D’autres Terres dans l’Univers ?

[Tawahi-Kiwi]

Parler de vie "microbienne", "végétale" ou "animale", n'est-ce pas réducteur ?

Au dela de ce que Geb a dit, les distinctions vegetale, animale, protistes etc, sont des distinctions tres vagues lorsque l'on plonge un peu plus profondement dans la biologie. Il y a des animaux qui (symbiotiquement ou non) font grand usage de la photosynthese; il y a des vegetaux qui ne se contentent pas de se laisser dorer au Soleil et il y a finalement des organismes qui passent une partie de leur vie comme predateur et l'autre partie comme organisme photosynthetiques.

Meme chose pour les distinction microbienne, unicellulaires, pluricellulaires etc. Le fait qu'on puisse faire passer une eponge a travers un filtre et qu'elle se recompose de l'autre cote; que les siphonophores (meduses) sont des assemblages de microbes coloniaux, tout les associations symbiotiques d'unicellulaires montrent a quel point certaines limites sont arbitraires.

D'un point de vue evolutif cependant, la plupart des animaux sont issus de la meme souche. La plupart d'entre eux ont donc quelques particularites en commun. Les vegetaux macroscopiques, c'est deja plus complexe, c'est vrai pour les plantes terrestres mais les algues ont quelques differences fondamentales.

Dans un biotope extraterrestre, il est tres probable de trouver des etres hybrides qui collerait mal avec notre definition terrestre, Neanmoins, la predation (heterotrophes) et la photo/chemosynthese (autotrophes) sont quand meme des bases de la vie. Difficile d'imaginer un troisieme moyen pour obtenir de l'energie necessaire a la survie, meme sur une exoplanete.

T-K
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[invite51d17075]

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Dans un biotope extraterrestre, il est tres probable de trouver des etres hybrides qui collerait mal avec notre definition terrestre, Neanmoins, la predation (heterotrophes) et la photo/chemosynthese (autotrophes) sont quand meme des bases de la vie. Difficile d'imaginer un troisieme moyen pour obtenir de l'energie necessaire a la survie, meme sur une exoplanete.

T-K

vu la diversité actelle des formes de vie terrestres ( et sans faire d'antropomorphisme ), il m semble par ailleurs incongu de d'imaginer une vie extraterrestre se limitant à UNE espèce ou à un genre !
dit un peu autrement, en "voyant" la terre de l'extérieur, quels seraient les êtres prédominants ?
et sur quels critères ( nb d'individus, masse du biotope de chacun?, capacité d'adaption au plus de milieux possibles, etc, etc .. )

ps: quand je dis incongru ( c'est pour éviter les mots qui fachent genre impossible ou obligatoire par exemple ...)

[Geb]

Si les acides aminés de forme lévogyre ont pour origine les espaces interstellaires, par exemple dans les milieu de formation d'étoiles, cela semble indiquer que les extraterrestres, en plus de la chimie du carbone, auraient sûrement en commun avec la vie terrestre, des composés fondamentaux comme les acides aminés, qui comme on le pense aujourd'hui semblent être aussi universels que l'eau.

Cordialement.

[Geb]

on a de bonnes raisons de croire que la chimie du carbone en milieu acqueux serait à la fois le plus courant et le plus efficace des milieux propices à l'apparition d'êtres vivants. Le carbone et l'eau sont vraiment des composants atypiques, voire exceptionnels du point de vue physico-chimique.

J'ai trouvé un article fort intéressant sur Wikipedia (en anglais) :

Hypothetical types of biochemistry

Personnellement, cet article, à l'analyse parfois très poussée, me conforte dans l'idée que l'eau liquide et la chimie du carbone pourraient être un duo indispensable à l'apparition de formes de vie quelles qu'elles soient.

Cela dit, ce n'est pas parce que la chimie du carbone en milieu acqueux pourrait être une composante universelle (au sens de l'Univers observable) des êtres vivants, que ces derniers ne pourraient pas être extrêmement différents entre eux, au niveau moléculaire. En effet, les molécules fondamentales à la base de la vie (comme l'ATP, l'ARN, l'ADN, etc... pour la vie terrestre) seraient très probablement extrêmement différentes d'une biosphère à l'autre (d'un système stellaire "habité" à l'autre).

