La question de savoir si la Terre est la seule à héberger la vie a captivé l'humanité depuis des millénaires. Ces dernières années, les scientifiques se sont tournés vers des planètes de type terre dans d'autres systèmes solaires qui peuvent montrer le plus de promesses, mais beaucoup tournent autour des étoiles qui émettent un rayonnement solaire beaucoup plus fort que le nôtre. Maintenant, une nouvelle étude fournit des preuves que la vie telle que nous le savons peut être en mesure de prospérer sur ces exoplanètes en forme de terre.
Publié dans Astrobiologiela nouvelle recherche a démontré que le lichen trouvé dans le désert de Mojave a survécu pendant trois mois sous les niveaux de rayonnement solaire auparavant considéré comme mortel.
Le lichen commun, Clavascidium lacinulatum, a été blessé, mais capable de récupérer et de reproduire. Les résultats montrent que la durée de vie photosynthétique peut être possible sur les planètes exposées à un rayonnement solaire intense.
« L'étude a été motivée par une curieuse observation », a déclaré Henry Sun, professeur de recherche associé de microbiologie à DRI et l'un des principaux auteurs de l'étude.
« Je marchais juste dans le désert et j'ai remarqué que les lichens qui y poussaient ne sont pas verts, ils sont noirs. Ils sont photosynthétiques et contiennent de la chlorophylle, alors vous penseriez qu'ils seraient verts. Alors je me suis demandé: » Quel est le pigment qu'ils portent? » Et ce pigment s'est avéré être le meilleur écran solaire du monde. «
La vie sur Terre a évolué pour résister au rayonnement solaire connu sous le nom de rayons UVA et UVB, qui englobent des longueurs d'onde plus longues du rayonnement ultraviolet. Les rayons UVC représentent les longueurs d'onde plus courtes et plus dommageables; Ceux-ci sont filtrés par l'atmosphère de la Terre et n'atteignent donc pas la surface.
Le rayonnement UVC est si mortel à la vie, en fait, qu'il est utilisé pour stériliser l'air, l'eau et les surfaces des micro-organismes comme les virus et les bactéries. Même une brève exposition au rayonnement UVC endommagera l'ADN d'un organisme et l'empêchera de se reproduire.
Les scientifiques se sont donc demandé si de nombreuses planètes en forme de terre découvertes ces dernières années pourraient éventuellement abriter la vie. Beaucoup de ces planètes tournent autour des étoiles appelées étoiles M et F qui émettent un rayonnement UVC intense, en particulier pendant les éruptions solaires.
« Après le lancement du télescope spatial James Webb, qui peut voir très loin dans l'espace, l'excitation est passée de la recherche de la vie sur Mars à ces exoplanètes », a déclaré Sun. « Nous parlons de planètes qui ont de l'eau liquide et une atmosphère. »
Sun et son étudiant diplômé à l'époque, Tejinder Singh, ont collecté le lichen dans le désert de Mojave près de chez eux à Las Vegas. Ils l'ont ensuite placé à côté d'une lampe UVC en laboratoire contrôlé pendant trois mois d'affilée. Remarquablement, la moitié des cellules d'algues du lichen est restée viable et reproduite lorsqu'elle est réhydratée.
« Pour qu'un micro-organisme persiste sur une planète, il doit durer plus d'une journée », a déclaré Sun. « Ainsi, notre expérience a dû être assez longue pour être écologiquement significative. Nous voulions également aller au-delà de l'activité et démontrer la viabilité. »
Pour explorer comment cela était chimiquement possible, Sun s'est associé à des chimistes de l'Université du Nevada, Reno. Ils ont mené deux expériences qui ont démontré comment les acides de lichen sont l'équivalent du monde naturel des additifs utilisés pour rendre les plastiques résistants aux UV.
Ils ont étudié la couche protectrice du lichen en en coupant une coupe transversale et ont constaté que la couche supérieure était plus sombre, comme un bronzage d'un humain. Le lichen est composé d'algues ou de cyanobactéries vivant symbiotiquement avec des champignons; Lorsque les cellules d'algues ont été séparées des champignons et de la couche protectrice, l'exposition au même rayonnement UVC a tué les cellules en moins d'une minute.
La découverte que le lichen a évolué cette couche protectrice vers le rayonnement UVC a été surprenante, a déclaré Sun, car ce n'est pas nécessaire pour leur survie. L'atmosphère de la Terre filtrait déjà les rayons UVC au moment où le lichen est apparu, donc la protection n'est qu'un bonus grâce à leur remarquable protection UVA et UVB.
Certains des dommages qui surviennent de l'exposition à un rayonnement solaire intense sont le résultat de réactions chimiques avec l'atmosphère, en particulier la production d'ozone lorsque l'oxygène, l'oxyde nitrique et le rayonnement UV interagissent. Pour tester la protection du lichen dans différentes conditions atmosphériques, les chercheurs l'ont placé dans une boîte sans oxygène avec la lumière UVC et ont constaté que les dommages causés par le rayonnement étaient encore réduits.
« Nous sommes arrivés à la conclusion que la couche supérieure du lichen – une peau moins d'un millimètre d'épaisseur, si vous voulez – assure que toutes les cellules ci-dessous sont protégées du rayonnement. Cette couche agit comme un photostrabilisé et protège même les cellules des réactions chimiques nocives causées par le rayonnement, y compris l'oxygène réactif. »
L'étude offre des preuves que les planètes au-delà de la Terre et au-delà de notre système solaire peuvent être habitables. En fait, « ils peuvent regrouper des micro-organismes coloniaux qui, comme les lichens dans le désert de Mojave, sont` `brondés '' et pratiquement à l'abri du stress UVC », écrivent les chercheurs.
« Ce travail révèle l'extraordinaire ténacité de la vie même dans les conditions les plus difficiles, un rappel que la vie, une fois déclenchée, s'efforce de supporter », a déclaré Tejinder Singh, qui a mené l'étude avec Sun et est maintenant au NASA Goddard Space Flight Center.
« En explorant ces limites, nous nous rapprochons de la compréhension où la vie pourrait être possible au-delà de cette planète que nous appelons chez nous. »
