Les caractéristiques pour que la vie apparaisse.

[invite8ddc6777]

Bonjour à tous, j'ai une petite question assez étrange dans le fond : pourquoi les caractéristiques pour que la vie apparaisse ne changent pas ?

Dis comme ça, c'est assez flou. Je m'explique :

Par-exemple, les humains ont besoin de respirer pour vivre, tout comme les végétaux ont eu besoin d'eau pour apparaitre.
Ma question est en faite, pourquoi ces caractéristiques ne changent pas ? Pourquoi si une planète n'a pas d'eau, elle ne peut pas accueillir la vie ? La vie peut-elle apparaitre sans ses caractéristiques ?

C'est encore flou pour vous je pense. Bref c'est une question dont je me demande la réponse
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[vanos]

Bonjour,

Les caractéristiques physico-chimiques tout-à-fait spéciales et particulières de l'eau et son abondance dans l'Univers font que la Vie est très improbable sans sa présence.
Pour les mêmes raisons le carbone est aussi la meilleure chance pour former des molécules organiques.

Amicalement.

[Tawahi-Kiwi]

La vie peut-elle apparaitre sans ses caractéristiques ?

Comme vanos le fait remarquer, l'eau a des proprietes tellement particuliere que si elle n'est pas indispensable, elle facilite sans doute grandement la biochimie.
Pour l'air, c'est necessaire pour certains etres vivants (la plupart des animaux), mais c'est un poison pour d'autre.

Les bacteries qui sont apparues apres la formation de la Terre, ne serait pas apparues en presence d'oxygene libre (peut etre que d'autres formes de vie primitive serait alors apparues, directement aerobiques).

Certains organismes dont les ancetres necessitaient un compose particulier, peuvent tres bien s'en passer dans le futur. Les caracteristiques propres a la survie d'un organisme changent, mais les bases comme C, H, O, N, P, ...., une gamme de temperature et de pression correcte etc, ne peuvent varier que dans des intervalles plus ou moins limites.

T-K

[vanos]

Comme vanos le fait remarquer, l'eau a des proprietes tellement particuliere que si elle n'est pas indispensable, elle facilite sans doute grandement la biochimie.

C'est bien pour cela que j'ai employé le terme "très improbable".

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

Bonjour à tous, j'ai une petite question assez étrange dans le fond : pourquoi les caractéristiques pour que la vie apparaisse ne changent pas ?

Dis comme ça, c'est assez flou. Je m'explique :

Par-exemple, les humains ont besoin de respirer pour vivre, tout comme les végétaux ont eu besoin d'eau pour apparaitre.
Ma question est en faite, pourquoi ces caractéristiques ne changent pas ? Pourquoi si une planète n'a pas d'eau, elle ne peut pas accueillir la vie ? La vie peut-elle apparaitre sans ses caractéristiques ?

C'est encore flou pour vous je pense. Bref c'est une question dont je me demande la réponse

Tu as un petit dossier Futura qui explique pourquoi l'eau liquide semble une condition difficile à contourner pour la naissance de la vie.

http://www.futura-sciences.com/magaz...e-univers-995/

[invite02ff802c]

pourquoi les caractéristiques pour que la vie apparaisse ne changent pas ?
[…]
Par-exemple, les humains ont besoin de respirer pour vivre, tout comme les végétaux ont eu besoin d'eau pour apparaitre.
Ma question est en faite, pourquoi ces caractéristiques ne changent pas ?

Les conditions physico-chimiques ont au contraire énormément changé depuis le début du système solaire.
Initialement il n’y avait pas d’oxygène libre car il ne peut y en avoir que s’il est constamment renouvelé. Il est tellement réactif qu’il oxyde tout ce qui est oxydable.Les premières formes de vie étaient donc anaérobies et produisaient de l’oxygène comme un déchet de leurs réactions métaboliques. Cet oxygène, qui leur était toxique, était immédiatement capturé par toutes les matières non oxydées présentes dans les océans et à la surface de la terre, jusqu’à ce que ces puits à oxygène soient saturés et que celui-ci commence à s’accumuler dans les océans d’abord puis dans l’atmosphère. C’est ce qu’on a appelé la “catastrophe de l’oxygène“ qui s’est produite il y a environ 850 millions d’années et qui a été fatale pour beaucoup des organismes qui le produisaient et qui étaient donc eux-mêmes responsables cette forme de pollution.
Cela a permis l’émergence de formes de vie aérobies (dont les animaux) avec un métabolisme beaucoup plus efficace et cela a obligé les formes de vie anaérobies à trouver des niches à l’abri de l’oxygène.
Si la teneur de l’atmosphère en oxygène est relativement constante, bien qu’il soit rapidement capturé par toutes sortes de puits à oxygène, c’est qu’il est constamment produit par les plantes entre autres.

