Une vie possible au-delà des frontières terrestres

1ère S.2
KHAFIF Linda
FERRERO Emilia
Une vie possible au-delà des frontières terrestres ?
Introduction
Sommaire
Intro : La vie telle que nous la connaissons aujourd'hui
La vie telle que nous la connaissons aujourd'hui
La vie telle que nous la connaissons sur Terre est
constituée principalement d’eau (H2O), de matières
carbonées (composées de CHON (carbone, hydrogène,
oxygène et azote, il s’agit entre autres de protides,
glucides, lipides, et acides nucléiques) et minérales soit
non carbonées comme les sels minéraux, le calcium et le
fer.
Les principaux éléments chimiques composant le vivant
terrestre sont :

l’oxygène à hauteur d’environ 66% ;

le carbone (~17%) ;

l’hydrogène (~12%) ;

l’azote (~4%) ;

et divers autres gaz (<1%).
CHON
Il s'agit d'un acronyme pour les 4 éléments
chimiques communs aux organismes
vivants : soit le Carbone, l’Hydrogène,
l’Oxygène,
et
l’Azote.
L’acronyme CHONPS qui tient des 4
atomes cités précédemment ainsi que du
phosphore et du soufre, représente les six
plus essentiels atomes nécessaires à la vie
terrestre, en effet, par combinaisons
covalentes
ces
éléments
chimiques
permettent de créer des molécules
biologiques présentes sur Terre, soit des
molécules indispensables à la vie telle que
nous la connaissons.
Sur Terre, l’évolution chimique naturelle aurait
conduit à la formation de structures de plus en plus
complexes jusqu’aux premières cellules prébiotiques,
par lesquelles la vie est constituée, il s’agit entre autres
d’une structure qui parait indispensable à toute forme
de
vie.
La cellule permet en effet des échanges avec le monde
extérieur tout en se protégeant, à l’aide d’une
membrane, d’éventuelles attaques extérieures. (On
note qu’un organisme est dit vivant lorsqu’il échange
de la matière et de l’énergie avec son environnement
tout en conservant son autonomie, qu’il se reproduit, et
que son espèce évolue par sélection naturelle.)
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La biochimie cellulaire est constituée de deux types de macromolécules :

Les acides nucléiques, qui permettent la reproduction
cellulaire.
Leur structure constitue le support de l’information génétique ; il
en existe deux sortes : l’ADN (acide désoxyribonucléique), la
molécule de la vie, qui renferme l’information génétique, celle-ci
peut se répliquer et subir des modifications ce qui permet à
l’espèce d’évoluer, et l’ARN (acide ribonucléique) qui permet le
transfert de l’information génétique contenue dans l’ADN
jusqu’au cœur de l’usine cellulaire, le ribosome, où a lieu la
réplication.
Ils sont construits sur le schéma moléculaire suivant : une brique
appelée nucléotide composée d’un phosphate, d’un sucre (ou
carbohydrate) ribose ou désoxyribose, ainsi que d’une base
azotée. Des milliers de nucléotides pourraient être fabriqués en
laboratoire, pourtant seule une poignée est utilisée par la chimie
du vivant.

