Prélude à l'exobiologie

Toute supputation exobiologique doit en préalable tenter d'examiner les conditions d'apparition de la vie (du moins ce que nous en savons) sur Terre (puisque nous n'avons qu'un seul modèle). Je me suis amusé à pondre ce petit texte que je posterai sur mon site en tenant compte des éventuelles réactions des uns et des autres, ce texte à largement été inspiré par des discussions récentes sur ce forum

Les conditions de l'apparition de la vie sur Terre

La Terre a-t-elle bénéficié de conditions exceptionnelles qui ont permis l'apparition de la vie et qui ont facilité son développement ?

C'est presque devenu un lieu commun, un certain nombre de spécialistes ou de non spécialistes l'affirment haut et fort.

Nous allons passer en revue les principaux arguments de ce qu'on appelle parfois la théorie de la terre rare :

Commençons, uniquement par soucis d'exhaustivité à balayer quelques bêtises qui eux émanent de véritables non-spécialistes (si on peut se permettre ce genre d'appellation)

- il faut de l'oxygène dans l'atmosphère : ben non pas du tout, et la terre primitive n'en contenait pas. La vie s'est créée dans l'eau, puis les premiers organismes pluricellulaires ont développé la photosynthèse, autrement dit, elles ont synthétisées l'oxyde de carbone et rejetées l'oxygène. C'est la vie qui a créé l'oxygène atmosphérique et non le contraire.

- La couche d'ozone : l'ozone est de l'oxygène ionisé en haute altitude. (O3 alors que l'oxygène se présente sous la forme O2). La couche d'ozone (qui filtre les rayons ultra-violets) a commencé à se former en même temps que l'oxygène.

- La présence de la Lune, de part le phénomène de marée a permis à la vie de sortir de l'eau : Oui, mais, il n'y aurait pas eu la lune, les marées existeraient tout de même grâce aux Soleil, certes, elles seraient moins importantes, mais elles seraient bien là.

Passons maintenant à des choses plus sérieuses :

La présence d'eau liquide : oui, dans l'état actuel de nos connaissances, cet élément paraît incontestablement indispensable.

La présence dans le système solaire d'une énorme géante gazeuse (Jupiter) servant de piège à météorites et limitant par là les impacts terriens et donc les extinctions de masses.

Comme dans cette affirmation rien n'est mesurable ont peut toujours gloser. Mais l'argument est facilement retournable : si la ceinture d'astéroïde existe, c'est bien parce que l'influence gravitationnelle de Jupiter a empêché l'accrétion des objets gravitant dans cette région. Mais reste la ceinture de Kuiper...

La présence d'un champ magnétique protégeant des rayons cosmiques : D'accord, mais ça n'a rien d'une rareté, des huit planètes du système solaires seul Vénus et Mars en sont aujourd'hui dépourvus. Ganymède en a un, Vesta sans doute aussi.

La présence d'une tectonique des plaques qui aurait assuré la biodiversité des espèces : Déjà je ne vois pas pourquoi la vie ne serait pas possible sans tectonique. La tectonique des plaques est d'abord le phénomène responsable de la plupart des grandes extinctions de masses que la Terre a connu, avec notamment des périodes d'activités volcaniques incessantes qui ont littéralement empoisonnés l'atmosphère pendant des périodes considérables. En ce qui concerne la biodiversité, tout dépend de ce que font les plaques, si deux plaques séparées se rejoignent, les espèces de la plaque A (que ce soit faune ou flore) vont entrer en concurrence avec les espèces similaires de la plaque B, et en règle générale une seule survivra. En revanche si une plaque se sépare en deux, les espèces vont évoluer différemment sur chacune des nouvelles plaques.

La présence de la Lune servant de stabilisateur à l'axe terrestre : Sans la Lune, l'axe aurait été chaotique : horreur, malheur ! Voyons ça de plus près : Déjà cette instabilité n'est perceptible qu'en échelle de temps géologique, on ne se retrouve pas à l'équateur le samedi et au pôle le dimanche. La vie aurait sans doute évolué vers des formes adaptées à la situation : par régulation thermique, par migration ou que sais-je encore : le vivant à maintes fois prouvé son étonnante faculté d'adaptation !

Donc finalement à part l'eau liquide...

Le calcul de probabilité

La probabilité de l'apparition de la vie sur Terre est nulle. Franck Crick, prix Nobel de Biologie établit le constat suivant :

• Une cellule vivante est composée de 23 acides aminés formant une chaîne compacte.

• La fonction de chacun de ces acides aminés dépend, à son tour, d'environ 2000 enzymes spécifiques.

• On peut donc calculer que la probabilité pour qu'un millier d'enzymes différentes se rapprochent de manière ordonnée jusqu'à former une cellule vivante (au cours d'une évolution de plusieurs milliards d'années) est de l'ordre de 10 puissance 1000 contre un.

• Autant dire que cette chance est nulle.

• Pourtant on est là !

Fred Hoyle dit à peu près la même chose : Les premières cellules vivantes sont apparues sur Terre, environ 500 millions d'années après que les conditions d'apparitions de la vie soir réunies. Ce délai est trop court pour que le seul hasard produise la première protéine ordonnée. Hoyle calcula que pour obtenir une seule protéine contenant 100 acides aminés il faudrait 1350 milliards d'années… Si on ajoute qu'une cellule vivante contient environ deux cent mille protéines différentes... dont deux cent enzymes…. Les chiffres deviennent vertigineux (et ne veulent plus rien dire)

Crick se mit ensuite à délirer expliquant que la vie sur Terre avait été ensemencé volontairement par des extra terrestres menacés d'extinction et qui incapables d'assurer leur propres survie avait voulu au moins perpétuer la vie… Par contre il oublie d'expliquer comment les extraterrestres en question ont bravé le hasard en existant eux bel et bien… Passons… Hoyle est plus sérieux et s'il conclut que la vie n'est pas née sur Terre mais dans l'espace, il ne fait que repousser le problème ce qu'il reconnaît bien volontiers.

Je me souviens aussi qu'un jour à la télé, le dénommé BHL (qui n'y connaît rien) nous sortit doctement que la chance de développer la vie était la même que celle de voir un chimpanzé nous saisir au clavier les œuvres complètes de Shakespeare en mettant ses doigts au hasard… Pourtant on est là

Pourquoi ?