Pourquoi si une planète n'a pas d'eau, elle ne peut pas accueillir la vie ? La vie peut-elle apparaitre sans ses caractéristiques ?

Personne, à ma connaissance, n’a dit que la vie ne peut pas apparaitre sans eau. On a activement cherché des formes de vie dans des milieux à base d’hydrocarbures, comme le méthane, par exemple sur Titan, le satellite de Saturne, visité par la sonde Cassini-Huygens. On n’a rien trouvé.
Comme l’absence de preuve n’est pas une preuve de l’absence on ne peut donc pas conclure qu’aucune vie ne peut exister sans eau.

Beaucoup d’études ont été faites sur des cocktails chimiques alternatifs à celui que nous connaissons et qui est à base d’oxygène, d’hydrogène (donc d’eau), de carbone, d’azote, etc.
Tout bien considéré il n’y a pas meilleur solvant que l’eau et pas de chimie plus riche et variée que celle à base de carbone (la chimie organique).

On s’est aussi demandé pourquoi le silicium, qui est le troisième élément le plus abondant de la terre et le deuxième dans la croute terrestre, a été préféré malgré des caractéristiques chimiques intéressantes au carbone qui est plutôt rare. Une des raisons est sans doute que l’oxyde de silicium, SiO2, est du sable, donc solide et pas très intéressant dans une chimie qui a forcément besoin pour marcher d’être dissoute dans un solvant. On pourrait imaginer que notre squelette et nos dents par exemple seraient plus solides s’ils étaient à base de silicium plutôt que de calcium.

Il se trouve par ailleurs que l’eau est extrêmement abondante dans l’univers, pas seulement sur terre, et par conséquent, en plus de ses caractéristiques chimiques uniques, il parait donc assez peu probable que la vie se développe sans elle.
Cela dit, la vie n’a pas sélectionné les éléments en fonction de leur disponibilité : le carbone, le chlore ou l’azote ne sont pas très abondants mais devaient être présents dans l’eau des océans primitifs.

ND

[tezcatlipoca]

Bonsoir,

Intervention un peu tardive de ma part.

Citation du message précédent :

« On a activement cherché des formes de vie dans des milieux à base d’hydrocarbures, comme le méthane, par exemple sur Titan, le satellite de Saturne, visité par la sonde Cassini-Huygens. On n’a rien trouvé.
Comme l’absence de preuve n’est pas une preuve de l’absence on ne peut donc pas conclure qu’aucune vie ne peut exister sans eau. »


Absolument pas Nicolas !

La sonde Huygens n’a jamais eu pour objectif de trouver une forme de vie sur Titan, et ne disposait donc pas d’appareils susceptibles de nous renseigner sur une éventuelle activité biologique.

De même, son vaisseau-mère, Cassini, malgré ses nombreux passages orbitaux près de ce satellite et son imposants package scientifique, n'est pas réellement en mesure de nous éclairer à ce sujet.

Par contre, une infinité d’informations passionnantes nous ont été livré par cette mission, sur l’atmosphère, le sol, leurs compositions, l’aérologie, les conditions physiques, pressions, températures, la structure interne et une cartographie presque totale de Titan.

[invite02ff802c]

Par contre, une infinité d’informations passionnantes nous ont été livré par cette mission, sur l’atmosphère, le sol, leurs compositions, l’aérologie, les conditions physiques, pressions, températures, la structure interne et une cartographie presque totale de Titan.

La recherche de la vie est un hochet qui permet de donner une certaine visibilité pour le grand public à des recherches au demeurant assez austères et qui permet sans doute aux équipes de la NASA et de l’ESA d’utiliser des arguments plus vendeurs pour le financement des missions. Heureusement que ça ne prend pas la place des recherches dont tu parles et qui, elles, donnent des résultats ! Il faut bien donner un os à ronger au bon peuple. Comme de toutes façons la recherche de la vie ne requiert pas des instruments différents, ça ne mange pas de pain.

