aux origines de la vie
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Une synthèse sur les origines possibles de la vie.TRANSCRIPT
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Aux origines de la vie
F. Foucher
Centre de Biophysique Moléculaire, CNRS, Orléans, France
Rencontre chercheurs/enseignants au
CDDP de Tours
Le 3 Février 2010
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Apparition de la vie sur Terre, -4 Ga (milliards d’années)
L’exobiologie cherche à savoir comment?Deux approches: -la chimie prébiotique
-la micropaléontologie
Don Dixon, 2000, cosmographica.com
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La chimie prébiotique
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De l’inerte au vivant
La soupe primitive Les molécules du vivant
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Trois sources de matière organique
L’atmosphère
L’espace
Le fond des
océans
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Dans l’atmosphère primitive
Expérience de Miller-Urey, 1953
Formation d’acides aminés
Glycine (C2H5NO2)
Stanley Miller
Harold Clayton Urey
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Au fond des océans
Sources hydrothermales: -présence de
H, CH3, CO2, N et H2S-détection d’hydrocarbures.
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Dans l’espace
141 molécules découvertes dont le méthane CH4, l'alcool éthylique C2H5OH ou l'acide acétique CH3COOH.Nébuleuse
de l’aigle (M16)
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Le bombardement météoritique source de carbone
Micrométéorites de l’antarctiqueIl y a 4 Ga l’apport de carbone par
les météorites représente un couche de 30 m recouvrant la surface du globe.
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Le bombardement météoritique source d’acides aminés
Météorite de Murchinson
(+ de 70 acides aminés dont 8 protéiques/20)
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Etude de la stabilité d’acides aminés et de leurs dérivés dans l’espace EXPOSE-
R
lancée le 7 février 2008
lancée le 26 novembre 2008
EXPOSE-EuTEF
Station Spatiale Internationale
ESA
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Effet de l’impact météoritique sur les acides aminés
Météorites artificielles
NASA-JSC
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L’étape manquante
VIEIngrédients
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La micropaléontologie
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Les premières traces de vie
Remonter le temps
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LUCAdernier ancêtre commun universel, -4 Ga
LUCA?
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Problème
Les traces plus anciennes que 3,5 Ga ont disparu sur Terre du fait de la tectonique du plaques et du métamorphisme.
Sédiments de l’Archéen
3.3 Ga3.5 Ga
~3.8 Ga
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Les plus anciennes traces de vie
Kitty’s Gap Chert, Pilbara, Australie, -3,446 Ga
Westall et al., 2006
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Chercher ailleurs
Pas de tectonique des plaques sur Mars
Origine de la vie
Mars, la solution?
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La recherche de vie sur Mars
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La recherche de vie extraterrestre
Recherche d’une vie proche de la notre:
-chimie du carbone-eau liquide
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L’eau sur Mars
William Herschel, 18ème siècle: -saisons sur Mars -formation et fonte des pôles
Milieu 19ème siècle, présence d’eau liquide
VIE
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Les canaux martiens
1877, Giovanni Schiaparelli, « canali » (chenaux)
1895, Percival Lowellcanaux artificiels
civilisation intelligente
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L’absence d’eau liquide
1909, Eugène Antoniadi, grande lunette de Meudon
pas de canaux.
Mariner 4, 1965
MARS
LA TERRE
Pression partielle de l’eau trop faible
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L’espoir renaît
1984, météorite martienne ALH84001 Possibles structures
fossiles (1996)
NASA, Mc. Kay et al.,
1996
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La vie extrêmophile
Psychrophiles (-12 à 15°C)
Sur Mars entre -143 et 27°C
Chlamydomonas nivalis
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De la glace dans le sol
2008, Phoenix Eau gelée dans le sol (Permafrost)
Mars Express,
ESA, 2007
NASA
ESA
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L’eau liquide reste indispensable à la vie
Nototheniidae (poisson des
glace)
Protéines et glycoprotéines antigel.
Channichthyidae
Sang ne contenant pas d'hémoglobine.
