Quels marqueurs pour l'exobiologie?

[Phynodderee]

Bonsoir,

Dans l'état actuel (et proche avenir) des recherches, je voulais savoir et comprendre quels marqueurs avaient été retenus pour la recherche de vivant ?
Et plus exactement, si l'on recherche une vie basée sur celle de la Terre (basée sur le cycle de l'oxygène / carbone) ou si d'autres pistes sont étudiées (organismes pour qui l'oxygène est un poison, comme c'était le cas dans la "jeunesse" de la Terre).

En cherchant la définition de la vie, j'ai trouvé sur le wiki :
La principale caractéristique d’un être vivant, par rapport aux objets inanimés et aux machines, est qu’il est « un corps qui forme lui-même sa propre substance » à partir de celle qu’il puise dans le milieu. De ce phénomène d'assimilation, découlent tous les autres phénomènes propres au vivant : la régénération et le renouvellement de leurs tissus, la reproduction et le développement de l’organisme et enfin l'évolution au cours du temps par acquisition d’organes diversifiés et de facultés plus éminentes. Ils se distinguent également par le fait qu'ils s'écartent durablement de l'équilibre thermodynamique selon un processus appelé homéostasie.

Ca ne m'a pas beaucoup éclairé sur les marqueurs de recherche ...
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[saint.112]

Tu as raison : donner la définition de ce qu’est un organisme vivant ne permet pas de déterminer quels seraient les marqueurs permettant de déterminer si une planète est habitée ou non.
Il y aurait en effet la présence d’oxygène libre. On a pensé aussi au fait que la chlorophylle réfléchit fortement les infrarouges proches. C’est ce qui permet de mesurer le couvert végétal par satellite. Comme tu le dis cela suppose qu’il y ait des organismes photosynthétiques similaires aux plantes terrestres, ce qui n’a pas été le cas pendant longtemps ici. La terre ne présentait sans doute aucun marqueur visible tant que la vie était confinée dans les océans et qu’il n’y avait pas encore d’organismes photosynthétiques.
À ma connaissance il n'y a guère d'autres marqueurs indubitables… à moins d'aller sur place.
Nico

[Fustigator]

Bonsoir,

Dans l'état actuel (et proche avenir) des recherches, je voulais savoir et comprendre quels marqueurs avaient été retenus pour la recherche de vivant ?
Et plus exactement, si l'on recherche une vie basée sur celle de la Terre (basée sur le cycle de l'oxygène / carbone) ou si d'autres pistes sont étudiées (organismes pour qui l'oxygène est un poison, comme c'était le cas dans la "jeunesse" de la Terre)..

Ce qui est intéressant avec l'oxygène libre, c'est qu'on ne connait pas de processus abiotique permettant d'en produire "en quantité".
Donc, une hypothétique détection d'O2 libre dans une hypothétique atmosphère d'une hypothétique exoplanète permettrait de dire avec peu de risque d'erreur : "là, il y a de la vie".

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

tant que la vie était confinée dans les océans et qu’il n’y avait pas encore d’organismes photosynthétiques.

Ca n'a pas dure longtemps sur Terre. Des le Paleo-archeen, on a deja de la photosynthese et il y avait sans doute des organismes phototrophes deja avant. Ce n'est pas tout a fait clair dans ton message donc juste pour le coup, photosynthese n'est pas synonyme de production d'oxygene.

Ce qui est intéressant avec l'oxygène libre, c'est qu'on ne connait pas de processus abiotique permettant d'en produire "en quantité".

Sur Terre, en effet, rien d'evident. Sur une exoplanete loin d'une composition chondritique (qui est grosso-modo la composition des planetes telluriques du systeme solaire) ou avec une evolution atmospherique qui produit de l'oxygene (par photodissociation de l'eau par exemple, et perte de l'hydrogene comme sur Venus), je ne m'avancerais pas sans avoir serieusement reflechi a la question.

T-K

[A voir en vidéo sur Futura]

[Fustigator]

Sur une exoplanete loin d'une composition chondritique (qui est grosso-modo la composition des planetes telluriques du systeme solaire) ou avec une evolution atmospherique qui produit de l'oxygene (par photodissociation de l'eau par exemple, et perte de l'hydrogene comme sur Venus), je ne m'avancerais pas sans avoir serieusement reflechi a la question.

Je me contentais de répéter ce que je pensais faire consensus.
Je n'ai lu à vrai dire qu'un seul article discordant là dessus (possibilité de présence d'O2 libre produit de manière abiotique) mais, de mémoire, il avait fait l'objet de critiques.
Va falloir que je retrouve la source.

