De nouvelles recherches ont montré que les acides aminés, éléments constitutifs de la vie, pourraient avoir voyagé sur Terre à travers des grains de poussière interstellaire, contribuant ainsi potentiellement à relancer la biologie telle que nous la connaissons.
Dans une étude récente publiée dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical SocietyStephen Thompson, scientifique principal de la ligne de lumière I11, et Sarah Day, scientifique de la ligne de lumière I11, ont exploré comment des acides aminés comme la glycine et l'alanine pourraient survivre aux conditions difficiles de l'espace et se frayer un chemin vers la Terre, noyés dans la poussière cosmique.
Les acides aminés sont les fondements moléculaires des protéines et des enzymes, qui pilotent tous les processus biologiques des organismes vivants. Alors que les scientifiques débattent depuis longtemps pour savoir si ces molécules se sont formées sur Terre ou sont arrivées de l'espace, cette nouvelle étude offre des preuves irréfutables que la poussière cosmique pourrait avoir joué un rôle crucial dans leur émission.
L’équipe a synthétisé de minuscules particules de silicate de magnésium amorphe, un composant majeur de la poussière cosmique, et y a déposé des acides aminés – glycine, alanine, acide glutamique et acide aspartique. En utilisant la spectroscopie infrarouge et la diffraction des rayons X sur poudre synchrotron, ils ont ensuite examiné le comportement de ces molécules lorsque les particules de silicate étaient chauffées, simulant le réchauffement qui se produit lorsque les grains de poussière voyagent à travers le système solaire primitif.
Ils ont constaté que seules la glycine et l’alanine adhèrent avec succès aux particules de silicate. Ces acides aminés formaient des structures cristallines et, dans le cas de l'alanine, restaient stables à des températures bien supérieures à son point de fusion. L’étude a également révélé que les deux formes d’alanine en image miroir (L- et D-alanine) se comportaient différemment sous chauffage, la L-alanine montrant plus de réactivité que sa forme D. La glycine, en revanche, a été perdue à partir du silicate à des températures inférieures à son point de décomposition pure, ce qui indique qu'elle s'est détachée de la surface du grain plutôt que de se décomposer.
L’équipe a préparé deux lots de silicate amorphe et a soumis un lot à un traitement thermique avant de déposer les acides aminés. Il s’agissait d’éliminer les atomes d’hydrogène de la surface du silicate, produisant ainsi deux silicates aux propriétés de surface différentes, qui influençaient également les températures auxquelles les acides aminés étaient perdus.
Ces différences subtiles peuvent avoir eu de profondes implications sur les types de molécules qui ont semé la vie sur Terre.
Bien que l’étude se soit limitée à un seul composant de poussière cosmique, les résultats pourraient indiquer l’existence d’un possible « mécanisme de sélection astrominéralogique », un processus de filtrage naturel dans lequel la gamme limitée de surfaces de grains de poussière disponibles signifie que seuls des acides aminés spécifiques s’attachent aux grains de poussière.
Les acides aminés se forment dans les manteaux de glace qui recouvrent les grains de poussière cosmique, et un tel mécanisme entrerait en jeu lorsque les manteaux de glace seraient sublimés dans l'espace, avec les acides aminés qu'ils contiennent, lorsque les grains de poussière franchiraient la soi-disant « ligne de neige » et rencontreraient les régions intérieures plus chaudes du premier système solaire. Cela aurait pu influencer les molécules finalement livrées sur Terre, façonnant ainsi l'inventaire organique initial de la planète.
Une recette cosmique pour la vie
L’étude soutient l’idée selon laquelle les acides aminés formés dans les manteaux de glace interstellaires auraient pu être transférés vers des grains de poussière de silicate et avoir survécu suffisamment longtemps pour être livrés sur Terre. Cela se serait probablement produit il y a entre 4,4 et 3,4 milliards d'années, une période encadrée par la formation de la croûte terrestre et des océans après la fin des bombardements dits tardifs et l'apparition dans les archives géologiques des premiers microfossiles.
Les micrométéorites de l'Antarctique et les échantillons de comètes comme Wild 2 et 67P/Churyumov-Gerasimenko ont montré des concentrations élevées de matière organique, notamment d'acides aminés. En outre, même si les impacts des comètes et des astéroïdes, qui contiennent tous deux des acides aminés, se seraient encore produits à cette époque, l'afflux de micrométéorites aurait été si important qu'il aurait probablement été la source dominante de carbone organique au début de la Terre.
On pense que cette pluie de poussière spatiale riche en précurseurs de la vie sur la surface de la Terre aurait potentiellement compensé les quantités limitées d'acides aminés produits par la seule synthèse terrestre, permettant ainsi à la vie sur Terre de commencer.
Les recherches de l'équipe ajoutent une pièce essentielle au puzzle des origines de la vie. Cela montre que les grains de poussière interstellaire ne sont pas seulement des porteurs de molécules : ils peuvent influencer activement les matières organiques qui survivent et atteignent des planètes comme la Terre. En comprenant ces processus, les scientifiques peuvent mieux comprendre comment la vie pourrait émerger ailleurs dans l’univers.
L'étude souligne également l'importance de la science interdisciplinaire, combinant l'astronomie, la chimie et la géologie ainsi que les techniques expérimentales avancées disponibles dans des installations de recherche à grande échelle comme Diamond, pour explorer l'une des plus anciennes questions de l'humanité sur les origines de la vie.