Il y a en fait quatre grands groupes d'explications, deux de ceux-ci étant sans doute mauvaises, une troisième ne faisant que reculer le problème :

1. l'explication surnaturelle : Passons, une croyance ne se discute pas et ce n'est de toute façon pas le lieu (même si on ne peut s'empêcher de penser que Monsieur Surnaturel, il aurait pu faire plus simple)

2. L'argument du tirage : cet argument est souvent développé par certains. On fait l'analogie avec un tirage du loto et on en conclue qu'on est les joyeux vainqueurs… ce qui permet de préciser dans la foulée que les vainqueurs en questions ils ne sont pas nombreux et peut-être même bien qu'il est unique. Nous allons voir que cet argument est farfelu.

Cas 1 : Le protocole de tirage : On prend les 6 milliards d'individus vivant sur Terre, on met leur nom dans un chapeau (un grand chapeau !) et on en tire un. Il a gagné ! Bravo. On ne va pas se dégonfler on va continuer l'expérience et on va mettre dans le chapeau les 1600 milliards de mammifères… On en tire un, il a gagné… Et on peut continuer en ajoutant les poissons, les oiseaux et tout ce que vous voudrez. Même avec un milliard de milliard on aura toujours un gagnant ! Et pourquoi on a un gagnant ? Parce que c'est prédéfini au départ. Le protocole dit il y aura Un gagnant choisi dans un échantillon de tant d'individus. Et on peu même aller plus loin, le protocole de tirage étant ce qu'il est, la chance de trouver un gagnant sera de 100 %, toujours de 100 %.

Cas 2 : La probabilité sans protocole : La probabilité de l'apparition de la vie sur Terre n'est en aucun cas assimilable à un "tirage, on ne connaît aucun des 2 paramètres, ni le nombre de gagnants (sauf à dire qu'il est au moins égale à 1), ni le nombre de participants. Nous ne sommes donc pas dans ce cas de figure.

3. L'explication cosmique : La vie ne serait pas née sur Terre, mais aurait été apporté par contact cosmique (comètes, nuages galactiques… voire extraterrestres). Autrement dit on ne résout pas le problème, on le repousse !

4. L'auto organisation de la matière vers le vivant : En statistiques (on ne parle plus ici de tirage), lorsque le niveau de probabilité d'un événement devient semblable à celui énoncé par Franck Crick, on peut dire qu'il ne se produira pas. Corollairement, si l'événement s'est produit c'est sans doute parce que le calcul de probabilité contient une erreur. Laisser au seul hasard l'assemblage des briques du vivant n'est sans doute pas la bonne piste, aussi peut-on supposer que la matière tend à s'auto-organiser vers le vivant selon un processus qui pour l'instant nous échappe complètement.

'21/10/08'

oui, science et vie a un dossier la dessus ce mois ci je crois. ce qui est incroyable, c est que plus on decouvre d'exoplanetes et d'exosystemes planetaires, plus on se rends compte que ce que l'on prenait pour la regle (notre systeme solaire, notre planete) fait figure non pas de regle comme copernic l'avait postuler mais d'exception....cela remet en cause pas mal de choses: les fameuses lois universelles sur l'univers sont elles vraimment universelles.....

si, a priori, la vie tel que nous la connaissons et la vivons est sur terre, en effet le parametre le plus important est , en tout cas le plus probant et detectable est l'eau liquide. il y a enormément de parametres, peut etre une infinité.

et si eau liquide sur terre cela est due aussi au fait que la terre se trouve dans ce qu on apppel la zone habitable du systeme solaire qui est le notre et la zone habitable de la voie lactée, du moins, c est la dessus qu'on se base pour faire des hypotèses de "viabilisation" des exoplanètes qu'on peut decouvrir......

Autrement dit on ne résout pas le problème, on le repousse !

il le faut quelquefois, quand on a pris une mauvaise route.....

C'est intéressant cette approche des arguments point par point. Mérite un approfondissement sur certains points, comme notamment l'histoire de la tectonique (j'ai entendu parler de ça pour la première fois sur France Inter, à une émission où était invité Serge Brunier).

Le paragraphe sur les probabilités me parait un petit peu confus. Par exemple, il me semble qu'une probabilité nulle n'interdit pas une occurrence, improbable certes, mais pas impossible (thèse de Jacques Monod et Steven Weinberg).

Je veux dire,

• Autant dire que cette chance est nulle.
  
• Pourtant on est là !
  

n'invalide pas l'hypothèse.

Globalement, on dirait bien que l'hypothèse de l'auto-organisation de la matière vers le vivant commence d'être une hypothsèe fort plausible.

Estonius, belle analyse, l'auto organisation de la matière dès des conditions favorables existent me paraît aussi assez logique.

Mariposa, je n'ai pas lu cet article mais il me semble que l'on ne connaît que 350 exoplanètes, ça me paraît un peu léger pour commencer à en tirer des conclusions.

La présence dans le système solaire d'une énorme géante gazeuse (Jupiter) servant de piège à météorites et limitant par là les impacts terriens et donc les extinctions de masses.

Comme dans cette affirmation rien n'est mesurable ont peut toujours gloser. Mais l'argument est facilement retournable : si la ceinture d'astéroïde existe, c'est bien parce que l'influence gravitationnelle de Jupiter a empêché l'accrétion des objets gravitant dans cette région. Mais reste la ceinture de Kuiper...

Jupiter a permis, par sa masse importante à destabiliser des objets en orbite circulaire, en les faisant chuter vers le système solaire interne. C'est grâce à ça que l'on a de l'eau, qui aurait sinon été entièrement détruite lors de la formation de la Terre.

Par contre maintenant, vu qu'il y a beaucoup moins de corps vagabonds, Jupiter stabilise l'orbite des astéroïdes, et tend à dévier l'orbite de ceux qui sont les guignols. La plupart de ces déviés sont soit avalés par le Soleil, soit pas Jupiter (Shoemaker-Levi-9)(pardon pour l'orthographe) soit encore expulsés du système solaire. Il réduit donc la probabilité d'un corps à l'orbite elliptique aille se fracasser contre une planète en lui volant trop d'énergie ou en en lui donnant trop.

