Certaines des questions les plus pressantes de la science concernent les origines de la vie sur Terre. Comment les premières formes de vie ont-elles émergé des conditions apparemment hostiles qui ont tourmenté notre planète pendant une grande partie de son histoire? Qu'est-ce qui a permis le passage d'organismes unicellulaires simples à des organismes plus complexes composés de nombreuses cellules travaillant ensemble pour métaboliser, respirer et se reproduire? Dans un environnement aussi inconnu, comment peut-on même séparer la «vie» de la non-vie en premier lieu?
Maintenant, les scientifiques de l'Université d'Hawaï à Manoa pensent qu'ils peuvent avoir une réponse à au moins une de ces questions. Selon l'équipe, un élément constitutif cellulaire vital appelé glycérol peut d'abord provenir de réactions chimiques en profondeur dans l'espace interstellaire.
Le glycérol est une molécule organique présente dans les membranes cellulaires de tous les êtres vivants. Dans les cellules animales, cette membrane prend la forme d'une bicouche phospholipidique, une membrane à double couche qui prend en sandwich les acides gras hydrofuges entre les feuilles externes et internes des molécules hydrosolubles. Ce type de membrane permet à l’environnement aqueux interne de la cellule de rester séparé et protégé de son monde externe, tout aussi aqueux. Le glycérol est un composant vital de chaque phospholipide car il forme l'épine dorsale entre les deux parties caractéristiques de la molécule: une tête polaire soluble dans l'eau et une queue grasse non polaire.
De nombreux scientifiques pensent que de telles membranes cellulaires étaient une condition préalable nécessaire à l'évolution de la vie multicellulaire sur Terre; cependant, leur structure complexe nécessite un environnement très spécifique - à savoir, un faible en sels de calcium et de magnésium avec un pH assez neutre et une température stable. Ces conditions soigneusement équilibrées auraient été difficiles à trouver sur la Terre préhistorique.
Les corps glacés nés dans l'espace interstellaire offrent un scénario alternatif. Les scientifiques ont déjà découvert des molécules organiques telles que des acides aminés et des précurseurs lipidiques dans la météorite de Murchison qui a atterri en Australie en 1969. Bien que l'idée reste controversée, il est possible que le glycérol ait pu être amené sur Terre de la même manière.
Les météores se forment généralement à partir de minuscules miettes de matière dans des nuages moléculaires froids, des régions d'hydrogène gazeux et de poussière interstellaire qui servent de lieu de naissance aux étoiles et aux systèmes planétaires. En se déplaçant à travers le nuage, ces grains accumulent des couches d'eau gelée, de méthanol, de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone. Au fil du temps, le rayonnement ultraviolet à haute énergie et les rayons cosmiques bombardent les fragments glacés et provoquent des réactions chimiques qui enrichissent leurs noyaux gelés avec des composés organiques. Plus tard, à mesure que les étoiles se forment et que le matériau ambiant tombe en orbite autour d'elles, les glaces et les molécules organiques qu'elles contiennent sont incorporées dans des corps rocheux plus grands tels que les météores. Les météores peuvent alors s'écraser sur des planètes comme la nôtre, les ensemencant potentiellement de blocs de vie.
Afin de tester si le glycérol pouvait être créé ou non par le rayonnement de haute énergie qui bombarde généralement les grains de glace interstellaires, l'équipe de l'Université d'Hawaï a conçu ses propres météorites: de petits morceaux de méthanol glacé refroidis à 5 degrés Kelvin. Après avoir fait exploser leurs glaces modèles avec des électrons énergétiques destinés à imiter les effets des rayons cosmiques, les scientifiques ont découvert que certaines molécules de méthanol dans les glaces se transformaient en fait en glycérol.
Bien que cette expérience semble être un succès, les scientifiques se rendent compte que leurs modèles de laboratoire ne reproduisent pas exactement les conditions dans l'espace interstellaire. Par exemple, le méthanol ne constitue traditionnellement qu'environ 30% de la glace dans les roches spatiales. Les travaux futurs porteront sur les effets du rayonnement à haute énergie sur les glaces modèles constituées principalement d'eau. Les électrons à haute énergie tirés dans un laboratoire ne sont pas non plus un substitut parfait aux vrais rayons cosmiques et ne représentent pas les effets sur la glace qui peuvent résulter du rayonnement ultraviolet dans l'espace interstellaire.
Davantage de recherches sont nécessaires avant que les scientifiques puissent tirer des conclusions globales; cependant, cette étude et ses prédécesseurs fournissent des preuves convaincantes que la vie telle que nous la connaissons aurait pu venir d'en haut.