Gynaephora groenlandica (chenille du
Groenland) plus de 10 mois à - 50°C
Hibernation
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De l’eau liquide en profondeur?A environ 3
kilomètres sous la surface pour
l'équateur et de 5 kilomètres sous les
pôles
Actuellement vie quasi-impossible en surface
Au final
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La recherche d’une vie passée sur Mars
![Page 31: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/31.jpg)
L’eau liquide sur Mars
Rivières asséchées
Mars Express, ESA
ESA
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Présence d’argiles
Image OMEGA, Mars Express, ESA
Nili Fossae, Mars Reconnaissance
Orbiter, NASA
![Page 33: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/33.jpg)
Traces minéralogiques
Mars Exploration Rover A & B (Spirit & Opportunity), 2003-2004Jarosite et hématite présence d’eau dans le passé
Spirit, NASA, 2004Myrtille
d’hématite
Structures sédimentairesNASA
NASA
![Page 34: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/34.jpg)
Mars dans sa jeunesse
Si la vie est apparue fossiles
Durant le Noachien (-4.5 à -3.5 Ga)
eau liquide + carbone + nutriments + énergie
![Page 35: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/35.jpg)
Future mission internationale
ExoMars, ESA
MAX-C,
(Mars Astrobiology Explorer-Cacher),
NASA
2016: Mars Trace Gas MissionESA-NASA
2018: 2 rovers
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Que peut-on s’attendre à trouver?
Des fossiles proches des
plus anciennes
traces de vie découvertes sur Terre.
Des fossiles proches des
fossiles terrestres
datant de la même
époque.Analogues de la même époque
(Archéen):-mattes (tapis microbiens)-stromatolithes-colonies
Tapis bactériens et stromatolithes actuels (Yellowstone et Shark Bay)
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Fossiles de taille submicrométrique
10 µm
Kitty’s Gap Chert, Pilbara, Australie, -3.446 Ga
Fossiles de 3,5 Ga
Josefsdal, Barberton, Afrique du Sud, -
3.333 GaWestall
et al., 2006
Westall et al., 2006
![Page 38: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/38.jpg)
Difficulté de démontrer leur origine biologique
Non fossileFossile
Exemple: artefacts minéraux
Problème
Westall et al., 2006
Garcia Ruíz et al., 2003
![Page 39: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/39.jpg)
MEB
MET
Equipements lourds
![Page 40: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/40.jpg)
MEB
MET
SYNCHROTRON!!!!
Equipements lourds
![Page 41: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/41.jpg)
Équipements lourds incompatibles avec les charges utiles des missions spatiales
L'ensemble du rover d’ExoMars devrait peser ~250 kg (dont ~16,5 kg d'instruments)
Réaliser les analyses sur Terre
Limitations in situ
ESA
![Page 42: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/42.jpg)
Problème de la sélection (500 g seulement!)
Mars Sample Return (2020-2022)
ESA-NASA
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L’homme sur Mars
2050?
![Page 44: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/44.jpg)
Préparation au voyageExpérience Mars 500: -105 jours (du 31 mars au 14 juillet 2009) -520 jours (début 2010): temps nécessaire pour aller sur Mars (250 jours), y rester un mois et en revenir (240 jours).
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Les autres candidats
![Page 46: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/46.jpg)
Cassini-Huygens
Lancement le 15 octobre 1997.-orbiteur Cassini, -atterrisseur Huygens.
NASA
![Page 47: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/47.jpg)
TitanLe plus grand satellite de Saturne.Présence d’hydrocarbures et de molécules organiques.
Lacs de méthane
NASA
![Page 48: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/48.jpg)
EnceladePetit satellite de Saturne (500 km de diamètre).Présence de vapeur d’eau et de glace s’échappant dans l’espace. Présence de molécules organiques.
NASA
![Page 49: Aux origines de la vie](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022110118/55505a49b4c90574428b4d8d/html5/thumbnails/49.jpg)
Europe
Satellite de Jupiter (3100 km de diamètre).Surface de glace sur un possible océan d’eau liquide.
Sonde Galileo (2003)
NASA
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Exoplanètes
429 exoplanètes découvertes en date du 28/01/10
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BilanOrigine de la vie:
-chimie prébiotique-micropaléontologie
La vie sur Mars:-actuellement, peu probable-dans le passé, probable
vie extraterrestre + origine de la vie
La vie extraterrestre:-plusieurs candidats dans le système
solaire-la vie extraterrestre est plus que probable
dans l’universPour en savoir plus: -http://www.nirgal.net -http://www.esa.int
-http://www.nasa.gov -http://www.cnes.fr