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Le sucre est une substance essentielle à la vie, présente dans les fruits, les molécules d’ADN et toutes les formes de biologie. Mais comment cette molécule est-elle apparue sur la Terre primitive ? Une nouvelle étude propose une hypothèse originale qui pourrait éclairer ce mystère et d’autres domaines scientifiques.
Une nouvelle piste pour expliquer les sucres primitifs
Les chimistes qui étudient l’origine de la vie cherchent à expliquer comment les substances simples présentes sur la Terre “prébiotique” ont pu se transformer en molécules et processus chimiques nécessaires à la vie.
Parmi ces molécules, il y a les acides aminés qui composent les protéines, les nucléobases qui constituent l’ADN et l’ARN, et les sucres ou glucides. On pense que les acides aminés et les nucléobases ont probablement été fabriqués à partir de cyanure d’hydrogène et d’ammoniac, respectivement. Mais l’origine des sucres reste un mystère.
Une alternative au formaldéhyde
Jusqu’à présent, on pensait que les sucres étaient issus de réactions impliquant le formaldéhyde, une molécule simple. Mais ce scénario présente des inconvénients, car les réactions sont complexes et produisent des effets indésirables.
Deux chimistes renommés, Ramanarayanan Krishnamurthy du Scripps Research et Nicholas Hud du Georgia Institute of Technology, ont publié dans la revue Chem une théorie alternative sur la formation des premiers sucres. Ils suggèrent que les sucres primitifs ont pu être obtenus à partir d’une autre molécule simple, le glyoxylate, qui existait probablement sur Terre avant la vie.
Le glyoxylate aurait réagi avec lui-même pour former du glycolaldéhyde, un cousin du formaldéhyde. Puis, le glyoxylate, le glycolaldéhyde et d’autres molécules simples auraient réagi ensemble pour donner des sucres simples et d’autres produits sans les inconvénients du formaldéhyde.
“Nous montrons que notre nouvelle hypothèse a des avantages significatifs par rapport à l’idée plus classique que les premiers sucres sont venus du formaldéhyde”, déclare Ramanarayanan Krishnamurthy.
Un enjeu pour comprendre l’origine de la vie et ses applications
L’hypothèse proposée apporte une contribution au corpus de connaissances qui nous aide à comprendre comment la vie est née sur Terre à partir du bouillon primordial. Cette question fondamentale permet d’éclairer d’autres domaines comme la recherche de la vie extraterrestre, la biologie synthétique, la science de l’atmosphère ou la géologie.
Les chercheurs de l’étude essaient actuellement de reproduire en laboratoire le scénario de réaction du glyoxylose pour vérifier s’il a pu réellement produire les premiers sucres. Ils étudient aussi les applications industrielles possibles des procédés de production du glyoxylate, qui pourraient servir à réduire les niveaux de CO2 localement dans les environnements industriels ou globalement.