Comment la vie est-elle apparue sur Terre ?

Depuis Darwin et sa théorie de l’évolution, on sait que la vie s’est transformée au cours du temps et que de fait elle n’a pas toujours été semblable à ce qu’elle est. Mais où et de quoi sont nés les premiers êtres vivants ? La question passionne les scientifiques qui se lancent dans différentes théories, dont certaines feraient venir les premiers colonisateurs, ou du moins les éléments indispensables à leur apparition, depuis l’espace...

• Ici, le mois thématique sur la quête de la vie dans l'univers 

À part des passionnés de généalogie, la plupart d'entre nous sont incapables de donner les dates de naissance des arrière-grands-parents de nos grands-parents. Pourtant, les scientifiques se sont lancé un défi encore bien plus grand : définir les origines de la vie sur Terre.

Il ne s’agit pas de remonter un siècle et demi en arrière, mais entre 3,5 et 3,8 milliards d’années, voire avant, en partant de l'hypothèse qu'elle aurait résisté à un grand bombardement d'astéroïdes. À cette époque, évidemment, aucun registre d’état civil ni quelconque trace écrite ne mentionne une date. Les éléments de réponse sont fournis par des traces disséminées qu’il faut savoir analyser. Par exemple, les stromatolites existent depuis au moins 3,5 milliards d’années. Or ces roches calcaires proviennent de l’activité biologique de communautés bactériennes, une origine aujourd'hui certaine pour, au moins, les stromatolites formées il y a 2,7 milliards d'années.

François Raulin, professeur de chimie à l'université Paris Est - Créteil donne son explication des origines de la vie. © S-F-Exobiologie, Dailymotion

Mais qu’y avait-il avant ? Ces bactéries sont-elles apparues spontanément sur Terre ou bien sont-elles nées de l’association de divers éléments organiques ? Dans ce cas, d’où viendraient les briques du vivant : des conditions de vie sur Terre ou de l’espace, comme le pensent certains ? Le débat reste ouvert et chaque théorie dispose de ses arguments.

Une origine de la vie terrestre ou extraterrestre ?

L’hypothèse classique considère que tous les éléments nécessaires se trouvaient directement sur notre planète. À l’époque, elle ne ressemblait pas vraiment à ce que l’on connaît aujourd’hui : des températures à la composition de l’atmosphère en passant par sa pression et l’intensité duvolcanisme, cet environnement nous paraîtrait bien hostile. Pourtant, une soupe primitive, sorte de bain de molécules, aurait pu créer la vie. Par le fruit d’affinités chimiques, de tentatives infructueuses et (avouons-le) d’un peu de hasard, un composé capable de se répliquer à l’identique aurait émergé. De génération en génération, se perfectionnant, il aurait pu utiliser un acide nucléique, comme l’ARN, l’ADN (ou l’ATN ?) comme support de l’information, avant de se complexifier davantage, donnant à terme naissance auxbactéries desquelles nous découlons tous.

Les premières bactéries qui peuplaient la Terre devaient vivre dans des conditions très différentes des nôtres : volcanisme intense et atmosphère de composition différente. Elles se sont épanouies dans un environnement dans lequel nous ne survivrions pas bien longtemps. © jmenard48, Fotopédia, cc by sa 2.0

D’autres estiment en revanche que les briques nécessaires à l’apparition de la vie proviendraient d’un autre monde, voire tout simplement de l’espace. La Terre, en effet, n’a pas le monopole des molécules organiques, celles qui composent les êtres vivants. On en retrouve dans notre Système solaire, que ce soit sur Titan, satellite de Saturne, ou Mars, notre voisine ocre mais aussi dans l'espace lointain, au sein des nuages interstellaires.

Nuages interstellaires, météorites et comètes

Les systèmes solaires se formant dans ces nuages, les molécules organiques sont originellement présentes sur les corps qui s'y forment : comètes, astéroïdes et planètes. Mieux, ces briques du vivant peuvent se promener entre les corps orbitant autour d'une étoile, portés par les comètes et les astéroïdes.