À ce propos, je suis moi-même très intéressé par les travaux en biologie moléculaire tentant de réaliser des alternatives à l'ADN et/ou à l'ARN. J'avais d'ailleurs lu avec beaucoup d'intérêt certains travaux sur l'acide nucléique à thréose. À ce sujet, je vous conseille la lecture d'un autre petit article de Wikipedia (également en anglais) :

Nucleic acid analogues

Pour finir, si je ne m'abuse, il y a 3 formes de voie métabolique :

- la photosynthèse (C3, C4 et CAM),
- la chimiosynthèse (une vingtaine de possibilités à ma connaissance, en plus de l'oxygène),
- la fermentation (du lactate, de l'éthanol, etc...).

À ce propos, je n'ai pu m'empêcher de remarquer durant ma recherche documentaire (qui dure depuis 3 jours maintenant) au sujet de la chimiosynthèse, que l'oxygène en tant qu'accepteur d'électrons est le plus "énergétique" des 21 accepteurs que j'ai dénombré jusqu'ici. Moi qui suis un amateur des films mettant en scène des extraterrestres intelligents, je me demande si sur cette base de l'efficience énergétique seule, il semble probable qu'une intelligence extraterrestre devrait nécessairement respirer de l'oxygène.

Si tel était le cas, je regarderais d'un autre œil les films de science-fiction qui dépeignent des extraterrestres a priori trop proches de nous physiologiquement, comme Independence Day, dans lequel les envahisseurs respirent de l'oxygène. A contrario, j'aurais tendance à dédaigner les films que je considérerai comme pas assez réalistes, comme The Darkest Hour (les extraterrestres sous forme d'énergie pure), ou encore Battle for Terra, dans lequel la forme de vie intelligente ne semble pas respirer de l'oxygène.

Cordialement.

[Tawahi-Kiwi]

J'ai trouvé un article fort intéressant sur Wikipedia (en anglais) :

Hypothetical types of biochemistry

Oui, je l'ai deja lu a plusieurs reprises, il y a pas mal d'idees de base interessantes.

À ce propos, je n'ai pu m'empêcher de remarquer durant ma recherche documentaire (qui dure depuis 3 jours maintenant) au sujet de la chimiosynthèse, que l'oxygène en tant qu'accepteur d'électrons est le plus "énergétique" des 21 accepteurs que j'ai dénombré jusqu'ici.

Le fluor est l'element le plus electronegatif. Il est donc encore plus "agressif" que l'oxygene. Mais il est egalement beaucoup moins abondant (environ 1000x) que l'oxygene. Donc pas top pour demarrer une vie ou une respiration basee la dessus.

T-K

[Geb]

Salut T-K,

Connaissant l'électronégativité record du fluor, et même les propriétés fascinantes des perfluorocarbures, je n'ai pu m'empêcher de remarquer que dans l'article de Wikipedia, il n'est cepedendant jamais fait mention du fluor ou de molécules en contenant dans les alternatives à l'oxygène moléculaire. Il est plutôt question du chlore en lieu et place de l'oxygène. En outre, en matière de métabolisme cellulaire, les différents accepteurs d'électrons parmi les formes de vie terrestres anaérobiques ne comptent pas de fluor non plus.

C'est justement cette absence du fluor dans les différentes voies métaboliques existantes sur Terre qui m'a incité à penser que l'oxygène gazeux était un préalable à toute forme de vie intelligente. Ce qui est, je dois bien le dire, une grande découverte personnelle, contre-intuitive qui plus est (en référence à l'électronégativité du fluor).

Cordialement.

[Tawahi-Kiwi]

C'est justement cette absence du fluor dans les différentes voies métaboliques existantes sur Terre qui m'a incité à penser que l'oxygène gazeux était un préalable à toute forme de vie intelligente. Ce qui est, je dois bien le dire, une grande découverte personnelle, contre-intuitive qui plus est (en référence à l'électronégativité du fluor).

Dans le cas du fluor, je crois que son probleme est sa reactivite beaucoup trop forte. Ca reagit avec tout, et une fois la reaction faite, il faut encore plus d'energie pour catalyser la molecule formee, ce qui n'est peut etre pas possible par des moyens photosynthetiques ou autres. L'article de Wiki mentionne cependant le HF comme solvant, mais meme dans ce cas la, il est toujours trop reactif.