La présence d'une tectonique des plaques qui aurait assuré la biodiversité des espèces : Déjà je ne vois pas pourquoi la vie ne serait pas possible sans tectonique. La tectonique des plaques est d'abord le phénomène responsable de la plupart des grandes extinctions de masses que la Terre a connu, avec notamment des périodes d'activités volcaniques incessantes qui ont littéralement empoisonnés l'atmosphère pendant des périodes considérables. En ce qui concerne la biodiversité, tout dépend de ce que font les plaques, si deux plaques séparées se rejoignent, les espèces de la plaque A (que ce soit faune ou flore) vont entrer en concurrence avec les espèces similaires de la plaque B, et en règle générale une seule survivra. En revanche si une plaque se sépare en deux, les espèces vont évoluer différemment sur chacune des nouvelles plaques.

Étant donné qu'il n'y avait pas de molécules d'ozone dans l'atmosphère primitive de la Terre, les premiers organismes n'auraient pas pu tirer leur énergie du Soleil (à cause des UV). L'hypothèse souvent défendue est celle de l'apparition de la vie sous la mer, près des "fumeurs noirs", qui fournissent non seulement de la chaleur, mais aussi des molécules organiques complexes et des espèces chimiques très réactives utilisées par les micro-organismes pour se développer.

Donc oui la tectonique des plaques à joué un grand rôle dans l'apparition de la vie.

Je rajoute à cela le faite que grâce à la tectonique des plaques, les carbonates sont recyclés en dioxyde de carbone, s'il n'y avait pas de tectonique des plaques, on serait à court de carbone donc: température glaciales + plus de carbone pour manger.

***

Je te propose la revue "dossier pour la science". si tu trouve une bibliothéque abonnée, tu trouvera un exemplaire dédié à l'origine de la vie.

On en revient presque a Darwin avec l'auto organisation de la matière, sorte de selection naturel de la nature elle même a s'améliorer de plus en plus si les conditions sont présente....

Mariposa, je n'ai pas lu cet article mais il me semble que l'on ne connaît que 350 exoplanètes, ça me paraît un peu léger pour commencer à en tirer des conclusions.

exact 350 au 1er septembre 2008.

d'apres les scientifiques qui étudient tout cela (et d'apres S.Brunier qui a redigé l'article) cela commence à représenter un echantillon représentatif.

bon, d'accord, c'est science et vie, bon.....

Mouais, j'ai un peu des doutes sur l'objectivité de S.Brunier qui croît depuis toujours à l'unicité ou l'extrême rareté de la vie.

De plus c'est un journaliste/écrivain, pas un scientifique.

il y a les deux idées extremes qui "s'affrontent " : soit c'est partout et tout le temps , soit c est juste ici et maintenant .

De plus c'est un journaliste/écrivain, pas un scientifique.

c'est pourquoi je notais "bon, d'accord, c'est science et vie, bon..... " vulgarisation pas toujours appréciée et effet d'accroche a grand coup d'exceptionnel et d'images de synthèse sur couverture glacée

pi faut bien vivre......

Je me permets quelques petites remarques sur les aspects les plus "biologie" de l'intervention d'Estonius :

 

La probabilité de l'apparition de la vie sur Terre est nulle. Franck Crick, prix Nobel de Biologie établit le constat suivant :

• Une cellule vivante est composée de 23 acides aminés formant une chaîne compacte.

...pas clair ici : en fait 20 (pas 23) acides aminés permettent de former la totalité des protéines présentes dans une cellule.

• La fonction de chacun de ces acides aminés dépend, à son tour, d'environ 2000 enzymes spécifiques.

...je pense qu'on devrait parler ici plutôt de fonctions de protéines?

• On peut donc calculer que la probabilité pour qu'un millier d'enzymes différentes se rapprochent de manière ordonnée jusqu'à former une cellule vivante (au cours d'une évolution de plusieurs milliards d'années) est de l'ordre de 10 puissance 1000 contre un.

...Je ne pense pas que l'on puisse discuter l'apparition de la vie dans ces termes...à moins d'être créationniste. L'apparition de la vie tel que nous la connaissons actuellement est un processus évolutif.

Fred Hoyle dit à peu près la même chose : Les premières cellules vivantes sont apparues sur Terre, environ 500 millions d'années après que les conditions d'apparitions de la vie soir réunies. Ce délai est trop court pour que le seul hasard produise la première protéine ordonnée.

...encore une fois, une idée très créationniste ici. Hoyle est un cosmologiste, et visiblement pas un biologiste dans son argumentation! Il ignore complètement ici l'évolution et la sélection naturelle

Crick se mit ensuite à délirer

...hélas pour ce brillant biologiste, il est depuis quelques années très délirant dans ses propos (cf . certains propos ouvertement racistes).

De plus c'est un journaliste/écrivain, pas un scientifique.

Avez-vous déjà assisté à un débat entre astronomes et biologistes sur ce sujet ? Pour les premiers il faut et il suffit que les conditions chimico-physiques soient réunies pour que la vie apparaisse, les seconds sont beaucoup plus réservés.

Déjà il faudrait répondre à la question : Qu'est-ce que la vie ? Question a priori évidente, qui ne l'est absolument pas .

Ensuite, il faudrait au moins à peu près comprendre comment la forme de vie que nous connaissons a commencé. Aujourd'hui, bien qu'on soit sur place , on n'en sait strictement rien. Le fait de synthétiser des acides aminés dans un bocal censé reproduire les conditions de la terre primitive (expérience de Miller) ne fait pas avancer le schmilblick, depuis la spectroscopie a montré qu'il y a plein de molécules organiques partout ou presque !

Estonius, ton argument antiprobabiliste ne me paraît pas bon :

- je ne connais pas trop le loto, mais il me semble que la règle n'est pas qu'il y ait un gagnant et un seul comme dans le tirage d'une tombola, mais chaque joueur donne une série de nombres, ensuite une série de nombres est tirée au hasard (en principe ) et gagnent ceux qui ont trouvé la bonne série. Il peut y avoir aucun gagnant ou plusieurs, pas forcément un seul. Je ne pense pas que les statistiques soient mises en défaut dans le cas du loto !

Avec les probabilités on peut faire deux choses :

1) si on connait la probabilité d'un événement (par exemple d'apparition de la vie sur une planète) calculer la probabilité associée au nombre de ces événements sur une population (par exemple les probabilités qu'aucune, 1, 2, 3, ... planètes aient la vie sur une population de 1 milliard de planètes),

2) à l'inverse, si on connait le nombre d'événements sur une population, évaluer la probabilité de cet événement.

