Du ribose, constituant-clé de l’ARN, détecté sur une comète artificielle

noyau sombre de Tchouri
Le noyau très sombre de la comète Tchouri, épié depuis août 2014 par la sonde Rosetta — Crédit : ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Une équipe qui avait déjà découvert des « briques moléculaires » dans une micro-comète artificielle vient de détecter du ribose, constituant-clé de l’ARN. Sa présence est « […] un argument supplémentaire à la théorie des comètes comme source de molécules organiques qui ont rendu la vie possible sur Terre » disent les chercheurs.

Comment la vie est apparue sur Terre, cette petite boule rocheuse qui gravite dans la zone habitable de son étoile ? Nombreux sont les scientifiques à mener l’enquête pour tenter de reconstituer ce qui a pu se passer, il y a environ 4 milliards d’années, juste avant que les premières formes de vie ne colonisent ce monde. Parmi les scénarios envisagés, celui de la panspermie est l’un de ceux qui retient le plus l’attention des chercheurs. L’idée est que les ingrédients de base pour constituer l’acide ribonucléique ou ARN, que l’on retrouve au cœur de tous les êtres vivants, et aussi ceux pour l’acide désoxyribonucléique ou ADN, proviennent de matière extra-terrestre, en l’occurence de comètes et de météorites. Ceux-ci furent légion à pilonner les jeunes planètes en ces temps très troublés du Système solaire primitif. Un bombardement massif tardif soupçonné aussi, d’ailleurs, d’avoir apporté une partie de l’eau de nos océans et celle que l’on boit aujourd’hui (l’origine de l’eau terrestre est toujours discutée).

molécules dans la nébuleuse d'Orion
Un large éventail de matière organique a été identifié au sein de la nébuleuse d’Orion – fameuse région de formation d’étoiles à environ 1.400 années-lumière de la Terre – sondée par les télescopes spatiaux Herschel et Spitzer : formaldéhyde, méthanol, diméthyle éther, cyanure d’hydrogène, oxyde de soufre, dioxyde de soufre, eau — Crédit : ESA, HEXOS, HIFI Consortium

Les comètes échantillonnent les ingrédients du Système solaire primitif

C’est pour ces raisons-là, entre autres, que les chercheurs ont très à cœur de rendre visite aux noyaux cométaires. Agrégats de glaces et de poussières, ces corps sombres qui croisent, pour la plupart (elles sont des dizaines de milliards), dans les régions les plus reculées du Système solaire, sont considérés comme de véritables fossiles. En effet, ils ont en quelque sorte échantillonné et conservé la matière de la nébuleuse primitive au centre de laquelle se sont développés le Soleil et ses planètes. Quoi de mieux donc que de pouvoir se rendre sur place pour renifler les molécules organiques ? Six missions ont déjà tenté l’aventure, non sans difficultés. La dernière en date, Rosetta (toujours en cours), est un très beau succès en dépit des péripéties de son atterrisseur Philae. Certes, il n’a pas pu faire tout ce qu’il aurait voulu (comme forer le sol et travailler durant des semaines), mais il a dérobé, en presque trois jours, de précieuses informations sur le sol.

En attendant d’autres Rosetta – dont le nom fait référence à la fameuse pierre de rosette -, des missions couteuses qui peuvent être très longues, plusieurs laboratoires s’essaient à la cuisine cosmochimiques : fabriquer des mini-comètes comparables à celles que l’on connait, pour étudier ce qu’il se produit, selon les conditions auxquelles elles sont soumises.

Le ribose se forme dans le manteau de glace des grains de poussière, à partir de molécules précurseures simples (eau, méthanol et ammoniac) et sous l’effet de radiations intenses — Crédit : Cornelia Meinert (CNRS), Andy Christie (Slimfilms.com)
Le ribose se forme dans le manteau de glace des grains de poussière, à partir de molécules précurseures simples (eau, méthanol et ammoniac) et sous l’effet de radiations intenses — Crédit : Cornelia Meinert (CNRS), Andy Christie (Slimfilms.com)

Tous les ingrédients prébiotiques sont réunis

Dans un article qui vient de paraître dans la revue Science, une équipe internationale raconte comment le ribose, sucre à la base de l’ARN, encore jamais détecté au sein d’une véritable comète ou météorite, vient de l’être pour la première fois au sein d’un exemple artificiel créé dans des conditions « astrophysiques ». Plusieurs acides aminés et bases azotées ont déjà été observés auparavant, mais encore jamais celui-là. C’était le chainon manquant.

Pour faire une micro-comète factice, les chercheurs de l’Institut d’astrophysique spatiale qui s’en sont chargée ont pris soin de réunir dans un premier temps, dans une chambre à vide à – 200 °C, les ingrédients suivants : de l’eau (H2O), du méthanol (CH3OH) et de l’ammoniac (NH3), pour simuler la formation de grains de poussières enrobés de glaces. Ensuite cette matière première a été irradiée d’ultraviolets (UV) à l’image de ce que l’on peut observer, ailleurs, dans des « nébuleuses où se forment ces grains ». Et enfin, le périple autour du Soleil a été reproduit en modifiant la température de l’environnement.

« Sa composition a ensuite été analysée à l’Institut de chimie de Nice grâce à l’optimisation d’une technique très sensible et très précise (la chromatographie multidimensionnelle en phase gazeuse, couplée à la spectrométrie de masse à temps de vol) », explique le CNRS dans son communiqué de presse. Résultat : « Plusieurs sucres ont été détectés, parmi lesquels le ribose. Leur diversité et leurs abondances relatives suggèrent qu’ils ont été formés à partir de formaldéhyde. » Le formaldéhyde justement, créé à partir de méthanol et d’eau, et aussi plusieurs macro-molécules sont observées dans les nébuleuses où de nouvelles étoiles sont en train de naître comme celles d’Orion.

« […] cette découverte complète la liste des « briques moléculaires » de la vie qui peuvent être formées dans la glace interstellaire. Elle apporte un argument supplémentaire à la théorie des comètes comme source de molécules organiques qui ont rendu la vie possible sur Terre… et peut-être ailleurs dans l’Univers », conclut le CNRS.

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