Du tryptophane abiotique dans la lithosphère océanique

Synthèse abiotique d'un acide aminé aromatique dans une péridotite hydratée.

Les acides aminés sont des molécules organiques impliquées dans diverses chaines de réactions biologiques dont la synthése des protéines. Ces molécules relativement “simples” font partie des molécules appelées briques élémentaires de la vie. De la connaissance de leur origine (lieux et modes de formation) découlent hypothèses et scénarios sur l'origine, terrestre ou extraterrestre, de la vie elle-même.

Lors de l'expédition 304 de la campagne de forage océanique de l'IODP, un échantillon de péridotite serpentinisée a été prélevé à 175 m de profondeur dans la lithosphère océanique. Relativement “riche” en carbone (0,23‰), il a été minutieusement étudié par une équipe européenne de chercheurs de divers laboratoires (Institut de physique du globe de Paris (IPGP/univ. Paris Diderot/CNRS), Laboratoire de Géologie de Lyon (univ. Claude Bernard/ENS Lyon/CNRS), centre synchrotron SOLEIL, Institut de chimie des substances naturelles (CNRS), et univ. Nazarbayev au Kazakhstan) qui publie ses résultats dans la revue Nature.

Des études spectrométriques révèlent la présence de quatre molécules organiques distinctes, la plus complexe étant le tryptophane, un acide aminé “sélectionné” par la vie, et trois autres molécules pouvant appartenir aux voies de synthèse et/ou de dégradation de ce tryptophane. L'absence de toute autre molécule organique marqueur de la vie marine ou endogée atteste que les molécules décelées ne sont pas d'origine biologique. Une production abiotique d'acide aminé a donc eu lieu et semble particulièrement associée à la présence de saponite riche en fer issue de l'altération par étapes de la péridotite. La saponite est une argile de la famille des smectites, connue pour ses capacités de catalyse, d'adsorption, de gonflement et d'échange cationique. Ainsi, circulation et altération hydrothermales dans les péridotites de la lithosphère océanique permettent-elles la mobilisation de carbone et d'azote, la formation de substrats minéraux, et l'existence de conditions favorables à la synthèse abiotique de molécules organiques fondamentales pour la vie.

Cette étude montre donc la possibilité de synthèse de briques de la vie dans des milieux ayant existé très tôt sur Terre. Elle relance la piste d'une origine, au moins partiellement, terrestre des “molécules de la vie”, mais ouvre aussi la voie à la recherche de milieux similaires dans le système solaire ou sur es exoplanètes. De plus, cette voie de synthèse particulière pourrait inspirer des recherches pour de nouveaux procédés chimiques industriels.

Communiqué de presse CNRS - Les premières briques à l'origine de la vie sur Terre observées dans des roches océaniques profondes (version complète en pdf)

News and views (Nature) - The rocky road to biomolecules, présentation de l'article par J.A. Barros.

L'article - B. Ménez, C. Pisapia, M. Andreani, F. Jamme, Q.P. Vanbellingen, A. Brunelle, L. Richard, P. Dumas, M. Réfrégiers, 07/11/2018. Abiotic synthesis of amino acids in the recesses of the oceanic lithosphere, Nature, 1476-4687 - doi: 10.1038/s41586-018-0684-z

 

À revoir sur Planet-Terre :

L'origine de la vie vue par un géologue qui aime l'astronomie (P. Thomas, 2016)

Serpentinisation océanique et vie primitive (M.L. Pons, 2014)

 

O.D.-21/11/2018