Le problème : ni on connaît la probabilité que la vie apparaisse dans des conditions données, ni on connaît le nombre de fois où la vie est apparue dans notre environnement (même réduit au système solaire) ce qui limite un peu la portée des arguments statistiques . Ce n'est pas le principe du raisonnement qui est faux, mais c'est l'absence de données pour le faire fonctionner qui limitent sa portée.

Avez-vous déjà assisté à un débat entre astronomes et biologistes sur ce sujet ? Pour les premiers il faut et il suffit que les conditions chimico-physiques soient réunies pour que la vie apparaisse, les seconds sont beaucoup plus réservés.

Ce n'est pas tellement surprenant, si on y réfléchit. Les premiers naviguent dans des quantités astronomiques de galaxies, étoiles, planètes... et les seconds dans une quantité effarante de conditions à réunir pour qu'un machin soit vivant et le reste...

Forcément, ça influe sur les points de vue.

Je suis de l'avis de Chicyg:

Le gros problème de l'exobiologie, aussi bien pour ceux qui pensent que la vie est un phénomène courant dans l'univers que pour ceux qui pensent que la vie est rare voire unique, c'est l'absence totale de données sur de nombreux points cruciaux.

Je n'en citerais que quelques uns ici:

_ premièrement, j'ai toujours trouvé scabreuse l'idée qui consiste à dire "la vie sur Terre est apparue dans telles conditions, ces conditions doivent donc être un à priori absolu à l'apparition de toute vie". C'est faire d'un cas unique une généralité, ce qui est l'inverse d'une démarche rigoureuse. Nous avons déjà vu ce que cela faisait en astronomie: jusqu'à il y a quinze ans, nous pensions: "nous ne connaissons qu'un système solaire, et les conditions qui ont permis de le former. Les autres systèmes solaires - si ils existent - doivent donc avoir été formés dans les mêmes conditions et lui ressembler fortement". Résultat, dès les premières observations d'exoplanètes, on a bien vite compris que notre modèle unique et généralisé était bon à jeter aux orties...

_ de plus, connaissons nous vraiment aussi bien que cela les conditions dans lesquelles la vie est apparue? Le biologiste qui dira "oui, sans conteste", n'est pas honnète. Au fond des océans, près des rivages, dans quelles conditions de températures et de pressions, avec quels éléments de base et de quelle origine (chimie organique terrestre ou "extraterrestre"? Et quels étaient la composition et le métabolisme de ces premiers êtres vivants? ADN ou ARN? Combien d'acides aminés? La réponse est: on en sait foutre rien. Les premiers 500 millions d'années d'apparition de la vie nous sont pour ainsi dire inconnus.

_ Hoyle et Crick (qui semble oublier ses propres travaux dans l'affaire...) partent d'ailleurs dans le zig quand il disent qu'il faudrait des milliards d'années pour qu'une protéine s'assemble d'elle même à base d'acides aminés. La clef du problème, c'est l'apparition du code qui produit les acides aminés, et qui est aujourd'hui l'ADN/ARN. Obtenez un code ARN, et vous aurez toutes les protéines que vous voulez en quelques heures.

_ Pouvons nous vraiment, à partir de 350 observations d'exoplanètes faites avec des méthodes qui - nous le savons pertinemment - faussent notre vision globale de cette population, faire une estimation du nombre de planètes et de leurs grandes caractéristiques de populations?

- tout calcul de probabilité - dans un sens comme dans l'autre - est caduc du fait même que la plupart des facteurs déterminants nous sont totalement inconnus. Et un calcul de proba, de toute façon, ça se manipule "finger in the nose", même en connaissant les principaux paramètres.

etc, etc... pour faire bref, les arguments des deux bords me semblent pour l'instant bien légers. La science se nourrit avant tout de faits, et pour l'instant les béligérants ne semblent avoir que des suppositions. C'est pour moi bien trop léger pour faire pencher la balance dans un sens ou l'autre.

exact 350 au 1er septembre 2008.

 

d'apres les scientifiques qui étudient tout cela (et d'apres S.Brunier qui a redigé l'article) cela commence à représenter un echantillon représentatif.

 

bon, d'accord, c'est science et vie, bon.....

Petite correction; selon l'Encyclopédie des Planètes Extrasolaires de Jean Schneider du CNRS, on en est à 313 exoplanètes au 21 octobre 2008.

http://voparis-exoplanet.obspm.fr/catalog.php

Et il faut bien sur rappeler que cet échantillon est très biaisé par les méthodes de détection qui favorisent fortement les planètes massives à courte période.

gardfieldthecat, je suis d'accord avec ce que tu dis, mais je n'ai jamais entendu un biologiste dire "la vie est apparue dans telle ou telle condition" ceux que j'ai entendus me paraissaient infiniment plus prudents que les "non-spécialistes" de la question, par exemple les astrophysiciens .

Même sans aller sur les exoplanètes : il y a (eu) de la vie sur Mars ou pas ? Si on découvre que oui, saura-t-on dire si elle venait du Cosmos ? de la Terre ? de Mars elle-même ?

Si on n'arrive pas à trancher pour Mars 30 ans après Viking, comment on va faire avec les 300 et quelques exoplanètes :) ?

gardfieldthecat, je suis d'accord avec ce que tu dis, mais je n'ai jamais entendu un biologiste dire "la vie est apparue dans telle ou telle condition" ceux que j'ai entendus me paraissaient infiniment plus prudents que les "non-spécialistes" de la question, par exemple les astrophysiciens .

Eh bien, j'ai connu à la fac de bio un ou deux professeurs qui avaient une idée assez tranchée sur la question et qui faisaient des grandes démonstrations souvent assez vides de sens (notamment un biochimiste dont j'ai oublié le nom ). Mais il est vrai que dans son ensemble, la communauté des biologistes reste très prudente sur la question.

Certains même poussent la prudence jusqu'à considérer que l'exobiologie en tant que telle n'est pas encore une science, puisqu'elle ne dispose d'aucun sujet d'étude à proprement parler. Cela ne les empêche pas d'avoir leur opinion personnelle sur la question, d'ailleurs...

Merci beaucoup Estonius pour ce texte super intérressant

Perso, je me dis que quand même, avec ces milliards de galaxies qui peuplent notre univers, ce serait dingue que la vie ne se soit pas développée ailleurs.