[Phynodderee]

Merci pour vos réponses. Donc si je comprends bien, "on" (les exobiologistes terriens), cherchent de l'eau en quantité et la présence d'oxygène, marqueur de photosynthèse. Et uniquement ?

J'ai souvenir d'une émission de tv quand j'étais tout gosse, la Planète Miracle, dans un épisode (sur la mer et les océans) ils parlaient des stromatolithes et de leur fonctionnement, et que la production d'oxygène massive avaient entrainé la disparition d'autres formes de vie pour lesquelles l'oxygène était un véritable poison.

Ce implique donc qu'on ne recherche pas la vie avec un "spectre large", mais de façon très ciblée (la même qu'ici telle qu'elle a évoluée) ?

[Tawahi-Kiwi]

Je me contentais de répéter ce que je pensais faire consensus.
Je n'ai lu à vrai dire qu'un seul article discordant là dessus (possibilité de présence d'O2 libre produit de manière abiotique) mais, de mémoire, il avait fait l'objet de critiques.
Va falloir que je retrouve la source.

Avec une recherche dans Scholar avec abiotic+oxygen+planet, on trouve pas mal de resultats (du style 37000 , pas tous pertinents heureusement). La premiere reaction ""là, il y a de la vie" comme tu dis, est normale, mais comme tu le dis egalement, avec (petit) risque d'erreur. Reste a quantifier ce risque pour savoir a quel point la detection d'oxygene dans une exo-atmosphere est une preuve de vie.

Detection of life on other planets requires identification of biosignatures, i.e., observable planetary properties that robustly indicate the presence of a biosphere. One of the most widely accepted biosignatures for an Earth-like planet is an atmosphere where oxygen is a major constituent. Here we show that lifeless habitable zone terrestrial planets around any star type may develop oxygen-dominated atmospheres as a result of water photolysis, because the cold trap mechanism that protects H2O on Earth is ineffective when the atmospheric inventory of non-condensing gases (e.g., N2, Ar) is low. Hence the spectral features of O2 and O3 alone cannot be regarded as robust signs of extraterrestrial life.

https://iopscience.iop.org/article/1...785/2/L20/meta

la production d'oxygène massive avaient entrainé la disparition d'autres formes de vie pour lesquelles l'oxygène était un véritable poison.

En effet, on appelle parfois cela la catastrophe de l'oxygene (https://fr.wikipedia.org/wiki/Grande_Oxydation). Probablement la plus grande extinction que la Terre aie connu!
L'oxygene est (evidemment) un oxydant puissant qui ne convient pas a de nombreux organismes (un peu comme le fluor n'est pas tres apprecie par la vie actuelle); en plus de cela, les formes oxydees des metaux sont generalement peu solubles dans l'eau. Fer, nickel, vanadium, uranium, molybdene, cuivre, certaines especes avaient des cycles de vie basees sur la disponibilite de ces elements et leurs niches ecologiques ont ete fortement reduites quand les mers sont devenues oxydees.

En se limitant a une vie adaptee a une atmosphere oxydante, on ignore en effet tout une partie de la vie, meme s'il est probable que cette vie anaerobie n'a aucune chance de depasser le stade bacterien.

T-K

[Phynodderee]

meme s'il est probable que cette vie anaerobie n'a aucune chance de depasser le stade bacterien.

Dans un environnement à forte teneur en oxygène oui. Mais dans un environnement extrême adapté à un organisme extrêmophile ?
Je crois savoir que l'on a découvert des nématodes extrêmophiles récemment, alors que l'on pensait que seules des bactéries pouvaient l'être.

Cela dit je comprends bien qu'à certaine distance, on n'a pas d'autre choix que d'utiliser des marqueurs "macro", et donc, que l'on connait..

[Tawahi-Kiwi]

Dans un environnement à forte teneur en oxygène oui. Mais dans un environnement extrême adapté à un organisme extrêmophile ?

De ce que je me souvenais, c'etait une question d'energie fournie lors des reactions metaboliques qui ne permettait pas d'envisager un metazoaire anaerobie....

...mais avant d'ecrire cette phrase, j'ai ete verifie, et il semble exister trois especes de loriciferes qui respirent je ne sais pas quoi, mais dont les mitochondries ne se comportent pas normalement.
https://bmcbiol.biomedcentral.com/ar...1741-7007-8-30

Je crois savoir que l'on a découvert des nématodes extrêmophiles récemment, alors que l'on pensait que seules des bactéries pouvaient l'être.