Les protéines, qui permettent le bon
fonctionnement cellulaire, ainsi que l’assimilation
de l’énergie et de la nourriture.
Ces dernières, créées à partir du code génétique,
n’utilisent qu’une vingtaine d’acides aminés
différents (identiques pour tous les êtres vivants
terrestres ; ils sont composés d’un groupement
aminé (NH2), un groupement acide (COOH), d’une
portion variable d'un acide aminé à l'autre), alors
qu’il en existe des centaines dans la nature et des
millions peuvent être chimiquement fabriqués.
Protéines et acides nucléiques utilisent les mêmes briques moléculaires élémentaires
(Adénine, Thymine, Cytosine, Guanine, Uracile) pour tous les êtres vivants (soit de la simple
bactérie à l’être humain). Les séquences des acides aminés (pour les protéines) ou des
nucléotides (pour les acides nucléiques) leur donnent leur spécificité.
Jusque peu, une question restait ouverte : qui des protéines et des acides nucléiques est
apparu en premier ? En effet, sans acide nucléique, pas de réplication, or cette réplication
nécessite des protéines, elles-mêmes formées à partir de l’acide nucléique !
Dans les années 1980, ce problème a enfin pu trouver une probable solution : on a constaté le
rôle de catalyseur que pouvait jouer l’ARN, rôle qui semblait jusque-là réservé aux protéines.
D’où l’idée d’un « monde ARN », ces molécules réplicatives auraient auparavant assuré le
fonctionnement de la machinerie cellulaire en l’absence de
protéines.
Tous les êtres vivants connus sont également basés sur le
principe d’homochiralité, soit la propriété que possède un objet de
ne pas être superposable à son image dans un miroir. Cela permet
notamment, par complémentarité de nucléotides, la reproduction de
l’information génétique.
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Il existe deux types d’organisation nutritionnelle au sein d’organismes : les hétérotrophes
qui s’alimentent de matériaux organiques déjà formés, et les autotrophes qui synthétisent leurs
briques organiques à partir de carbone minéral, par des processus chimiques ou par la lumière.
On appelle ces processus chimiosynthèse ou photosynthèse, c’est à cette dernière que l’on
doit le dioxygène présent actuellement dans notre atmosphère.
L’ensemble des êtres vivants de notre planète proviendrait
d’un ancêtre universel commun : la bactérie LUCA (Last
Universal Commun Ancestor). Cette bactérie aurait permis la
grande diversité de la vie présente sur notre planète : ainsi
connaitre l’origine de la vie revient à comprendre l’origine de
LUCA.
Ont été nécessaires à la formation de la vie sur
Terre une énergie extérieure, soit le Soleil apportant
lumière et chaleur, permettant ainsi à notre planète de
se stabiliser à une température adéquate, une source
de matière carbonée et de l’eau liquide (H2O), solvant
planétaire et à priori universel puisque liquide sur un
large
intervalle
de
températures.
Cependant, divers organismes ont prouvé réussir à
survivre en dépit de l’absence de l’un de ces
paramètres.
Des
micro-organismes,
appelées
extrêmophiles, ont effectivement été découverts se
développant dans des conditions extrêmes : par
exemple dans les glaces de l’Antarctique, ou encore
près de sources hydrothermales appelées « fumeurs
noirs ». Ces dernières se situent à 2.500m de
profondeur sous la mer, où règnent de fortes
pressions (250 bar), des températures environnant les
100°C ainsi qu’une présence importante d’hydrogène
sulfuré (H2S). On notera, par ailleurs, que certains
environnements terrestres peu adaptés à la vie
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peuvent présenter des similitudes avec des biotopes extraterrestres (par exemple, le lac sous
glaciaire de Vostok, en Antarctique est un modèle terrestre d’océan interne dont on
soupçonnerait la présence sous la surface de certains satellites du système solaire).
Certaines bactéries peuvent également restaurer
leur ADN détérioré notamment grâce à de multiples
copies de l’information génétique, ce qui leur
permet de résister efficacement aux radiations. Par
exemple, la Deinococcus Radiodurans est capable
de survivre à des radiations environ 1.000 fois
supérieures à la dose mortelle pour l’Homme. Cette
résistance exceptionnelle est due à une adaptation
vis-à-vis de la sécheresse et donc des rayonnements
solaires.
En outre, la Terre aux origines de la vie constituait également un environnement hostile, avec
des températures dépassant les 80°C, une atmosphère composée essentiellement de méthane
(CH4), ainsi qu’une surface instable liée à un fort volcanisme et à de nombreux impacts de
météorites. Selon une hypothèse, ce serait par ces dernières que l'H2O, et peut être même la
vie seraient arrivées sur Terre : en effet des acides aminés semblables à ceux composant les
organismes vivants terrestres ont été retrouvés sur certaines d’entre elles.
Bien entendu, si de potentiels corps célestes candidats à l’apparition de la vie il y a, ils
présenteront un environnement totalement différent de celui que présentait la Terre des
origines. Aussi, les potentiels organismes vivants devront s’adapter à ce biotope. Cela
aboutirait forcément à une forme de vie qui nous serait totalement différente et inconnue. Ce
serait probablement à l’état de bactéries (soit les organismes vivants les plus résistants que
l’on
connaisse
jusqu’alors),
que
celle-ci
se
manifesterait.
Certains chercheurs émettent même l’hypothèse qu’une forme de vie différente puisse exister
sur Terre mais qu’elle ne nous soit pas visible (les technologies actuelles de reconnaissance
des micro-organismes étant basées sur notre propre biochimie, seul véritable exemple de vie
dont nous avons certitude de l’existence), ou même qu’elle ait déjà disparu.
Nous allons maintenant nous intéresser à une probable vie dans ces mondes au-delà
de nos frontières.
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