Mais ce qui me frustre le plus là-dedans, c'est que même si une vie (intelligente) existe ailleurs, il est fort peu probable que l'être humain en ait un jour connaissance, vu les distances astronomiques qui nous séparent des autres galaxies...

Je rajoute à cela le faite que grâce à la tectonique des plaques, les carbonates sont recyclés en dioxyde de carbone, s'il n'y avait pas de tectonique des plaques, on serait à court de carbone donc: température glaciales + plus de carbone pour manger.

J'aimerais bien qu'on développe ce point que je ne comprend pas. Je ne trouve pas de lien sur Internet qui soit ni trop succinct ni trop compliqué. Merci d'avance.

Quelques centaines d'exoplanètes qui n'auraient pas jusqu'ici apparemment les conditions requises pour faire naître la vie ? Mais s'il n'y en avait qu'une sur un million, ça ferait encore combien de milliards de cas favorables dans le grand ensemble !

Quelques centaines d'exoplanètes qui n'auraient pas jusqu'ici apparemment les conditions requises pour faire naître la vie ? Mais s'il n'y en avait qu'une sur un million, ça ferait encore combien de milliards de cas favorables dans le grand ensemble !

Justement, on a déjà un problème avec ça: on ne connait absolument pas les conditions nécessaires à l'apparition de la vie en général ( enfin, du moins les biologistes n'en ont-ils aucune idée )... en fait, on n'est même pas sûr des conditions qui ont accompagné l'apparition de la vie sur Terre, et encore moins si ces conditions sont exclusives.

Je connaissais les fumeurs noirs, il existe aussi les suintements froids. J'ai appris ça hier soir sur Arté...

Voici un lien qui devrait faire avancer le débat et informer un peu sur ce qu'on connait de la vie sur Terre. Les archéobactéries présentent ne serait pas des bactéries évoluées vers l'extrèmophile mais bien des types de bactéries primaires.

Enfin, le coté ARN/ADN est évoqué L'ADN tolérant mieux la chaleur que l'ARN, et donc, l'un et l'autre pourraient avoir été utilisé suivant que la vie est appature sur des fumeurs noirs (la tectonique des plaques serait donc utile) ou sur des suintements froids (là, pas besoin de tectonique...).

http://www.exobiologie.info/extraterrestre/page4/page4.html

Enfin, si l'on a cartographié la lune on ne connait que 1% du fond des océans... Peut-être que c'est déjà ici qu'il faut comprendre le processus de naissance de la vie...

Ortog

J'aimerais bien qu'on développe ce point que je ne comprend pas. Je ne trouve pas de lien sur Internet qui soit ni trop succinct ni trop compliqué. Merci d'avance.

Je n'affirmerais pas que la tectonique des plaques soit une condition à l'apparition de la vie, mais par contre, qu'elle ait joué, de multiples façons, sur son évolution ne fait guère de doute.

Une hypothèse réçente donne à cette question un nouvel éclairage.

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/geologie-1/d/la-tectonique-aurait-enrichi-latmosphere-terrestre-en-oxygene_16303/

Pour le recyclage des carbonates j'ai bien quelques liens mais qui sont vraiment assez lourd à ingurgiter. Je vais continuer à chercher quelque chose de clair et de synthétique. Advienne que pourra...

(Ton sujet est passionnant mais en ce moment je manque de temps pour intervenir comme je le souhaiterai)

Les conditions de l'apparition de la vie sur Terre

 

La Terre a-t-elle bénéficié de conditions exceptionnelles qui ont permis l'apparition de la vie et qui ont facilité son développement ?

C'est presque devenu un lieu commun, un certain nombre de spécialistes ou de non spécialistes l'affirment haut et fort.

(Tout comme d'autres affirment que la vie n'est pas rare...Les uns s'appuient sur le fait qu'on ne connait la vie que sur terre, les autres sur la multitude d'étoiles et de galaxies)

 

Nous allons passer en revue les principaux arguments de ce qu'on appelle parfois la théorie de la terre rare :

 

Commençons, uniquement par soucis d'exhaustivité à balayer quelques bêtises qui eux émanent de véritables non-spécialistes (si on peut se permettre ce genre d'appellation)

 

 

- La couche d'ozone : l'ozone est de l'oxygène ionisé en haute altitude. (O3 alors que l'oxygène se présente sous la forme O2). La couche d'ozone (qui filtre les rayons ultra-violets) a commencé à se former en même temps que l'oxygène.

 

Effectivement, l'ozone qui est une forme d'oxygène n'existait pas encore semble-t-il, ce qui militerait plutôt pour une apparition de la vie en millieu marin que dans des flaques, de la boue ou tout autre endroit en surface proche

 

- La présence de la Lune, de part le phénomène de marée a permis à la vie de sortir de l'eau : Oui, mais, il n'y aurait pas eu la lune, les marées existeraient tout de même grâce aux Soleil, certes, elles seraient moins importantes, mais elles seraient bien là.

 

Il est à noter que la vie n'est pas sortie de l'eau très vite, la plupart des gens ont une vision erronée de l'échelle des temps. La vie met environ 500 millions d'années à apparaitre sur Terre (ce qui milite en faveur des partisans de la vie, phénomène naturel), par contre, elle met 1,5 milliard d'années à passer des formes de vies procaryotes à une forme de vie eucaryote. Pour ce qui est de la sortie de l'eau, c'est beaucoup, beaucoup plus tard...

 

Passons maintenant à des choses plus sérieuses :

 

La présence d'eau liquide : oui, dans l'état actuel de nos connaissances, cet élément paraît incontestablement indispensable.

 

La présence dans le système solaire d'une énorme géante gazeuse (Jupiter) servant de piège à météorites et limitant par là les impacts terriens et donc les extinctions de masses.

Comme dans cette affirmation rien n'est mesurable ont peut toujours gloser. Mais l'argument est facilement retournable : si la ceinture d'astéroïde existe, c'est bien parce que l'influence gravitationnelle de Jupiter a empêché l'accrétion des objets gravitant dans cette région. Mais reste la ceinture de Kuiper...

 

D'autant que les extinctions de masse ne se produisent pas qu'avec une cause unique genre astèroîde. En plus, les extinctions de masse permettent peut-être aussi la sélection. Chaque extinction de masse à été suivi d'une explosion de formes de vie.