Extremophile peut couvrir beaucoup d'environements; les tardigrades sont des extremophiles, les artemies egalement, etc. Ici, il s'agit d'un cycle de vie entierement anoxique.

T-K

[Phynodderee]

Super merci pour l'article !!

En réponse, je quote le wiki sur les extrémophiles :
On a cru que seules des bactéries pouvaient vivre dans les milieux si hostiles, mais des nématodes de 0,5 mm de long ont été récemment (2011) découverts nageant dans l'eau de fissures à très grande profondeur (1,3 km), dans la mine d'or de Beatrix5. Ils ont été nommés Halicephalobus mephisto en référence au Mephistopheles de Faust car lucifuges et vivant dans les profondeurs de la terre. Puis, dans la mine de Tautona (la plus profonde du pays), un autre nématode a été découvert à 3,6 km sous la surface (l'animal terrestre le plus profondément trouvé dans le monde 11. De nombreux microbes peuvent vivre sans oxygène, mais c'est la première fois qu'on trouve un animal pouvant le faire ; les cellules de ces vers ont un génome différent des autres espèces, ils n'ont pas de mitochondries (organites qu'on pensait universels chez les animaux)5. Ils tirent leur énergie - comme de nombreuses bactéries extrêmophiles - de l'hydrogène sulfuré grâce à des organites spécifiques dites hydrogénosomes 12.

Pour en revenir au sujet, je comprends bien que ce ne soit pas possible d'élargir le spectre de critères recherche pour lex exoplanètes. Mais connait-on les protocoles de recherches pour, par exemple, Mars, ou le système solaire ?

[Tawahi-Kiwi]

Ah oui, maintenant que tu en parles, je m'en souviens; mais le wiki en anglais parle d'un environnement dysoxique et l'article d'origine ne parle que de metabolisme aerobie malgre une pression partielle en oxygene basse.

Faudra que je creuse l'affaire quand j'aurais le temps

[Phynodderee]

Faudra que je creuse l'affaire quand j'aurais le temps

Tu vois, le monde se divise en deux catégories, ceux qui ont un pistolet chargé et pas assez connaissances et ceux qui ont des connaissances et qui creusent.

Merci pour les apports, j'ai des connaissances très limitées mais tout ça me passionne !

[Geb]

Bonjour,

Il y a un article à propos du dioxyde de titane qui avait fait parlé de lui à l'époque :

- Titania may produce abiotic oxygen atmospheres on habitable exoplanets (Narita et al., 2015)

Certains des articles référencés dans Google scholar qui citent le papier ci-dessus semblent également présenter un intérêt :

- Design trade-off and proof of concept for LOUPE, the Lunar Observatory for Unresolved Polarimetry of Earth (Hoeijmakers et al., 2016)

- Red-edge position of habitable exoplanets around M-dwarfs (Takizawa et al., 2017)

- Reflections on O₂ as a Biosignature in Exoplanetary Atmospheres (Meadows, 2017)

- Exoplanet biosignatures: understanding oxygen as a biosignature in the context of its environment (Meadows et al., 2018)

- Exoplanet biosignatures: at the dawn of a new era of planetary observations (Kiang et al., 2018)

- Theoretical Reflectance Spectra of Earth-like Planets through Their Evolutions: Impact of Clouds on the Detectability of Oxygen, Water, and Methane with Future Direct Imaging Missions (Kawashima & Rugheimer, 2019)

Il y a aussi deux chapitres de bouquins récents qui ont l’air intéressants :

- Signatures of Life (2018)

- Biosignature Identification and Interpretation (2019)

Voici ma modeste contribution à cette discussion.

Cordialement.

[Tawahi-Kiwi]

Bonjour,

Voila le pro qui a le pistolet chargé, nous on creuse

Il y a un article à propos du dioxyde de titane qui avait fait parlé de lui à l'époque :

- Titania may produce abiotic oxygen atmospheres on habitable exoplanets (Narita et al., 2015)

Ah, je l'ai vu au dessus de la liste des 37000 articles, et je constate maintenant que j'ai mal lu, je croyais qu'il s'agissait de la detection d'oxygene dans l'atmosphere de Titania (donc des quantites infimes dans une atmosphere infime); heureusement que tu le remets ici pour que je constate mon erreur

T-K

[Phynodderee]

Voici ma modeste contribution à cette discussion.

merci beaucoup pour ces recherches