Hambei fait visiblement partie de ces gens qui commencent un topic (un peu rebattu tout de même) et qui disparaissent.

ND

[tezcatlipoca]

La recherche de la vie est un hochet qui permet de donner une certaine visibilité pour le grand public à des recherches au demeurant assez austères et qui permet sans doute aux équipes de la NASA et de l’ESA d’utiliser des arguments plus vendeurs pour le financement des missions. Heureusement que ça ne prend pas la place des recherches dont tu parles et qui, elles, donnent des résultats ! Il faut bien donner un os à ronger au bon peuple. Comme de toutes façons la recherche de la vie ne requiert pas des instruments différents, ça ne mange pas de pain.

Hambei fait visiblement partie de ces gens qui commencent un topic (un peu rebattu tout de même) et qui disparaissent.

ND

Bonsoir,

Ce "hochet" dont tu parles, n'a pas été agité très énergiquement pour justifier la mission Cassini-Huygens. Il n'était question dans la présentation qu’en a fait la NASA, au-delà de l’exploration planétaire classique, que d'étudier les conditions pouvant présider à une chimie pré-biotique.

La recherche de la vie requiert des instruments différents de ceux équipant Cassini et Huygens.

Si on se réfère aux opérations de ce type entreprises sur Mars, on voit par exemple que Curiosity, est équipé d’un système de collecte et de préparation d’échantillons (CHIMRA) de deux laboratoire d’analyses, SAM (sample Analysis at Mars) et CheMin (Chemistry and Minéralogie).
Le premier, SAM, est tout spécialement dédié à la recherche de composés organiques. Il pèse 40 kg et est construit à partir d’un Laser accordable (TLS), d’un laboratoire de chimie humide, d’un chromatographe en phase gazeuse couplée à un détecteur à conductivité thermique (TCD) et à un spectromètre de masse (GC-QMS). Les analyses qui sont réalisées se déroulent sur plusieurs jours. Tout ça pour te brosser un rapide tableau de ce qui est nécessaire pour simplement trouver la trace de molécules organiques et tout en comprenant que leur découverte ne signifierait pas forcément une origine liée au vivant.

Alors il faut bien comprendre que pour tenter de découvrir la signature d’une activité biologique sur un monde où le méthane et éthane se substituent à l’eau, les instruments d’investigations tels spectromètres, chromatographes, fours, compartiments de chimie etc…, tout comme sur une planète moins exotique comme Mars, doivent être agencés de façon très spécifique pour coller à un protocole hautement complexe d’analyses in-situ.

[noir_ecaille]

Je vais un peu casser le rêve, mais on n'a même pas besoin d'envoyer un rover au sol pour vérifier certains paramètres propres à la vie. Notamment :

• On sait que le phénomène vivant privilégie l'utilisation des isotopes les plus stables de l'oxygène et de l'hydrogène, et il me semble aussi concernant le carbone et l'azote (donc on peut tenter de repérer un déséquilibre isotopique dans l'atmosphère par exemple).
  
• Le phénomène vivant tel qu'on le connaît sur Terre possède une chimie carbonée complexe, en particulier de nombreuses molécules chirales -- et on ignore pourquoi, mais il y a là encore un déséquilibre entre les formes L et D des molécules qu'on peut toujours tenter d'investiguer au travers des quelques cailloux éjectés par des impacts qu'on finit par retrouver sur Terre.
  
• Même à considérer certaines émanations détectables pas spectrométrie, certains composés volatiles (ex : acides gras courts plus ou moins insaturés et sensibles aux rayonnement) ne sont guère envisageables comme produits d'une géochimie même particulière.

Ce qu'on envoie sur Mars sert moins à détecter la vie que :
- d'éventuelles traces fossiles de vie (s'il y en a)
- rétablir la chronologie martienne
- prospecter pour de futures missions habitées des ressources (comme l'eau et certains minéreaux) qu'il ne serait alors pas nécessaires de provisionner entièrement au départ de la Terre

[Geb]

On sait que le phénomène vivant privilégie l'utilisation des isotopes les plus stables de l'oxygène et de l'hydrogène, et il me semble aussi concernant le carbone et l'azote (donc on peut tenter de repérer un déséquilibre isotopique dans l'atmosphère par exemple).

