Le lac Last Chance en Colombie-Britannique, au Canada, est un analogue moderne des lacs de soude qui pourraient avoir favorisé l'émergence de cellules au début de la Terre. Crédit : Zachary R. Cohen
Une étude suggère que les lacs de soude, caractérisés par des niveaux élevés de sodium et de carbonate dissous, auraient pu fournir les conditions idéales pour les premières cellules. Ces premières cellules pourraient avoir été composées de ARN à l'intérieur des membranes lipidiques.
Mais le fonctionnement de l’ARN nécessite des cations divalents tels que Mg2+, qui perturbent les membranes primitives constituées d’acides gras. La question se pose de savoir si les concentrations relativement faibles de Mg2+ trouvées dans les lacs de soude auraient pu permettre à l’ARN et aux membranes de fonctionner ensemble.
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Pour explorer cette possibilité, Zachary Cohen et ses collègues ont collecté l'eau des lacs Last Chance et Goodenough au Canada après évaporation saisonnière. Ces lacs de soude contenaient chacun environ 1 M de Na+ et environ 1 mM de Mg2+ à pH 10.
Les auteurs ont constaté que l’extension spontanée d’amorces d’ARN courtes se produisait dans l’eau du lac à un rythme comparable aux taux observés dans des conditions de laboratoire standard. Les auteurs ont ajouté à l’eau du lac des acides gras, qui auraient pu être disponibles au début de la Terre, pour voir si les molécules s’assembleraient en membranes.
Résultats et implications
Les membranes se sont formées dans de l’eau diluée qui simule un événement pluvieux, et elles ont persisté même lorsqu’elles étaient entourées d’eau de lac concentrée provenant de la saison sèche.
Selon les auteurs, les lacs de soude des premiers temps de la Terre auraient pu soutenir des caractéristiques clés du développement des protocellules, la copie de l'ARN et l'activité des ribozymes ayant lieu pendant la saison sèche et la formation de vésicules se produisant pendant la saison des pluies.
