Sur la base de nos connaissances, la vie n'avait aucune chance d'apparaître sur la Terre [Jean-Jacques Walter]

Ce que nous serons existe déjà à profusion dans l'espace depuis les temps les plus reculés Michel Picard, Ovnis, laboratoire du futur, p. 139

L'exobiologie est une étude interdisciplinaire recouvrant des champs de recherche extrêmement variés comme la bioastronomie, la radioastronomie, l'étude de l'origine de la vie sur Terre, son évolution, les limites de la vie, la formation des nébuleuses planétaires, la biochimie, les conditions planétaires dans le système solaire, etc.

Le problème tient à la complexité minimale des premiers organismes vivants. S'il faut peu de "pièces détachées" pour fabriquer une entité capable de se reproduire, alors la vie apparaît chaque fois que les conditions sont réunies. Au contraire, si un million de pièces détachées sont requises, l'apparition de la vie devient très aléatoire. Et, même avec un million de planètes, nous sommes peut-être seuls [André Brack, spécialiste de chimie prébiotique et directeur de recherche CNRS Orléans].

La probabilité de trouver une civilisation comparable à la notre (technologiquement) a été calculé par Frank D. Drake, mais cette équation est surtout symbolique. Elle a eu pour mérite d'avoir posé le problème de la recherche d'une vie extraterrestre de façon scientifique, en isolant les facteurs de l'apparition d'une vie intelligente.

La vie

Qu'est-ce que la vie ? Actuellement, on ne peut en proposer qu'une définition incomplète :

  • Propriétés :
    • individualisation : tous les organismes sont des individus délimités par une membrane. Ils forment une entité vivante autonome.
      ils se maintiennent en vie en assimilant ou en produisant les aliments dont ils ont besoin pour se développer et entretenir leurs réactions vitales. Ces aliment deviennent la substance même de l'organisme qui s'alimente.
    • Respiration - fermentation : les organismes transforment par des réactions d'oxydation lente l'énergie des aliments en énergie utilisable par la cellule.
    • Reproduction : tous les êtres vivants peuvent se reproduire ou se diviser.
    • Evolution : les organismes vivants peuvent évoluer par le mécanisme des mutations et de la sélection naturelle.
    • Mouvement
    • Mort
  • Fonctions :
    • Auto-conservation : se maintenir en vie par la nutrition, l'assimilation, les réactions énergétiques de respiration et fermentation.
    • Auto-reproduction : propager la vie, grâce à la reproduction.
    • Auto-régulation : se conduire soi-même, par la coordination, la synchronisation, la régulation et le contrôle des réactions d'ensemble.
  • Les êtres vivants :
    • virus : capsule de protéine contenant une molécule d'ADN, incapables de se reproduire sans infection d'une cellule,
    • bactéries : ce sont des cellules sans noyau (procaryotes) qui sont de deux sortes, les eubactéries et les archeobactéries,
    • eucaryotes : cellules dotées d'un noyau regroupant les animaux, les végétaux et certains unicellulaires.

Nous ne connaissons pour l'instant de la vie que celle fondée sur la chimie du carbone (chimie organique), composée d'acides nucléiques (ADN et ARN) et d'acides aminés (briques du vivant constituant les protéines).

Apparition de la vie sur Terre

L'intérêt de savoir comment la vie est apparue sur notre planète est double : cela nous renseignera sur nos origines, et cela permettra de comprendre quels mécanismes sont en jeu et s'ils sont potentiellement reproductibles sur d'autres planètes.

Après bien des théories toutes plus ou moins basées sur la génération spontanée, Pasteur oblige la communauté scientifique à une refonte de son approche, c'est le début de l'hypothèse évolutionniste.

Celle-ci s'appuie sur deux facteurs de recherche :

  • les indices géologiques (traces de vies primitives,
  • la connaissance de l'atmosphère primitive.