 

La présence d'un champ magnétique protégeant des rayons cosmiques : D'accord, mais ça n'a rien d'une rareté, des huit planètes du système solaires seul Vénus et Mars en sont aujourd'hui dépourvus. Ganymède en a un, Vesta sans doute aussi.

 

Oui, mais si il y accumulation de conditions, c'est important. S'il faut, de l'eau, un champs magnétique, une température mini, une température maxi... Ca peut expliquer en partie la rareté de la vie.

 

La présence d'une tectonique des plaques qui aurait assuré la biodiversité des espèces : Déjà je ne vois pas pourquoi la vie ne serait pas possible sans tectonique. La tectonique des plaques est d'abord le phénomène responsable de la plupart des grandes extinctions de masses que la Terre a connu, avec notamment des périodes d'activités volcaniques incessantes qui ont littéralement empoisonnés l'atmosphère pendant des périodes considérables. En ce qui concerne la biodiversité, tout dépend de ce que font les plaques, si deux plaques séparées se rejoignent, les espèces de la plaque A (que ce soit faune ou flore) vont entrer en concurrence avec les espèces similaires de la plaque B, et en règle générale une seule survivra. En revanche si une plaque se sépare en deux, les espèces vont évoluer différemment sur chacune des nouvelles plaques.

 

La vie est née dans une atmosphère qui serait un vrai poison aujourd'hui. Bien sur que cette atmosphère liée au volcanisme a créé des extinctons de masse par la suite, mais cela n'empèche aucunement qu'il est possible que le processus de création de la vie soit là. La vie à évoluée, pas le volcanisme, il crache toujours les mêmes gaz.

 

La présence de la Lune servant de stabilisateur à l'axe terrestre : Sans la Lune, l'axe aurait été chaotique : horreur, malheur ! Voyons ça de plus près : Déjà cette instabilité n'est perceptible qu'en échelle de temps géologique, on ne se retrouve pas à l'équateur le samedi et au pôle le dimanche. La vie aurait sans doute évolué vers des formes adaptées à la situation : par régulation thermique, par migration ou que sais-je encore : le vivant à maintes fois prouvé son étonnante faculté d'adaptation !

 

Donc finalement à part l'eau liquide...

 

Le calcul de probabilité

 

La probabilité de l'apparition de la vie sur Terre est nulle. Franck Crick, prix Nobel de Biologie établit le constat suivant :

• Une cellule vivante est composée de 23 acides aminés formant une chaîne compacte.

• La fonction de chacun de ces acides aminés dépend, à son tour, d'environ 2000 enzymes spécifiques.

• On peut donc calculer que la probabilité pour qu'un millier d'enzymes différentes se rapprochent de manière ordonnée jusqu'à former une cellule vivante (au cours d'une évolution de plusieurs milliards d'années) est de l'ordre de 10 puissance 1000 contre un.

• Autant dire que cette chance est nulle.

• Pourtant on est là !

 

De quoi il parle ? Quelle est la forme de vie ? Aujourd'hui, on connait des formes de vie encore plus minuscules d'archéobactéries et de nanobes.

Dans cette histoire de la vie, il y a aussi un chainon manquant. Et les minuscules formes de vie découvertes il y a moins de 15 ans pourraient être ce chainon. Imaginer que l'on passe du chimique à la cellule est une utopie. La vie est née, et peut-être même plusieurs fois...

Fred Hoyle dit à peu près la même chose : Les premières cellules vivantes sont apparues sur Terre, environ 500 millions d'années après que les conditions d'apparitions de la vie soir réunies. Ce délai est trop court pour que le seul hasard produise la première protéine ordonnée. Hoyle calcula que pour obtenir une seule protéine contenant 100 acides aminés il faudrait 1350 milliards d'années… Si on ajoute qu'une cellule vivante contient environ deux cent mille protéines différentes... dont deux cent enzymes…. Les chiffres deviennent vertigineux (et ne veulent plus rien dire)

 

Là aussi, rien n'indique que les premières formes de vie avaient une telle complexité. C'est une vision qui remonte à plus de 30 ans, hors la sciences a énormément évolué depuis 15 ans.

 

Crick se mit ensuite à délirer expliquant que la vie sur Terre avait été ensemencé volontairement par des extra terrestres menacés d'extinction et qui incapables d'assurer leur propres survie avait voulu au moins perpétuer la vie… Par contre il oublie d'expliquer comment les extraterrestres en question ont bravé le hasard en existant eux bel et bien… Passons… Hoyle est plus sérieux et s'il conclut que la vie n'est pas née sur Terre mais dans l'espace, il ne fait que repousser le problème ce qu'il reconnaît bien volontiers.

 

Je me souviens aussi qu'un jour à la télé, le dénommé BHL (qui n'y connaît rien) nous sortit doctement que la chance de développer la vie était la même que celle de voir un chimpanzé nous saisir au clavier les œuvres complètes de Shakespeare en mettant ses doigts au hasard… Pourtant on est là

 

Pourquoi ?

 

L'idée qui me vient en lisant ta citation de BHL après le rire, est que dans beaucoup de théorie on oublie le progressif. imaginons que ce ne soit pas un, mais des milliards de chimpanzés qui écrivent en réseau, et qu'a chaque fois que l'un d'eux (ou un certain nombre d'entre eux) trouve la bonne lettre pour le texte, celle-ci soit sauvegardé et que l'on passe à la lettre suivante. Combien de temps prendrait la rédaction du livre ?

 

Il y a en fait quatre grands groupes d'explications, deux de ceux-ci étant sans doute mauvaises, une troisième ne faisant que reculer le problème :

 

1. l'explication surnaturelle : Passons, une croyance ne se discute pas et ce n'est de toute façon pas le lieu (même si on ne peut s'empêcher de penser que Monsieur Surnaturel, il aurait pu faire plus simple)

 

2. L'argument du tirage : cet argument est souvent développé par certains. On fait l'analogie avec un tirage du loto et on en conclue qu'on est les joyeux vainqueurs… ce qui permet de préciser dans la foulée que les vainqueurs en questions ils ne sont pas nombreux et peut-être même bien qu'il est unique. Nous allons voir que cet argument est farfelu.

