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Origine de la vie : la piste des volcans de boue d'Isua

L’apparition de la vie s’est-elle faite dans des volcans de boue ? C’est bien possible selon les analyses faites sur des roches trouvées dans la fameuse région d’Isua au Groenland et âgées de 3,8 milliards d’années. Le milieu particulièrement basique des volcans de boue de l’Archéen aurait permis aux acides aminés de rester stables.

Une vue aérienne de la région d'Isua où se trouvent les serpentinites contenant peut-être des traces de l'origine de la vie avec des volcans de boue. © 2011 University of Washington Une vue aérienne de la région d'Isua où se trouvent les serpentinites contenant peut-être des traces de l'origine de la vie avec des volcans de boue. © 2011 University of Washington  

Origine de la vie : la piste des volcans de boue d'Isua - 1 Photo

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L’origine de la vie devient chaque jour un petit peu moins mystérieuse mais beaucoup de chemin reste à faire avant que l’on ne comprenne vraiment comment sont apparus l’ADN, l’ARN et les premières cellules vivantes. Les découvertes de Stanley Miller et des sources hydrothermales océaniques par Jean Francheteau et ses collègues nous ont probablement donné quelques pièces du puzzle ayant mené la matière du Big Bang au vivant. Toutefois, l’hypothèse d’une apparition de la vie dans les parois des fumeurs noirs se heurte à plusieurs difficultés. On a tenté récemment d’en contourner certaines en proposant que la vie soit apparue dans la serpentinite des fumeurs blancs. L’un des problèmes posés est la nécessité que des acides aminés puissent exister sous forme stable suffisamment longtemps pour former des protéines. Or, les sources hydrothermales semblent un milieu généralement trop acides pour permettre cette stabilité.

Un groupe de chercheurs parmi lesquels se trouvent des membres du Laboratoire de géologie de Lyon s’est cependant intéressé à d’autres types de serpentinites datant de l’Archéen. Celles très probablement associées à des volcans de boue à cette époque et dont on trouve des restes dans la fameuse région d'Isua, au sud-ouest du Groenland.


Un volcan de boue sur l'île de North Island en Nouvelle-Zélande. © Patisankana/YouTube

Les géochimistes ont commencé par mesurer les quantités d’isotopes de zinc présent dans les serpentinites d'Isua, de bons traceurs de la basicité des fluides hydrothermaux circulant dans ces roches. Ils ont découvert que ces eaux thermales étaient effectivement suffisamment basiques pour que la stabilisation des acides aminés soit possible.

Restait à comprendre à quel type d’environnement ces serpentinites étaient associées. Les géologues ont pour cela comparé les rapports isotopiques du zinc d’Isua avec ceux trouvés dans des serpentinites plus jeunes provenant de la dorsale de l'océan Arctique, des Alpes et du Mexique, par exemple.

La signature des volcans de boue

Une réponse semble bien avoir été trouvée, faisant appel à des roches associées à des volcans de boue. Les serpentinites d’Isua, où des traces de l’origine de la vie se trouvent donc peut-être, sont exceptionnellement pauvres en isotopes lourds du zinc. En fait, on trouve des rapports isotopiques très similaires pour le zinc dans les volcans de boue de la fosse des Mariannes.

Mais, il y a mieux. Les chercheurs font aussi remarquer que les fluides hydrothermaux basiques, riches en carbonates et à des températures de 100 à 300 °C traversant les serpentinites d’Isua à l’Archéen, étaient riches en phosphore. Ce qui n’est pas étonnant puisque les volcans de boue résultent précisément de la circulation de tels fluides dans des serpentinites. Or, la présence de phosphore est importante pour la synthèse des molécules nécessaires à l’apparition de la vie. Pour s’en convaincre il suffit de se rappeler de la polémique récente concernant l’origine de la vie faisant intervenir des bactéries dans lesquelles des atomes d’arsenic s’étaient peut-être substitués à des atomes de phosphore.

Après les fumeurs blancs et les pierres ponces, une nouvelle piste pour l’origine de la vie vient donc de s’ouvrir avec l’hypothèse des volcans de boue.


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