Les mystères de la vie : l'océan primitif
D'après les savants, il y a 3 milliards d'années environ, l'océan primitif, assailli par une batterie continuelle de décharges électriques semblables à nos éclairs, combinées au rayonnement ultraviolet de notre soleil, est une grande éprouvette où les molécules, très denses, se cherchent et se combinent.
Pour savoir quelles espèces nouvelles ont été engendrées par cette vaste entreprise photochimique et le puissant effet ionisant des éclairs, on a assayé de reproduire, en laboratoire, des conditions semblables.
Les expériences furent réalisées par Miller et Urey, en 1954, à l'Université de Chicago. Miller enferme dans un ballon de 5 litres un mélange comportant 13% d'hydrogène, 26% de méthane, 26% d'ammoniac et 35% de vapeur d'eau. Il opère sous la température de 60°C.Et soumet ce modèle d'atmosphère primitif à des décharges produites par des électrodes en tungstène, reliées à une bobine. Les étincelles créent un rayonnement riche en radiations ultraviolettes, comparables à celles reçues par la Terre, dont les conditions n'étaient pas celle d'aujourd'hui.
Miller laisse son appareil en service pendant une semaine et il analyse son contenu: la Glycine et l'Alanine (deux des 20 acides aminés entrant dans la composition des protéines de la matière vivante) sont facilement mis en évidence. En outre, la chromatographie révèle une dizaine d'autres acides aminés, des alcools, des sucres et des graisses. Ce résultat apparaît prodigieux, aussi l'expérience a été reprise, et les résultats ont été confirmés par de nombreux chimistes dans le monde.
Ainsi la cause est entendue : les briques à partir desquelles la vie devait construire ses protéines, ont été produites par la Nature. (les protéines sont constituées par une ou plusieurs chaînes peptidiques elles-mêmes formées d'une succession d'acides aminés unis par des liaisons peptidiques et dont la séquence est déterminée génétiquement.)
Les 20 acides aminés fondamentaux représentent les constituants universels de toutes les protéines. Leur molécule est dotée de pièces d'accrochage de sorte que n'importe quel acide aminé peut s'atteler à n'importe quel autre.
Les acides aminés peuvent donc s'associer en forme de chaînes interminables, on parle alors de "polymère". Comme pour le cristal on trouve, ici, la répétition indéfinie d'un même motif. La différence c'est que le cristal forme une structure rigide à trois dimensions, tandis que le polymère possède la souplesse des colliers de perles. Dans l'espace dans lequel il s'étend, il peut se tordre et se replier sur lui-même. En particulier, il a la possibilité de se refermer sur lui-même, en forme de boucle. Par association avec d'autres molécules, la boucle peut se transformer en sphère creuse. Apparaît alors cette notion fondamentale de la physiologie : "le milieu intérieur".
La soupe océanique regorge aussi de sucres et d'alcools, particulièrement riches en énergie. D'autres molécules en se combinant ont la capacité de capturer et de briser le sucre ou l'alcool, en lui pompant son énergie. C'est le début de l'alimentation, une des principales activités des êtres vivants.
Apparaît aussi une molécule capable de fabriquer de grossières copies de sa propre organisation en se servant d'autres molécules de son entourage. C'est probablement ainsi que naquit le premier ancêtre de l'ADN, molécule capitale de la vie terrestre. Ici, les échecs sont éliminés et les succès ouvrent la voie à de nouvelles aventures.
Mais revenons aux systèmes moléculaires qui possèdent "un intérieur". Supposons que puissent s'associer quelques unes de ces molécules grasses qui nagent dans le milieu. Le propre des graisses c'est de chasser l'eau, (c'est la graisse fixée à notre peau qui rend notre corps étanche) notre système est alors isolé et peut commencer sa vie autonome à l'abri de la membrane qui peut laisser passer certaines molécules et en exclure d'autres. Si à l'intérieur de la membrane se trouve une molécule capable de casser les sucres et de libérer leur énergie, on verra alors des sucres pénétrer dans l'enceinte et y déposer leur énergie.
On verra ensuite les résidus sortir vers l'extérieur : c'est la première digestion. Ce schéma n'est pas purement spéculatif : on a réalisé cette expérience en laboratoire.
En somme, les grandes parties de la vie : croissance, alimentation, reproduction existaient déjà au sein de la soupe primitive. Mais cela demanda beaucoup de temps, des millions d'années. La Nature est infiniment patiente.
par Taless (24/04/2006)
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