Cas 1 : Le protocole de tirage : On prend les 6 milliards d'individus vivant sur Terre, on met leur nom dans un chapeau (un grand chapeau !) et on en tire un. Il a gagné ! Bravo. On ne va pas se dégonfler on va continuer l'expérience et on va mettre dans le chapeau les 1600 milliards de mammifères… On en tire un, il a gagné… Et on peut continuer en ajoutant les poissons, les oiseaux et tout ce que vous voudrez. Même avec un milliard de milliard on aura toujours un gagnant ! Et pourquoi on a un gagnant ? Parce que c'est prédéfini au départ. Le protocole dit il y aura Un gagnant choisi dans un échantillon de tant d'individus. Et on peu même aller plus loin, le protocole de tirage étant ce qu'il est, la chance de trouver un gagnant sera de 100 %, toujours de 100 %.

Cas 2 : La probabilité sans protocole : La probabilité de l'apparition de la vie sur Terre n'est en aucun cas assimilable à un "tirage, on ne connaît aucun des 2 paramètres, ni le nombre de gagnants (sauf à dire qu'il est au moins égale à 1), ni le nombre de participants. Nous ne sommes donc pas dans ce cas de figure.

 

3. L'explication cosmique : La vie ne serait pas née sur Terre, mais aurait été apporté par contact cosmique (comètes, nuages galactiques… voire extraterrestres). Autrement dit on ne résout pas le problème, on le repousse !

 

4. L'auto organisation de la matière vers le vivant : En statistiques (on ne parle plus ici de tirage), lorsque le niveau de probabilité d'un événement devient semblable à celui énoncé par Franck Crick, on peut dire qu'il ne se produira pas. Corollairement, si l'événement s'est produit c'est sans doute parce que le calcul de probabilité contient une erreur. Laisser au seul hasard l'assemblage des briques du vivant n'est sans doute pas la bonne piste, aussi peut-on supposer que la matière tend à s'auto-organiser vers le vivant selon un processus qui pour l'instant nous échappe complètement.

 

'21/10/08'

En tout cas, c'est sympa ce post.

Ortog

Des coraux dans les abysses !

123 montagnes volcaniques avec 274 espèces inconnues d'invertébrés.

Les coraux, qui sont plutot connus dans les lagons y vivent pourtant.

http://www.lemonde.fr/planete/article/2008/10/17/peche-miracle-en-tasmanie_1108068_3244.html

La vie est vraiment partout... sur Terre

Ortog

Bonjour

J'ai donc remanié mon article en intégrant toutes les remarques qui m'ont été faites ici (et je tiens a nouveau a remercier tous les participants)

J'avais confondu le concept de loto avec celui de tombola (ce n'est pas de ma faute, je ne suis pas joueur - on ne peut pas avoir tous les vices)

Le seul éléments non retenu a été celui des chutes de comètes qui aurait apporté l'eau à la Terre, cette théorie est controversé et j'attends un peu avant de la prendre en compte

Une partie qui 'a demandé pas mal de recherche est celle lié à la tectonique des plaques (au passage on remarquera l'indigence des articles de Wikipédia)

J'ai donc de nouveau effectué une nouvelle rédaction de cette parie en l'étoffant de façon assez significative, le voici :

Présence d'une tectonique des plaques qui aurait assuré l'apparition de la vie, le recyclage des carbonates et la biodiversité des espèces :

Ces trois éléments n'ont rien à voir les uns avec les autres et doivent être évoqués séparément :

Notons en préalable que la tectonique des plaques est d'abord le phénomène responsable de la plupart des grandes extinctions de masses que la Terre a connu, avec notamment des périodes d'activités volcaniques incessantes qui ont littéralement empoisonnés l'atmosphère pendant des périodes considérables.

L'apparition de la vie : en 1977, la communauté biologique subit un véritable choc culturel quand on découvrit auprès des fumeurs noirs (dégagement de vapeur d'eau accompagnée de souffre et d'autre minéraux près des dorsales océaniques) toute une faune très variée dans sa complexité se passant très bien de la photosynthèse. Certains ont supputé que ces créatures extrêmophiles, pouvait constituer le premier chemin de la vie organisé sur Terre. en 1981 on découvrait les cold seep (lac sous-marins d'hydrocarbures) peuplée d'une faune analogue (en nombre et en diversité), mais dont la formation ne semble rien devoir à la tectonique des plaques.

Le recyclage des carbonates : La présence de gaz carbonique dans l'atmosphère joue un rôle dans l'effet de serre (phénomène de conservation du rayonnement infrarouge). Trop d'effet de serre et on se retrouve sur Venus avec ses 400° à la surface. Pas assez ou pas du tout et les températures deviennent négatives. Or le gaz carbonique est utilisé par la matière vivante qui le recycle dans son organisme et persiste dans ses fossiles (formations de roches sédimentaires). Il faut donc que quelque chose renouvelle le gaz carbonique. C'est la qu'intervient la tectonique des plaques. Dans les conditions de hautes températures et de fortes pressions créées par la tectonique, le carbure de calcium sédimentaire (la craie) va s'associer à la silice et synthétiser du gaz carbonique qui sera ensuite rejeté par les volcans.

la biodiversité des espèces : tout dépend de ce que font les plaques, si deux plaques séparées se rejoignent, les espèces de la plaque A (que ce soit faune ou flore) vont entrer en concurrence avec les espèces similaires de la plaque B, et en règle générale une seule survivra. En revanche si une plaque se sépare en deux, les espèces vont évoluer différemment sur chacune des nouvelles plaques. Donc l'argument n'en est pas un.

*Signalons que parmi les gros objets telluriques du système solaire, Venus n'a pas d'activité tectonique mais Mars en a possédé une, et il est possible qu'il en existe une sur Titan.

Je reste à l'écoute de toute suggestion et remarque

Bonjour,

Salut Estonius.

Dans le paragraphe L'apparition de la vie, je te cite :

« en 1981 on découvrait les cold seep (lac sous-marins d'hydrocarbures) peuplée d'une faune analogue (en nombre et en diversité), mais dont la formation ne semble rien devoir à la tectonique des plaques. »

On retrouve dans le biotope des cold seeps, une faune assez similaire à celle des sources hydrothermales océaniques et notamment, à la base de ces écosystèmes, les archéobactéries proliférant grace à la chimiosynthèse. Je n’ai pas pû trouver de documentations étayant le fait qu’il n’existe aucuns liens de parentée entre les deux (hormi le lien d’Ortog (trop succinct sur ce point) que je remerçie pour m’avoir fait découvrir les suintements froids) et que la première ne soit pas issue de la seconde pour s’être, au cours du temps, adaptée à cette environnement « froid ».

