Une nouvelle étude suggère qu'il y a des milliards d'années, la jeune atmosphère de la Terre a naturellement généré des molécules à base de soufre essentielles à la vie, remettant en question les hypothèses précédentes. Des chercheurs de l'University of Colorado Boulder ont simulé des conditions anciennes et ont découvert la production d'acides aminés comme la cystéine et la taurine. Cette découverte implique que la planète pourrait avoir été pré-approvisionnée en briques de base de la vie avant l'émergence des organismes.
Publié le 1er décembre dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, la recherche menée par des scientifiques de CU Boulder et leurs collaborateurs révèle que l'atmosphère primitive de la Terre pouvait créer des biomolécules soufrées sans présence de vie. Premier auteur Nate Reed, fellow postdoctoral à la NASA qui a réalisé le travail au Department of Chemistry de CU Boulder et au Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences, a déclaré : « Notre étude pourrait nous aider à comprendre l'évolution de la vie à ses stades les plus précoces. »
Le soufre est crucial pour la vie, présent dans les acides aminés qui forment les protéines, tout comme le carbone. Traditionnellement, les scientifiques pensaient que les molécules soufrées organiques, comme celles des acides aminés, ne se formaient qu'après avoir été produites par des organismes vivants. Les simulations passées des conditions de la Terre primitive produisaient rarement des quantités significatives de ces molécules, et quand c'était le cas, cela nécessitait des configurations rares et spécifiques improbables à grande échelle.
Cette vision a attiré l'attention lorsque le télescope spatial James Webb a détecté du dimethyl sulfide — un composé soufré issu d'algues marines modernes — dans l'atmosphère de l'exoplanète K2-18b, suggérant une possible vie. Cependant, des travaux antérieurs en laboratoire de Reed et de l'auteure principale Ellie Browne, professeure de chimie et fellow de CIRES, ont démontré que le dimethyl sulfide peut se former de manière abiotique à l'aide de lumière et de gaz de base.
Dans la nouvelle expérience, l'équipe a exposé un mélange de méthane, dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène et azote à la lumière, imitant les conditions atmosphériques pré-vie. Browne a noté les défis : « Travailler avec le soufre est difficile... Il faut un équipement capable de mesurer des quantités incroyablement faibles des produits. » À l'aide d'un spectromètre de masse sensible, ils ont identifié la cystéine, la taurine et la coenzyme M, essentielles au métabolisme.
Les estimations indiquent que l'atmosphère ancienne pouvait générer assez de cystéine pour soutenir un octillion de cellules — bien moins que le nonillion actuel, mais suffisant pour un écosystème émergent. Reed a commenté : « Bien que ce ne soit pas autant qu'aujourd'hui, c'était encore beaucoup de cystéine dans un environnement sans vie. Cela pourrait suffire pour un écosystème global naissant, où la vie ne fait que commencer. »
L'équipe suggère que ces molécules sont tombées sous forme de pluie sur la surface, fournissant la chimie pour les origines de la vie. Browne a ajouté : « La vie a probablement requis des conditions très spécialisées pour démarrer, comme près de volcans ou de sources hydrothermales avec une chimie complexe... nos résultats suggèrent que certaines de ces moléculas plus complexes étaient déjà largement répandues dans des conditions non spécialisées, ce qui pourrait avoir rendu le démarrage de la vie un peu plus facile. »