Si j'ai bien compris mes lectures à ce sujet (qui ont commencées ici il y a déjà longtemps), la vie privilégie simplement les isotopes les plus légères, autrement dit : protium, ¹²C, ¹⁴N, ¹⁶O, etc. C'est apparemment une simple question de vitesse (légèrement) supérieure des réactions chimiques qui finit par enrichir le milieu cellulaire. Bien que comme je l'explique dans la discussion que j'ai indiquée, la question du deutérium soit plus compliquée.

Le phénomène vivant tel qu'on le connaît sur Terre possède une chimie carbonée complexe, en particulier de nombreuses molécules chirales -- et on ignore pourquoi, mais il y a là encore un déséquilibre entre les formes L et D des molécules qu'on peut toujours tenter d'investiguer au travers des quelques cailloux éjectés par des impacts qu'on finit par retrouver sur Terre.

À ma connaissance, depuis 1962, époque à laquelle on a découvert que la structure tridimensionnelle particulière du ribosome l'empêchait de traiter des acides aminés dextrogyres (ce qui permet de ne sélectionner physiquement que les lévogyres), l'homochiralité (du moins pour les protéines) n'est plus une énigme. Cela dit, la question de son apparition quelque part dans le processus d'évolution chimique est toujours un sujet actif de recherche (bien qu'on ait publié de très très bonnes idées sur la question ces 10 dernières années).

Ce qui me turlupine, c'est pourquoi on s'est enquiquiné si longtemps (près de 40 ans de "suprématie" à ma connaissance) avec l'hypothèse des acides aminés optico-actifs dans les météorites grâce à une lente destruction sélective de la lumière circulairement polarisée du milieu interstellaire ? En effet, avec la question de son apparition, il faut aussi comprendre la question de son maintien (les chimistes parlent de stabilisation) aux début de l'évolution chimique (mais manifestement pas dans les premiers stades qui ont pu utiliser les deux formes chirales à supposer la présence de glycine achirale). De mon point de vue, la question de l'apparition et du maintien de l'homochiralité est pratiquement réglée grâce aux travaux de Søren Toxværd (Université de Roskilde, Danemark). Il ne manque plus que l'étape (extrêmement importante évidemment) de la vérification expérimentale.

Même à considérer certaines émanations détectables pas spectrométrie, certains composés volatiles (ex : acides gras courts plus ou moins insaturés et sensibles aux rayonnement) ne sont guère envisageables comme produits d'une géochimie même particulière.

En ce qui me concerne, si on reprend le cas classique de l'oxygène, ce n'est pas tellement la détection en elle-même qui est peut-être indicatrice de vie, mais une concentration importante. Il faut aussi tenir compte des capacités de détection limitées. Ça m'étonnerait qu'on puisse déterminer de manière spectroscopique la concentration en acides gras dans l'atmosphère d'une exoplanète tellurique avec les instruments que nous sommes susceptibles de posséder dans les 50 prochaines années.

Cordialement.

[noir_ecaille]

Pourquoi nécessairement sur une exoplanète ? Si on venait à découvrir des acides gras dans l'atmosphère martienne, la présence de vie même simple ne ferait aucune ambiguïté.

Pour le dioxygène, il me semble dans une discussion qu'on avait évoqué la dissociation par photolyse, en particulier si on a affaire à une planète type vénusienne ou une neptune chaude. D'ailleurs il me semble bien qu'on a découvert une "planète océan", mais avec l'eau à l'état super-critique et une atmosphère relativement bien oxygénée -- sauf qu'il est improbable que ce soit une conséquence/trace de vie dans cet exemple précis. Il faudrait que je retrouve trace (sur la Toile) de cette planète...

Pour les isotopes, c'est vrai que je n'ai pas évoqué le différentiel de réactivité même si j'y pensais fortement (juste peur de me faire conspuer si jamais j'avais mal compris). Je ne me rappelle plus où cela avait été évoqué sur FS, dommage.

En ce qui concerne l'existence de la chiralité, c'est depuis Louis Pasteur et ses travaux qu'on l'a mise en évidence si je ne m'abuse. Ce n'est pas tant la (non) réactivité des enzymes (ribosome, etc) face au substrat qui m'intrigue, qu'en effet l'apparition de ce clivage entre la chimie utilisée par le vivant, et celle qu'on peut produire en laboratoire. Par contre je n'ai peut-être (sûrement ?) pas connaissance des dernières hypothèse en date sur la mise en place de ce clivage des molécules carbonés chirales. Je vais jeter un oeil ou même deux sur ce Søren Toxværd et ses travaux

[Tawahi-Kiwi]

Si j'ai bien compris mes lectures à ce sujet (qui ont commencées ici il y a déjà longtemps), la vie privilégie simplement les isotopes les plus légères, autrement dit : protium, ¹²C, ¹⁴N, ¹⁶O, etc. C'est apparemment une simple question de vitesse (légèrement) supérieure des réactions chimiques qui finit par enrichir le milieu cellulaire. Bien que comme je l'explique dans la discussion que j'ai indiquée, la question du deutérium soit plus compliquée.

