Des scientifiques étudient les origines de la vie en simulant une évolution cosmique


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    Les acides aminés constituent des millions de protéines qui pilotent les engrenages chimiques de la vie, y compris les fonctions corporelles essentielles chez les animaux. En raison de la relation entre les acides aminés et les êtres vivants, les scientifiques sont impatients de comprendre les origines de ces molécules. Après tout, les acides aminés ont peut-être aidé à engendrer la vie sur Terre après avoir été délivrés ici il y a environ 4 milliards d’années par des morceaux d’astéroïdes ou de comètes.

    Mais si oui, les acides aminés ont-ils été produits à l’intérieur des astéroïdes ou des comètes ? Ou les ingrédients bruts de la vie sont-ils sortis intacts du nuage moléculaire interstellaire de glace, de gaz et de poussière qui a formé notre système solaire et d’innombrables autres ?

    Si des acides aminés se formaient dans notre système solaire, alors la vie pourrait être unique ici. Mais s’ils provenaient d’un nuage interstellaire, ces précurseurs de la vie auraient également pu se propager à d’autres systèmes solaires.

    Des scientifiques du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, ont cherché à explorer comment les acides aminés et les amines – leurs cousins ​​chimiques – ont pu se former en simulant une mini évolution cosmique en laboratoire. Les chercheurs ont fabriqué des glaces comme celles trouvées dans les nuages ​​interstellaires, les ont soufflées avec des radiations, puis ont exposé le matériau restant, qui comprenait des amines et des acides aminés, à l’eau et à la chaleur pour reproduire les conditions qu’ils auraient rencontrées à l’intérieur des astéroïdes.

    “Le point important à retenir est que les éléments constitutifs de la vie ont un lien étroit non seulement avec les processus de l’astéroïde, mais aussi avec ceux du nuage interstellaire parent”, a déclaré Danna Qasim, qui a travaillé sur cette expérience alors qu’elle était postdoctorale. boursier à la NASA Goddard de 2020 à 2022. Qasim est maintenant chercheur scientifique au Southwest Research Institute de San Antonio et auteur principal d’une étude publiée le 9 janvier dans la revue ACS Chimie de la Terre et de l’Espace.

    Pour leur étude, Qasim et ses collègues ont fabriqué des glaces à partir de molécules que les télescopes ont couramment détectées dans les nuages ​​interstellaires, comme l’eau, le méthanol, le dioxyde de carbone et l’ammoniac. Ensuite, à l’aide d’un accélérateur de particules Van de Graaff à Goddard, ils ont zappé les glaces avec des protons à haute énergie pour imiter le rayonnement cosmique que les glaces auraient subi dans un nuage moléculaire. Le processus de rayonnement a brisé des molécules simples. Ces molécules se sont recombinées en amines et acides aminés plus complexes, tels que l’éthylamine et la glycine. Les acides aminés ont été laissés dans des résidus gluants.

    “Nous nous attendons à ce que ces résidus du nuage interstellaire soient transférés sur le disque protoplanétaire qui crée un système solaire, y compris les astéroïdes”, a déclaré Qasim.

    Les simulations d’astéroïdes sont venues ensuite. En submergeant les résidus dans des tubes d’eau et en les chauffant à différentes températures et pendant des durées variables, les scientifiques ont reproduit les conditions à l’intérieur de certains astéroïdes il y a des milliards d’années, appelées “altération aqueuse”. Ensuite, ils ont analysé les effets de ces conditions chaudes et aqueuses sur les molécules.

    Ils ont découvert que les types d’amines et d’acides aminés créés dans les glaces interstellaires de laboratoire, et leurs proportions, restaient constants quelles que soient les conditions des astéroïdes. Cela implique que les amines et les acides aminés peuvent rester intacts lorsqu’ils migrent du nuage interstellaire vers un astéroïde. Mais chaque molécule a réagi différemment aux conditions de type astéroïde en fonction de la quantité de chaleur appliquée par les chercheurs et de la durée. Les niveaux de glycine ont doublé après 7 jours de simulations d’astéroïdes, par exemple, tandis que les niveaux d’éthylamine ont à peine bougé.

    De nombreux autres scientifiques ont créé des glaces interstellaires et les ont recouvertes de radiations. Comme l’équipe Goddard, ils ont également découvert que ce processus crée des amines et des acides aminés. Mais l’ensemble des composés produits dans les laboratoires ne correspond pas à l’ensemble détecté dans les météorites. Les météorites sont des morceaux d’astéroïdes et, peut-être, de comètes que les scientifiques peuvent trouver à la surface de la Terre et sonder en laboratoire.

    Qasim et ses collègues ont voulu enquêter sur cette divergence, ils ont donc conçu une expérience – la première à ajouter des simulations d’astéroïdes à l’expérience sur la glace. Le processus a commencé avec une idée de Christopher Materese, un chercheur scientifique de Goddard qui était le chercheur principal de ce projet. Materese s’est demandé si les conditions des astéroïdes étaient le chaînon manquant entre la glace interstellaire fabriquée en laboratoire et les compositions de météorites.

    “Les expériences de laboratoire axées uniquement sur l’irradiation de la glace ne capturent pas pleinement la réalité de la chimie subie par ces composés”, a déclaré Materese. “Donc, une partie de l’objectif de ce travail était de voir si nous pouvions combler cet écart.”

    L’équipe de recherche n’a pas encore comblé l’écart. Ils ont découvert que même après avoir simulé les conditions des astéroïdes, les amines et les acides aminés qu’ils produisaient ne correspondaient toujours pas à ceux des météorites.

    Cela peut se produire pour diverses raisons. L’un a à voir avec une éventuelle contamination. Étant donné que les météorites traversent l’atmosphère terrestre et passent un certain temps à la surface avant d’être ramassées, il est possible que leur composition chimique change et ne reflète pas parfaitement les astéroïdes dont elles proviennent. Mais les scientifiques pourront résoudre ce problème avec des échantillons vierges de l’astéroïde Bennu, actuellement transporté par le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA vers la Terre pour une livraison le 24 septembre 2023 à la surface. Les scientifiques amélioreront également leurs expériences sur la glace après que le télescope spatial James Webb de la NASA aura renvoyé des informations détaillées sur les types de glaces qui composent les nuages ​​moléculaires interstellaires.

    “Nous ne sommes pas encore à la fin de ce travail, nous avons encore beaucoup à faire”, a déclaré Materese.

    Houssen Moshinaly

    Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009.

    Blogueur et essayiste, j'ai écrit 9 livres sur différents sujets comme la corruption en science, les singularités technologiques ou encore des fictions. Je propose aujourd'hui des analyses politiques et géopolitiques sur le nouveau monde qui arrive. J'ai une formation de rédaction web et une longue carrière de prolétaire.

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