C'est ainsi que sont formulées plusieurs théories sur l'origine organique de la vie, l'origine minérale semblant improbable :

  • la soupe primitive :
    • les molécules se forment à partir des composés de l'atmosphère et de la surface du sol ;
    • les sources chaudes pourraient avoir favorisé l'apparence de structures organisées grâce à des échanges gazeux sous-marins et l'énergie thermique du manteau terrestre ;
  • l'origine extraterrestre :
    • 60 molécules organiques ont été détectées dans des nuages stellaires, qui ont pu par le passé semé ces molécules sur la Terre en la traversant ;
    • impacts cométaires : les comètes sont en effet riches en matériau organique ;
    • impacts météoritiques et micrométéoritiques : des molécules organiques et même des acides aminés (briques de la vie) ont été trouvés dans des météorites, hors de toute contamination terrestre ;

Le but des scientifiques est maintenant de comprendre comment sont apparues les molécules qui constituent un être vivant simple :

  • les enzymes : protéines servant, entre autres, à la copie de l'information génétique,
  • les lipides : qui forment la membrane et permettent ainsi l'isolement des composés internes de la cellule, la protégeant de l'environnement immédiat et créant ainsi l'individualisation,
  • les acides aminés : les briques du vivant
  • les nucléotides : composent l'ADN, l'information génétique permettant la reproduction et les mutations.
  • Un monde ARN ou ADN : l'ARN sert de messager aux enzymes : c'est une traduction de l'ADN qui permet de fabriquer les protéines dont "parle" le code génétique. C'est donc le paradoxe de la poule et de l'oeuf : est-ce l'ADN le premier ou bien l'ARN ?

Ce que l'on sait pour l'instant, c'est que la vie est apparue très rapidement après la formation de la Terre, donc elle n'a pas pu être complexe au départ.

C'est pourquoi la science s'attache à trouver quelle forme simple est à l'origine de la vie. Cet être manquant a été baptisé LUCA (Last universal common ancestor) en hommage à son équivalent paléontologique Lucy.

Adaptation de la vie

Afin de chercher de façon pertinente de la vie dans l'univers, il nous faut d'abord connaître les limites de la vie sur Terre. Il s'avère pour l'instant que les bactéries (exclusivement des procaryotes, cellules sans noyau) peuvent vivre à des températures allant de -12°C (psychrophiles)) à 113°C (hyperthermophiles) avec une gamme de température ne dépassant pas 40°C. En ce qui concerne l'acidité du milieu, cela varie d'un pH proche de 0 (acidophiles) à un pH proche de 11 (basophiles). Ces données ne concernent que certaines familles de bactéries dites extrêmophiles qui peuvent parfois cumuler les exploits en se développant à 85°C sous un pH de 2,5 (5). Une bactérie peut même résister à une irradiation par rayons gamma de 10000 grays (10 grays étant mortels chez l'homme, et 100 grays tuant une bactérie de nos intestins). D'autres bactéries dites "halophiles" vivent dans des eaux où la concentration de sel est dix fois supérieure à celle de l'eau de mer. Des bactéries "barophiles" prospèrent à 10000 m de profondeur à des pressions équivalentes à 7 atmosphères (69 méga-pascals).

Toutes ces bactéries extrêmophiles représenteraient un supplément de 10 % à ajouter à la biomasse terrestre, ce qui leur enlève tout caractère exceptionnel.

Ces extrêmophiles permettent aux scientifiques d'envisager de façon raisonnable l'existence de formes de vie sur d'autres planètes bénéficiant de conditions (moins similaires que la Terre) pour leur apparition et leur développement.

La symbiose permet à des êtres vivants de survivre à des conditions mortelles pour la plupart des animaux. Ainsi, un ver des fosses abyssales se nourrit d'un composé mortel, l'hydrogène sulfuré, grâce à des bactéries qu'il abrite en son sein. Le lichen (symbiose d'un champignon et d'une algue) colonise presque tous les biotopes terrestres.

On peut ainsi trouver des formes de vie dans tous les biotopes terrestres, aussi hostiles de prime abord soient-ils.