La vie extraterrestre pourrait être basée sur des réactions chimiques inattendues

La vie sur Terre repose sur des molécules organiques à base de carbone. Mais il existe peut-être d’autres formes de vie dans l’Univers, basées sur des chimies différentes. Des chercheurs ont exploré la possibilité que la vie soit apparue grâce à des réactions chimiques particulières appelées autocatalytiques. Ces réactions se nourrissent d’elles-mêmes et produisent des molécules qui favorisent leur répétition. Ces molécules pourraient être les briques de base de systèmes biologiques complexes et auto-entretenus.

Un nouveau regard sur l’origine de la vie

Les processus autocatalytiques sont centraux dans la compréhension de la biologie telle que nous la connaissons. L’autocatalyse décrit une séquence où les produits chimiques s’auto-entretiennent et s’auto-propagent, évoquant une analogie avec la reproduction biologique, où une entité facilite la création de copies d’elle-même. 

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Jusqu’à présent, la perspective scientifique dominante a principalement exploré ces réactions dans le contexte des molécules organiques – principalement basées sur le carbone. Cependant, une étude pionnière s’est aventurée au-delà des frontières de cette chimie organique traditionnelle, explorant des terrains inconnus dans la recherche des origines de la vie.

L’auteur principal de l’étude, Betül Kaçar, astrobiologiste, bactériologiste et biologiste évolutionniste à l’université du Wisconsin-Madison, a déclaré : « Il est important d’explorer ces possibilités afin de se faire une idée de ce à quoi pourraient ressembler toutes les formes de vie, et pas seulement la vie sur Terre. » Les chercheurs de la dernière étude ont élargi leur recherche de l’autocatalyse au-delà des molécules organiques. Ils ont pensé que l’autocatalyse pourrait contribuer à l’abiogenèse, c’est-à-dire à la création de la vie à partir de la non-vie.

Explorer les cycles chimiques et découvrir des possibilités exotiques

En élargissant le spectre de leur recherche à des cycles de comproportionnement, les chercheurs entrevoient des possibilités où une vie alternative pourrait émerger des vastes toiles de cycles chimiques. Ces cycles produisent des multiples d’une molécule, un mécanisme qui évoque la reproduction, un attribut fondamental de la vie. Selon Zhen Peng, biologiste évolutionniste à l’université du Wisconsin-Madison et auteur principal de l’étude, le comproportionnement est distinct car il implique une action unique qui se traduit par des multiples d’un phénomène.

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Au cours de cette recherche, les scientifiques ont plongé dans plus de deux siècles de littérature scientifique, analysant une multitude de documents dans diverses langues et déterrant 270 cycles de réactions autocatalytiques distincts. Zach Adam, géologue à l’université du Wisconsin-Madison et coauteur de l’article, a déclaré : « Nous avons pu concevoir et réaliser cette évaluation sans précédent de l’ubiquité des cycles autocatalytiques grâce à des outils de recherche linguistique et de traduction efficaces. » 

De manière intrigante, la majorité de ces cycles n’étaient pas ancrés dans la chimie organique. Au lieu de cela, certains s’appuyaient sur des éléments que nous ne trouvons pas couramment dans les formes de vie sur Terre, tels que le mercure ou le thorium radioactif. D’autres cycles ne fonctionnent que dans des conditions extrêmes de température ou de pression, ou avec des gaz inertes comme le xénon. Ces résultats suggèrent que l’autocatalyse pourrait être un phénomène courant dans l’Univers et qu’elle pourrait conduire à l’émergence de systèmes chimiques complexes et auto-entretenus, précurseurs potentiels de la vie.

Les implications de la recherche sur la vie et au-delà

Cette recherche ouvre des perspectives nouvelles pour la recherche de la vie extraterrestre et la compréhension de son origine. Elle montre que la vie pourrait être basée sur des chimies différentes du carbone et qu’elle pourrait exister dans des environnements très variés. Elle invite à élargir le champ des possibles et à explorer des scénarios inédits.

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Cette recherche pourrait aussi avoir des applications pratiques, comme l’optimisation de la synthèse chimique ou l’utilisation de composés chimiques pour des tâches comme le calcul. En combinant plusieurs cycles de comproportionnement, il serait possible de créer des réactions chimiques capables de réaliser des opérations logiques ou de stocker de l’information.

Les chercheurs espèrent que leurs travaux seront testés expérimentalement et qu’ils conduiront à la découverte de nouveaux exemples de chimie complexe qui fonctionnent dans des conditions où les cycles à base de carbone ou même de silicium sont impossibles.