t-elle évolué plus d'une fois ? Les chercheurs se rapprochent d'une réponse

La vie a-t-elle évolué plus d'une fois ? Les chercheurs se rapprochent d'une réponse

Horodatage: 1 juin 2023 10h00

Depuis ses humbles origines, la vie a infecté la planète entière avec une infinité de belles formes. La genèse de la vie est l'événement biologique le plus ancien, si ancien qu'aucune preuve claire n'a été laissée derrière autre que l'existence de la vie elle-même. Cela laisse de nombreuses questions ouvertes, et l'une des plus tentantes est de savoir combien de fois la vie a émergé comme par magie à partir d'éléments non vivants.

Toute la vie sur Terre n'a-t-elle évolué qu'une seule fois, ou différents êtres vivants sont-ils taillés dans des tissus différents ? La question de savoir à quel point il est difficile pour la vie d'émerger est intéressante, notamment parce qu'elle peut éclairer la probabilité de trouver de la vie sur d'autres planètes.

L'origine de la vie est une question centrale de la biologie moderne, et probablement la plus difficile à étudier. Cet événement a eu lieu il y a quatre milliards d'années, et cela s'est produit au niveau moléculaire, ce qui signifie qu'il reste peu de preuves fossiles.

De nombreux débuts animés ont été suggérés, des soupes primordiales peu recommandables à l'espace extra-atmosphérique. Mais le consensus scientifique actuel est que la vie a émergé de molécules non vivantes dans un processus naturel appelé abiogenèse, très probablement dans l'obscurité de cheminées hydrothermales profondes. Mais si la vie est apparue une fois, pourquoi pas plusieurs fois ?

Qu'est-ce que l'abiogenèse?

Les scientifiques ont proposé différentes étapes consécutives pour l'abiogenèse. Nous savons que la Terre était riche en plusieurs produits chimiques, tels que les acides aminés, un type de molécules appelées nucléotides ou sucres, qui sont les éléments constitutifs de la vie. Des expériences en laboratoire, comme l'emblématique Expérience de Miller-Urey, ont montré comment ces composés peuvent se former naturellement dans des conditions similaires à celles de la Terre primitive. Certains de ces composés pourraient également être venus sur Terre chevauchant des météorites.

Ensuite, ces molécules simples se sont combinées pour former des molécules plus complexes, telles que des graisses, des protéines ou des acides nucléiques. Il est important de noter que les acides nucléiques, tels que l'ADN double brin ou son cousin simple brin ARN— peut stocker les informations nécessaires à la construction d'autres molécules. L'ADN est plus stable que l'ARN, mais en revanche, l'ARN peut faire partie de réactions chimiques dans lesquelles un composé fait des copies de lui-même - l'auto-réplication.

La Hypothèse du "monde de l'ARN" suggère que le début de la vie a peut-être utilisé l'ARN comme matériau à la fois pour les gènes et la réplication avant l'émergence de l'ADN et des protéines.

Une fois qu'un système d'information peut faire des copies de lui-même, la sélection naturelle entre en jeu. Certaines des nouvelles copies de ces molécules (que certains appelleraient des «gènes») auront des erreurs ou des mutations, et certaines de ces nouvelles mutations amélioreront la capacité de réplication des molécules. Par conséquent, au fil du temps, il y aura plus de copies de ces mutants que d'autres molécules, dont certaines accumuleront de nouvelles mutations, les rendant encore plus rapides et plus abondantes, et ainsi de suite.

Finalement, ces molécules ont probablement développé une frontière lipidique (graisseuse) séparant l'environnement interne de l'organisme de l'extérieur, formant des protocellules. Les protocellules pourraient mieux concentrer et organiser les molécules nécessaires aux réactions biochimiques, assurant un métabolisme contenu et efficace.

La vie à répétition ?

L'abiogenèse aurait pu se produire plus d'une fois. La Terre aurait pu donner naissance plusieurs fois à des molécules auto-répliquantes, et peut-être que le début de la vie pendant des milliers ou des millions d'années consistait simplement en un tas de différentes molécules d'ARN auto-réplicantes, avec des origines indépendantes, en compétition pour les mêmes blocs de construction. Hélas, en raison de la nature ancienne et microscopique de ce processus, nous ne le saurons peut-être jamais.

De nombreuses expériences de laboratoire ont reproduit avec succès différents étapes de l'abiogenèse, prouvant qu'ils pourraient se produire plus d'une fois, mais nous n'avons aucune certitude qu'ils se soient produits dans le passé.

Une question connexe pourrait être de savoir si une nouvelle vie émerge par abiogenèse pendant que vous lisez ceci. C'est très peu probable, cependant. La Terre primitive était stérile de vie et les conditions physiques et chimiques étaient très différentes. De nos jours, si quelque part sur la planète il y avait des conditions idéales pour que de nouvelles molécules auto-répliquantes apparaissent, elles seraient rapidement rongées par la vie existante.

Ce que nous savons, c'est que tous les êtres vivants existants descendent d'un seul dernier ancêtre commun universel partagé de la vie (également connu sous le nom de LUCA). S'il y avait d'autres ancêtres, ils n'ont laissé aucun descendant derrière eux. Des éléments de preuve clés soutiennent l'existence de LUCA. Toute vie sur Terre utilise le même code génétique, à savoir la correspondance entre les nucléotides de l'ADN appelés A, T, C et G et l'acide aminé qu'ils codent dans les protéines. Par exemple, la séquence des trois nucléotides ATG correspond toujours à l'acide aminé méthionine.

Théoriquement, cependant, il aurait pu y avoir plus de variantes de code génétique entre les espèces. Mais toute vie sur Terre utilise le même code avec quelques changements mineurs dans certaines lignées. Les voies biochimiques, telles que celles utilisées pour métaboliser les aliments, soutiennent également l'existence de LUCA ; de nombreuses voies indépendantes auraient pu évoluer chez différents ancêtres, mais certaines (comme celles utilisées pour métaboliser les sucres) sont partagées par tous les organismes vivants. De même, des centaines de gènes identiques sont présents dans des êtres vivants disparates qui ne peuvent s'expliquer que par leur héritage de LUCA.

Mon support préféré pour LUCA vient de l'Arbre de Vie. Des analyses indépendantes, certaines utilisant l'anatomie, le métabolisme ou des séquences génétiques, ont révélé un modèle hiérarchique de parenté qui peut être représenté sous forme d'arbre. Cela montre que nous sommes plus liés aux chimpanzés qu'à tout autre organisme vivant sur Terre. Les chimpanzés et nous sommes plus liés aux gorilles, et ensemble aux orangs-outans, et ainsi de suite.

Vous pouvez choisir n'importe quel organisme au hasard, de la laitue de votre salade aux bactéries de votre yogourt bioactif et, si vous voyagez assez loin dans le temps, vous partagerez un véritable ancêtre commun. Ce n'est pas une métaphore, mais un fait scientifique.

C'est l'un des concepts les plus époustouflants de la science, l'unité de vie de Darwin. Si vous lisez ce texte, vous êtes ici grâce à une chaîne ininterrompue d'événements reproductifs remontant à des milliards d'années. Aussi excitant que cela puisse paraître de penser à la vie qui émerge à plusieurs reprises sur notre planète, ou ailleurs, il est encore plus excitant de savoir que nous sommes liés à tous les êtres vivants de la planète.The Conversation

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

Crédit image: Giovanni Cancemi / Shutterstock.com

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