Actuellement, la Terre reçoit chaque année environ 20.000 tonnes de matériel extraterrestre, la plupart du temps des microfragments. Par le passé, des pluies de météorites bien plus importantes s'abattaient sur notre Planète bleue. Or, des analyses ont montré que les météorites, comme celles de Murchison et d'Orgueil, contiennent des composés carbonés, notamment plus de 70 acides aminés, briques indispensables à partir desquelles sont élaborées toutes les protéines qui constituent les êtres vivants.

Quant aux comètes, corps de roches et de glace, cousines des astéroïdes, elles étaient autrefois, elles aussi, bien plus nombreuses. Celles qui ont heurté la Terre y ont déchargé leur matériel. On pense qu'elles auraient contribué à apporter l'essentiel de l'eau des océans, même si l'importance relative est soumise au débat.

De nombreuses météorites sont venues heurter la Terre, comme celle à l'image, celle de Murchison (Australie). Elle contenait des acides aminés, éléments indispensables à la vie telle qu'on la connaît sur Terre. Pourquoi d'autres avant elles n'auraient pas pu le faire ? © Basilicofresco, Wikipédia, cc by sa 3.0

La panspermie et la vie venue de l’espace

Dans cette liste non exhaustive des hypothèses visant à expliquer l’émergence du vivant sur notre planète, il ne faut pas oublier celles qui considèrent que la vie est née ailleurs, apportée telle quelle depuis un autre monde, par l’intermédiaire de météorites. C’est dans son acceptation originelle la théorie de la panspermie, envisageant une fois encore comètes et météorites comme moyens de transport.

Un modèle un peu fou en apparence, mais consolidé par plusieurs éléments. Certains modèles estiment que la vie aurait pu apparaître sur Mars avant d’émerger sur Terre, la Planète rouge s’étant refroidie plus vite et offrant des conditions plus propices dans un premier temps. À cette époque, les bombardements de corps extraterrestres étaient intenses. Après un choc violent, des fragments de Mars ont volé en éclats et certains suffisamment vite pour échapper la gravité martienne (trois fois plus faible que celle de la Terre). Après un long périple dans l'espace, ces rochers peuvent être happés par notre planète, qui en reçoit effectivement régulièrement. La dernière roche en provenance nous est parvenue en juillet 2011 : c'est lamétéorite de Tissint, tombée au Maroc et dont l'origine martienne est avérée.

Ces véhicules spatiaux naturels peuvent-ils transporter des organismes vivants ? Le voyage dans le vide interplanétaire paraît bien aventureux. Mais pas impossible pour certains micro-organismes. Ainsi, des lichens ont montré qu’ils pouvaient tolérer des séjours de plus d’une année dans l’espace, et les spores bactériennes sont capables de se mettre en pause des milliers d’années avant de proliférer dès que les conditions pour s’épanouir sont réunies.

Rien cependant n’atteste que cela s’est réellement produit sur Terre et des doutes persistent quant à la possibilité que ces êtres vivants pionniers aient pu résister à l’entrée de la météorite dans l’atmosphère terrestre.

Pour résumer, il existe de nombreux scénarios pour expliquer l’origine de la vie, preuve que la question est bien loin d’être résolue. D’ailleurs, connaîtra-t-on un jour le fin mot de l’histoire ?

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L'Homme est décidément un être curieux. Ignorant précisément ce qui a permis l'émergence de la vie sur Terre, le voilà déjà en train de se demander s'il existe d'autres êtres comme lui dans l'univers. S'armant des outils les plus modernes et exploitant toutes les pistes, les chercheurs se mettent en quête d'une trace de vie dans l'espace. De Mars aux exoplanètes, aucun indice ne doit échapper à l'œil de leurs télescopes, à leurs sondes ou aux rovers. Établirons-nous un jour le contact ?