Chez les vertebres, la seule incorporation du fluor se trouve dans les tissu mineraux (les os et l'email) en solution solide dans l'hydroxylapatite
(Ca₅(PO₄)₃(OH,F). Une fois la, il ne bouge plus. Pour les autres organismes terrestres, a part pour la formation de tissu rigide dont la base est l'apatite et certaines toxines defensives, il a en effet une utilisation tres limitee. Dans tout les cas, c'est clairement un element non essentiel a la vie terrestre et peut etre probablement la vie en general.

T-K

[invitec0b62935]

En plus du problème sans doute rédhibitoire de la réactivité, il y a également un gros problème avec le fluor : les composés perfluorés sont insolubles dans énormément de solvants (y compris l'eau et les hydrocarbures, donc également dans les lipides etc....) ce qui poserait un problème de disponibilité.

[Geb]

Je vais peut-être paraître excessivement restrictif à beaucoup d'entre vous, mais la conclusion que j'en tire est la suivante :

Le vivant est très probablement (pour ne pas dire nécessairement) basée sur la chimie du carbone en milieu aqueux et comporte au moins des acides aminés. Une forme de vie intelligente respire très probablement (pour ne pas dire nécessairement) de l'oxygène, quelque soit ses sources de nourriture (en tant que donneurs d'électrons).

Même si la biochimie du vivant extraterrestre (très probablement CHON) et le métabolisme cellulaire d'éventuels extraterrestres intelligents (référence à l'oxygène) se révèlent, comme je l'écris, proches des nôtres, la biologie moléculaire extraterrestre pourrait être extrêmement différente des nôtres rien que dans les moyens de conservation et d'échange de l'information cellulaire (ADN et ARN pour la vie terrestres) ou les 3 parties essentielles que nous leur connaissons sur Terre (groupement phosphate, sucre et bases nucléiques) se révèlent modifiables.

Cordialement.

[Geb]

Encore une fois je vais paraître extrêmement restrictif... Mais maintenant que je me suis mieux renseigné, je me dois de corriger ces propos :

Pour finir, si je ne m'abuse, il y a 3 formes de voie métabolique :

- la photosynthèse (C3, C4 et CAM),
- la chimiosynthèse (une vingtaine de possibilités à ma connaissance, en plus de l'oxygène),
- la fermentation (du lactate, de l'éthanol, etc...).

En fait, une manière plus complète d'aborder la vie sur toute exoplanète où la vie complexe ("animale" pour reprendre une analogie terrestre) est apparue, est de la classée parmis ces voies métaboliques :

- la photosynthèse dominante (chlorophyllienne sur Terre),
- la photosynthèse avec d'autres pigments,
- la respiration cellulaire aérobie,
- la respiration cellulaire anaérobie (avec différents degrés de tolérance à l'oxygène),
- la fermentation.

Cordialement.

[invite828d2044]

Si on détectait une planète semblable à la nôtre, avec un taux important d'oxygène (et donc de vie)

avec un taux important d'oxygene ... et c'est tout. Ce n'est pas le taux d'oxygene qui fait la vie. On parle d'abord d'habilitabilite, c'est a dire de la region orbitale dans laquelle on peut trouver de l'eau liquide, et donc a des niveaux de temperatures atmospheriques raisonnables (vs pression). Pour ce qui est de la vie, on en a une vision anthropique ici sur Terre. Des etres vivants monocellulaires vivent en anaerobie sur Terre, ce qui est suffisant pour les qualifier de vivant. La vie est tout d'abord definie par sa faculte a se reproduire (ADN).

[noir_ecaille]

Le phénomène vivant terrestre connait plus de facettes qu'on oserait imaginer. On connait des eucaryotes pluricellulaires méthanogènes -- dont l'accepteur final d'électrons et protons n'est donc pas un oxygène. Ces organismes vivent entre autres dans les fosses profondes de la méditerranée. De là à imaginer une vie animale évoluée (puisqu'il s'agit d'un protozoaire) anoxique, voire sensible et sapiente, il n'y a pas grande difficulté.

[Geb]

Le phénomène vivant terrestre connait plus de facettes qu'on oserait imaginer.

À ma connaissance, il existe une vingtaine d'accepteurs finaux d'électrons parmi les formes de vie terrestres connues. En matière d'accepteurs finaux d'électrons, les "facettes" du "phénomène vivant terrestre", loin d'être au-delà de notre capacité d'imagination, sont plutôt peu nombreuses et relativement bien définies.

