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Découverte de la source d'énergie à l'origine de la vie sur Terre ?

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Comment la vie est-elle apparue sur Terre ? Ou plutôt, comment des molécules aussi complexes que l'ARN et les protéines se sont-elles formées à partir de briques élémentaires ? Les théories hétérotrophiques et autotrophiques s'affrontent sur ce terrain, mais ont néanmoins une chose en commun : elles ignorent toutes deux quelle source a pu fournir l'énergie suffisante à l'assemblage des molécules. Mais, grâce à un microbe venu des fonds océaniques, capable de produire du méthane et du « vinaigre » à partir de monoxyde de carbone, ce mystère est peut-être résolu...

Comment est apparue la vie sur Terre ?

Selon la théorie hétérotrophique, la vie serait issue d'une soupe primitive formée de composés chimiques tout aussi primitifs, qui se seraient assemblés pour former des molécules plus complexes comme l'ARN ou les protéines. L'hypothèse autotrophique avance quant à elle que des réactions mettant en jeu des sulfures de fer auraient rejeté de l'hydrogène, qui se serait combiné avec le dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère pour former des molécules organiques. Ces deux théories posent problème, car on ignore quelle source d'énergie a bien pu permettre d'assembler de grandes molécules entre elles.

Mais James Ferry et Christopher House, de l'université de Pennsylvanie, détiennent peut-être la solution. Ils étaient en train d'étudier le microbe Methanosarcina acetivorans quand ils remarquèrent sa singulière biochimie : outre sa capacité à convertir du monoxyde de carbone en méthane, il pouvait également former de l'acétate, un composé présent dans le vinaigre. Pour ce faire, le microbe fait appel à deux enzymes bien connues, l'acetokinase et la phosphotransacetylase. Ferry et House ont ensuite réalisé qu'en présence de minéraux contenant des sulfures de fer, l'acétate pouvait être converti en un composé dérivé, un thioester.

De là est né leur scénario, que les auteurs présenteront au mois de juin dans la revue Molecular Biology and Evolution. Il s'agit d'une boucle en trois étapes :

  • Les protocellules contenaient les deux enzymes acetokinase et phosphotransacetylase, et pouvaient ainsi produire de l'acétate et du méthane à partir de monoxyde de carbone ;
  • L'acétate réagissait ensuite avec des sulfures de fer présents à l'extérieur de la cellule pour produire un thioester ;
  • Ce thioester aurait ensuite été transformé de nouveau en acétate par les protocellules, libérant ainsi des molécules d'ATP riches en énergie.

Si cette boucle ne permet pas de trancher entre les théories autotrophique et hétérotrophique, elle a l'avantage de leur fournir la source d'énergie qui leur manquait, permettant d'assembler les briques élémentaires en des composés plus complexes ayant donné naissance à la vie. Maintenant que ce problème est vraisemblablement résolu, il ne reste plus qu'à déterminer quelle hypothèse est la bonne !

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