Cela reste une pûre hypothèse de ma part et, l’on pourrait imaginer aussi l’inverse, à savoir que la faune des cold seeps ait migré vers les fumeurs noirs (ou blancs) pour y évoluer selon de nouveaux impératifs extrêmes.

Toutes informations à ce sujet pourraient peut-être confirmer ou contredire ta conclusion quand tu avances que le bestiaire des cold seeps ne semble rien devoir à la tectonique des plaques.

Mais peut-être disposes-tu de liens pouvant éclairer ton point de vue ?...

Le recyclage des carbonates : « C'est la qu'intervient la tectonique des plaques. Dans les conditions de hautes températures et de fortes pressions créées par la tectonique, le carbure de calcium sédimentaire (la craie) va s'associer à la silice et synthétiser du gaz carbonique qui sera ensuite rejeté par les volcans. »

Je dois avouer que ce passage m’est complètement incompréhensible dans le cadre de mes trop modestes connaissances en chimie.

Un carbonate, quel qu’il soit, ne peut pas s’associer à de la silice pour synthétiser du gaz carbonique!!!

Par contre chauffé ou en milieu acide il pourrait simplement se décomposer et dégager du CO2…

Tu dois confondre peut-être avec la composition des laves, qui, lorsqu’elles sont riches en silicates, seront plus épaisses et auront donc tendance à emprisonner des poches de gaz. Elles pourront lors d’un épisode erruptif, les libérer violemment…

Les laves plus fluides (pauvres en silicates) auront la capacité à dégazer en continu mais la présence de CO2 n'en est pas affectée.

la biodiversité des espèces : « tout dépend de ce que font les plaques, si deux plaques séparées se rejoignent, les espèces de la plaque A (que ce soit faune ou flore) vont entrer en concurrence avec les espèces similaires de la plaque B, et en règle générale une seule survivra. En revanche si une plaque se sépare en deux, les espèces vont évoluer différemment sur chacune des nouvelles plaques. Donc l'argument n'en est pas un. »

Je crois que tu rends compte d’influences contradictoires sur la biodiversité de façon beaucoup trop schématique. D’ailleurs l’extinction d’une espèce peut-être l’opportunité d’expansion pour beaucoup d’autres ; Le rapprochement et l’éloignement des continents a joué autant sur les écosystèmes marins que terrestres ; les transformations et influences réciproques se sont faîtes sur des périodes de temps géologiques et cette redistribution des cartes perpétuelles m’apparaît personnellement comme un facteur favorisant plus l’enrichissement que l’apauvrissement du patrimoine initial.

Les extinctions de masses, quelqu’en soient les origines, ont toujours été suivi de périodes de renaissances explosives.

Je le répète, que la tectonique des plaques ne soit pas une condition à l’apparition de la vie, je peux aisément le conçevoir. Mais par contre, son rôle favorable dans l’évolution me paraît difficilement discutable.

La vie est structurellement dynamique.

Le mouvement lui est profitable.

Bien entendu, il manque à notre planète les milliards de siècles nécessaires pour l'apparition de la vie par le jeu du hasard pur et simpliste.

C'est oublier que les briques du vivant n'ont jamais été des pions inertes, se rencontrant au petit bonheur.C'est oublier les forces multiples,liaisons électrochimiques, les affinités nombreuses qui ont conduit aux molécules puis aux chaînes moléculaires puis aux associacions infinies.

Sans oublier que dans ce grand bouillon océanique primitif, les "trouvailles" peu solides avaientpeu de chance de se reproduire, (même si la reproduction sexuée n'était pas encore à la mode), au profit des associations qui pouvaient le mieux capter l'énergie et donc croître en complexité, ce qui fausse entièrement les jeux du hasard et accélère singulièrement les processus biologiques.

Bonjour Quetzalcoalt

Merci pour ces réflexions

sur les rapports entre la vie des cold seep et celle de fumeurs noirs, j'avoue ma perplexité, et si ma première impression était de dire qu'il n'y a aucun rapport, rien ne vient effectivement l'étayer.

sur le recyclage des carbonates, j'avais trouvé cette page, pas forcément simple quand on est pas chimiste

http://dinosaurs.ifrance.com/deuxlinfluenceprobabilistedelabiochimieducalcium.htm

Bonjour,

la principale différence entre les deux est la température.

Apart from temperature and the chemical used for energy, a major difference between vent and cold seep ecosystems is the rate of growth. Vent creatures generally grow fast - giant vent tube worms are one of the fastest-growing animals on Earth. They need to be: hydrothermal vents generally only exist for a few decades.

http://www.panda.org/about_wwf/what_we_do/marine/blue_planet/deep_sea/vents_seeps/index.cfm

Bonsoir Messieurs

Je serai bien le dernier à prétendre que je comprends toutes les interactions entre processus géologiques et biologiques.

Merci à Snarky pour le lien.

Il m’apparaissait bien que la T° de ces milieux constituait la différence fondamentale mais, peut-être y en a-t-ils d’autres, pas moins importantes ?...

S'il n'y avait que celle-ci, ce serait une très modeste barrière s'opposant à l'addaptation des organismes...

Pour ce qui est précisément des cold seeps, si l’on s’avisait de vouloir les situer à l'origine de l’apparition du vivant, on peut, je crois, faire une observation catégorique et définitive.

Les cold seeps sont des lacs d’ hydrocarbures ou des émanations de ceux-ci à travers des couches minérales poreuses ou fissurées.

Ces hydrocarbures étant créés à partir de matières biologiques enfouies puis dégradées par une double action (T° ; pression), on pourra affirmer sans peur de se tromper que la vie était déjà prospère dans les océans avant que n’apparaissent les premiers cold seeps.

Quant au lien qu’Estonius fournissait au sujet du recyclage des carbonates, on y décrit la libération de carbonates par la dissolution d’espèces minérales silicatées en contenant.

Ces carbonates libérés sont utilisés par de multiples organismes qui, en mourrant vont former des couches sédimentaires.

Nous sommes à l’opposé du cycle qui voit (comme dans le paragraphe expliquant le recyclage des carbonates) dans les zones de subduction, la plaque lithosphérique plongeante enrichir les magmas en carbonates et, ainsi, voir les volcans relâcher de grandes quantités de CO2 dans l’atmosphère.

Ainsi la boucle est bouclée.