On connait des eucaryotes pluricellulaires méthanogènes

Les seuls organismes méthanogènes connus font partis du domaine des archées, et non des eucaryotes. En outre, les archées sont strictement unicellulaires, même s'il peut exister, dans des conditions particulières, une association temporaire d'archées sous forme de colonies. Ce comportement a été découvert récemment (2004) et uniquement dans la famille des Methanosarcinaceae.

De là à imaginer une vie animale évoluée (puisqu'il s'agit d'un protozoaire) anoxique, voire sensible et sapiente, il n'y a pas grande difficulté.

Etant donné qu'on réserve actuellement le terme animal aux organismes multicellulaires, il me semble que qualifier d'animal un protozoaire (par définition un unicellulaire eucaryote) est inadéquat. En outre, le terme protozoaire désigne uniquement des eucaryotes, ce qui exclue les méthanogènes (qui sont des archées).

Les 5 éléments les plus électronégatifs sont dans l'ordre décroissant : fluor, oxygène, chlore, azote et brome. Le fluor est donc l'élément le plus électronégatif et le seul élément plus électronégatif que l'oxygène. Au-delà du fait qu'il est bien moins abondant que l'oxygène, les propriétés physico-chimiques du fluor le rende difficilement conciliable avec les réactions biotiques.

Selon moi, ce n'est sûrement pas un hasard que de toutes les formes de vie terrestre, la "vie animale", et a fortiori la "vie animale intelligente" (à l'instar d'Homo Sapiens), aie pour caractéristique d'utiliser l'accepteur final d'électrons disponible au rendement énergétique (autrement dit l'enthalpie libre de réaction standard) le plus élevé : l'oxygène moléculaire. C'est la raison pour laquelle je pense qu'une vie macroscopique intelligente anaérobie est extrêmement peu probable, voire impossible.

Il ne s'agit de rien d'autre que d'un sentiment, mais étant donné qu'une théorie récente défend l'idée que c'est la cuisson des aliments par le feu qui aurait favorisé, voire provoqué le développement inédit de l'intelligence dans la lignée humaine (à partir d'Homo habilis et jusqu'à Homo sapiens), je pense que cela me semble cohérent avec l'idée qu'une vie intelligente anaérobie pourrait effectivement se révéler impossible. Encore une fois, ce n'est rien de plus qu'un sentiment personnel basé sur des éléments de thermodynamique et une théorie sur le développement de l'intelligence du genre Homo.

J'imagine que je vais encore paraître extrêmement restrictif à certains. Il convient de garder l'esprit ouvert sur la question. Cela dit, les 2 arguments susmentionnés me poussent à croire que toute forme de vie extraterrestre intelligente serait basée sur la chimie du carbone en milieu aqueux, respirait de l'oxygène et cuirait ses aliments par le feu (ce qui implique énormément d'autres choses).

Cordialement.

[Geb]

Si on détectait une planète semblable à la nôtre, avec un taux important d'oxygène (et donc de vie)

avec un taux important d'oxygene ... et c'est tout. Ce n'est pas le taux d'oxygene qui fait la vie. On parle d'abord d'habilitabilite, c'est a dire de la region orbitale dans laquelle on peut trouver de l'eau liquide, et donc a des niveaux de temperatures atmospheriques raisonnables (vs pression). Pour ce qui est de la vie, on en a une vision anthropique ici sur Terre. Des etres vivants monocellulaires vivent en anaerobie sur Terre, ce qui est suffisant pour les qualifier de vivant. La vie est tout d'abord definie par sa faculte a se reproduire (ADN).

En fait, l'habitatibilité est difficile à déterminer sans une analyse spectroscopique de l'atmosphère de l'exoplanète (qui permettrait d'avoir une valeur approchée de l'albédo et de la composition atmosphérique en gaz à effet de serre). On peut déterminer l'orbite de l'exoplanète avec plus ou moins de précision, trouvé qu'elle se situe dans la zone d'habitabilité circumstellaire, et trouvé ensuite, par une analyse spectroscopique ultérieure que cette exoplanète n'a en fait pas d'atmosphère et que bien qu'elle se situe dans la zone habitable, sa température de surface est de -150°C (comme sur la Lune).

Cela dit, il est relativement difficile de déterminer la présence d'oxygène par analyse spectrale. Un signal beaucoup plus fort et plus clair (dans le sens de plus facile à détecter) est celui de l'ozone. C'est l'ozone qui, indirectement, permettrait d'inférer la présence d'oxygène en grande quantité. En pratique, si on trouve une exoplanète dans la zone habitable et dont l'atmoshère contient simultanément du dioxyde de carbone, de l'ozone et de la vapeur d'eau (H2O étant de ces 3 composés le plus difficile à résoudre spectralement), c'est qu'il y a présence de vie.

