Apparition de la vie sur Terre : des sucres produits à partir de glaces interstellaires simulées en laboratoire

Lundi, 12 janvier 2015

Dans la lignée des résultats obtenus en 2011 et 2014 sur les acides aminés, briques élémentaires des protéines, une collaboration interdisciplinaire impliquant une équipe de l’IAS (CNRS/UPS) et de l’ICN (CNR/Université de Nice) a mis cette fois en évidence la formation de molécules organiques de la famille des sucres à partir de glaces analogues à celles présentes dans les nuages denses du milieu interstellaire à partir desquels se forment étoiles et planètes. Pour cela, ils ont soumis ces glaces à une irradiation ultraviolette et à des conditions physiques représentatives de celles du milieu interstellaire. Ces résultats décrivent des processus possiblement universels et sont importants dans la quête des origines puisque les sucres sont des précurseurs des ribonucléotides, eux même précurseurs de l’ARN.

Dans les nuages moléculaires denses dont les étoiles et les planètes sont issues, les glaces interstellaires sont les espèces moléculaires les plus abondantes à l’état solide. Sujettes à différents processus énergétiques et thermiques, tels que l’irradiation par des rayonnements ultraviolets, ces glaces subissent des transformations qui conduisent in fine à la formation de nouvelles molécules plus complexes. Grâce à un dispositif expérimental en laboratoire, les chercheurs ont reproduit les processus par lesquels ces glaces évoluent. Ils ont ensuite cherché, parmi les résidus organiques obtenus à la fin de l’expérience, des molécules d’intérêt exobiologique

  • Figure 1 : image, obtenue au microscope (x 60) d’un échantillon de résidu organique à température ambiante issu de l’irradiation de glaces en laboratoire. La taille de la cible est d’environ 1 cm2. © P. Modica
  • Figure 2 : pics de détection des sucres et aldéhydes issus de l'évolution des analogues de glaces pré-cométaires (PNAS-2015) © Cornelia Meinert/Institut de chimie de Nice/CNRS

Dix  composés organiques différents appartenant à la classe des aldéhydes ont été identifiés, parmi lesquels le glycolaldéhyde et le glycéraldéhyde, deux espèces apparentées aux sucres que l’on pense pouvoir être, dans un environnement planétaire cette fois, des précurseurs dans la synthèse des ribonucléotides, eux-mêmes précurseurs pour la formation d’ARN. Ces composés, incorporés dans les planétésimaux (comètes et astéroïdes) d’où la matière organique du système solaire est originaire, peuvent ainsi être considérés comme une source potentielle pour la chimie prébiotique sur les planètes telluriques, en particulier sur la Terre primitive, suivant un mécanisme qui pourrait être universel.

Ces recherches complètent celles effectuées antérieurement par cette même équipe qui avaient conduit à l’observation, à partir des mêmes glaces et dans les mêmes conditions expérimentales, d’une production d’acides aminés, qui sont d’autres briques élémentaires de la vie. Elles montrent ainsi qu’un processus important, la chimie des glaces extraterrestres,  a pu conduire à la formation d’un ensemble diversifié de molécules organiques essentielles à la vie telle qu’on la trouve sur Terre. Ces expériences se situent dans le cadre d’un scénario astrophysique cohérent qui, à partir de l’astrochimie permet de mieux cerner l’importance potentiel de l’apport de matière organique exogène pour les conditions d’apparition de la vie sur une planète, possédant un environnement favorable. Ces recherches soulignent par ailleurs l’importance de la mission Rosetta et les mesures qu’elle pourrait effectuer sur les prélèvements in situ de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Elles montrent finalement l’efficacité de l’interdisciplinarité dans l’approche de thématiques complexes aussi importantes que celle des origines.

Note(s): 

Les pics de détection peuvent également être vu sur cette animation.

Source(s): 

Aldehydes and sugars from evolved precometary ice analogues: Importance of ices in astrochemical and prebiotic evolution, Pierre de Marcellus, Cornelia Meinert, Iuliia Myrgorodska, Laurent Nahon, Thomas Buhse, Louis Le Sergeant d’Hendecourt, and Uwe J. Meierhenrich, PNAS, 12 Janvier 2015.

Contacts chercheurs :

  • Louis le Sergeant d'Hendecourt (CNRS - IAS) l T +33 (0)1 69 85 86 40 l ldh [at] ias [dot] u-psud [dot] fr
  • Cornelia Meinert (CNRS - ICN) l T +33 (0) 4 92 07 61 36 / +33 (0) 6 34 52 03 24 l cornelia [dot] meinert [at] unice [dot] fr

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