Oui, ce sont des reactions similaires a la distillation de Rayleigh. A basse temperature (<200ºC), pour les isotopes legers (<Fe), le contraste de masse entre isotopes est suffisant pour creer un comportement legerement different dans les systemes chimiques (biologiques ou non) et facilement detectable.

Un exemple flagrant est le point d'ebullition de l'eau H₂O a 100ºC et celui de D₂O a 101,4ºC.
En geochimie, un exemple typique sont les isotopes de l'eau ¹H, ²H, ¹⁶O, ¹⁷O et ¹⁸O. Au fur et a mesure que l'on s'eloigne des masses oceaniques (ou les nuages sont crees) vers le centre des continents, les precipitations deviennent plus riches en isotopes legers car les isotopes lourds sont partis en pluie plus pres des mers (preference a passer en phase liquide).

Les phenomenes biochimiques sont evidemment plus complexes que evaporation/precipitation mais le principe est en gros le meme.

T-K

[Geb]

Pourquoi nécessairement sur une exoplanète ? Si on venait à découvrir des acides gras dans l'atmosphère martienne, la présence de vie même simple ne ferait aucune ambiguïté.

J'imagine que lorsque tu as évoqué la spectroscopie, j'ai tout de suite pensé aux exoplanètes.

En ce qui concerne l'existence de la chiralité, c'est depuis Louis Pasteur et ses travaux qu'on l'a mise en évidence si je ne m'abuse.

Pasteur est effectivement crédité de la découverte de la chiralité de certaines molécules du vivant, même si dans la littérature scientifique, on se rend bien compte que les gens lisent rarement les publications qu'ils citent. Par exemple, il y a de nombreuses publications (comme par exemple celle-ci) qui citent sa thèse de doctorat (1848, à partir de la page 442) comme première identification de l'homochiralité du vivant.

À ma connaissance (mais je n'ai pas fini de tout lire) c'est faux. La découverte de l'homochiralité viendra plus tard, même si elle est également le fait de Pasteur, lorsqu'en 1852 a priori, il publie sa découverte que l'asparagine contenue dans les quelques espèces de plantes qu'il avait analysé n'est présente que sous la forme lévogyre. Là où il s'est un peu avancé (sans preuves exhaustives), mais avec raison jusqu'à un certain point, c'est lorsqu'il en a conclu que cette homochiralité était une généralité propre aux organismes vivants. Mais tout ce qu'il a fait, en fait, c'est étudié un seul acide aminé dans quelques espèces de plantes. Ça n'aurait pas dû être une preuve formelle de l'homochiralité du vivant dans son ensemble.

Cela dit, il a également découvert plus tard (en 1857) qu'un micro-organisme (dont je ne me rappelle plus le nom moderne) semblait sélectionner les formes lévogyres et en revanche dégrader les formes dextrogyres. Mais je trouve ces confusions des scientifiques modernes sur les questions historiques intéressantes et lorsque je lis les importantes contributions de Pasteur sur le sujet (puisque l'origine de l'homochiralité m'intéresse particulièrement), je suis heureux d'être francophone, ce qui me permet de lire avec bonheur les sources originales disponibles sur Gallica. Mais je le répète, je suis loin d'avoir fini, et je dis peut-être des bêtises.

Je vais jeter un oeil ou même deux sur ce Søren Toxværd et ses travaux

J'avais évoqué ça ici : http://forums.futura-sciences.com/bi...ml#post4611840

Cordialement.


P.-S. : Merci T-K pour toutes ces précisions.

[noir_ecaille]

J'avais évoqué ça ici : http://forums.futura-sciences.com/bi...ml#post4611840

Ah désolée ! Je n'avais pas retenu le nom, juste l'idée générale qu'encore une fois c'est une question de vitesse de réaction. Je vais m'y replonger de ce pas...