Pour les sceptiques, j'ai entendu Michel Mayor dans une conférence à l'IAP (Institut d'Astrophysique de Paris).

À la fin de la 59e minute de son exposé :

[…] Vénus a 96% de dioxyde de carbone, Mars idem, alors que la Terre a quasiment plus de CO2. Mais par contre [elle] a une atmosphère, comme vous le savez, extraordinairement différente et en particulier […] la Terre a […] une raie de l'ozone […] et ceci, c'est pas du tout normal. […] Chimiquement, c'est une très très grande particularité, parce que l'oxygène est un corps extraordinairement agressif, qui n'a qu'une "envie", c'est se lier avec d'autres atomes (en particulier dans les roches pour faire des oxydes). Donc, le fait qu'il y ait 20% d'oxygène dans l'atmosphère de la Terre […] est le résultat de phénomène biotique (donc résultat de la vie), et actuellement, on ne connaît pas de mécanismes de chimie ou de physique non-biotiques, capables d'expliquer une telle abondance d'oxygène. […]

Comme je l'ai dit dans un autre fil de discussion, l'abondance d'oxygène (par la détection d'ozone) n'est a priori pas une preuve formelle de vie, mais il faudrait l'expliquer par d'autres mécanismes non-biotiques pouvant expliquer cette abondance pour exclure la possibilité de formes de vie. Hors, d'après Michel Mayor, on n'en connaît aucun aujourd'hui.

Je pense donc, à l'instar de Michel Mayor, qu'un fort pourcentage en masse d'oxygène atmosphérique implique, dans l'état actuel de nos connaissances, forcément la vie. Cela dit, je rejoins green92 lorsqu'il rappelle qu'une planète dans la zone habitable, mais dont l'atmosphère contient seulement du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau (par exemple) comporte peut-être des formes de vie anaérobies, comme cela a été le cas sur Terre pendant des milliards d'années avant la formation de la couche d'ozone.

Cordialement.

[invitec0b62935]

Je pense donc, à l'instar de Michel Mayor, qu'un fort pourcentage en masse d'oxygène atmosphérique implique, dans l'état actuel de nos connaissances, forcément la vie. Cela dit, je rejoins green92 lorsqu'il rappelle qu'une planète dans la zone habitable, mais dont l'atmosphère contient seulement du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau (par exemple) comporte peut-être des formes de vie anaérobies, comme cela a été le cas sur Terre pendant des milliards d'années avant la formation de la couche d'ozone.

Cordialement.

Il faut quand même rester prudent, le fait qu'on ne connaisse pas de mécanismes non-biologiques pouvant enrichir une atmosphère en ozone ne signifie pas qu'il n'en existe pas. On ne connait pas non plus de mécanismes permettant de faire émerger une bactérie à partir d'une soupe prébiotique et pourtant ...

[Geb]

Il faut quand même rester prudent, le fait qu'on ne connaisse pas de mécanismes non-biologiques pouvant enrichir une atmosphère en ozone ne signifie pas qu'il n'en existe pas.

Petite précision tout de même, on connaît des mécanis!mes non-biologiques pouvant enrichir une atmosphère en ozone, puisque la formation de l'ozone terrestre fait intervenir la photochimie qui est abiotique. Ce qu'on ne connaît pas encore, c'est un mécanisme abiotique pouvant expliquer la cause de cet enrichissement en ozone, c'est-à-dire un haut pourcentage en masse d'oxygène moléculaire dans l'atmosphère d'une exoplanète.

On pourrait avoir une surprise à l'avenir, mais vu la relative simplicité des processus chimiques abiotiques (comparé au processus biotiques), on est en droit de penser qu'un tel mécanisme n'existe pas.

On ne connait pas non plus de mécanismes permettant de faire émerger une bactérie à partir d'une soupe prébiotique et pourtant ...

La biochimie prébiotique est un domaine de recherche jeune et dans lequel les faibles fonds de recherche sont sans communes mesures avec le reste de la biologie. En outre, il y a une hypothèse encore plus jeune (une dizaine d'année) qui tire son épingle du jeu : http://forums.futura-sciences.com/de...determine.html

Qui sait, on aura peut-être un scénario cohérent d'ici la fin du siècle...

Cordialement.