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    Une expérience Viking de 40 ans a-t-elle découvert la vie sur Mars ?

    Le site de l'atterrisseur Viking 2, montrant du givre sur le sol. Cette image a été prise par Viking 2 en 1979. Crédit :NASA; Image de l'atterrisseur Viking 2 P-21873

    (Phys.org)—En 1976, deux atterrisseurs Viking sont devenus le premier vaisseau spatial américain de la Terre à atterrir sur Mars. Ils ont pris les premières images haute résolution de la planète, relevé les caractéristiques géographiques de la planète, et analysé la composition géologique de l'atmosphère et de la surface. Peut-être le plus intriguant, ils ont également effectué des expériences qui ont recherché des signes de vie microbienne dans le sol martien.

    Globalement, ces expériences de détection de vie ont produit des résultats surprenants et contradictoires. Une expérience, l'expérience Labeled Release (LR), a montré que le sol martien était positif pour le métabolisme, signe que, sur Terre, suggérerait presque certainement la présence de la vie. Cependant, une expérience connexe n'a trouvé aucune trace de matière organique, suggérant l'absence de vie. Sans substances organiques, que pourrait être, ou semble être, métabolisant ?

    Au cours des quarante années qui ont suivi ces expériences, les scientifiques ont été incapables de concilier les résultats contradictoires, et le consensus général est que les atterrisseurs vikings n'ont trouvé aucune preuve concluante de vie sur Mars. Cependant, une petite minorité de scientifiques affirme que les résultats de Viking étaient positifs pour la vie sur Mars.

    Un éminent partisan de ce point de vue est Gilbert Levin, Expérimentateur de l'expérience Viking LR. En premier, Levin pensait que les résultats LR n'étaient pas clairs, et a simplement déclaré que les résultats étaient cohérents avec la biologie. Cependant, en 1997, après de nombreuses années d'autres expériences sur Terre, ainsi que de nouvelles découvertes sur Mars (que la NASA a maintenant déclaré "habitable"), et la découverte de micro-organismes vivant sur Terre dans des conditions aussi sévères que celles de Mars, lui et son co-expérimentateur Viking, Dr Patricia A. Straat, ont fait valoir que les résultats de Mars sont mieux expliqués par des organismes vivants.

    Récemment, Levin et Straat ont publié un article de perspective dans le journal Astrobiologie dans lequel ils reconsidèrent les résultats de l'expérience Viking LR à la lumière des découvertes récentes sur Mars et des propositions récentes de substances inorganiques qui pourraient imiter les processus de métabolisme observés. Ils soutiennent qu'aucune des substances abiotiques proposées n'explique suffisamment les résultats de Viking, et que les microbes martiens doivent toujours être considérés comme la meilleure explication des résultats.

    Fonctionnement de l'expérience de libération étiquetée

    Dans l'expérience LR, les atterrisseurs Viking 1 et Viking 2 ont collecté des échantillons de sol martien, leur a injecté une goutte de solution nutritive diluée, puis surveillé l'air au-dessus du sol pour des signes de sous-produits métaboliques. Étant donné que les nutriments ont été marqués avec du carbone 14 radioactif, si les micro-organismes du sol métabolisent les nutriments, on s'attendrait à ce qu'ils produisent des sous-produits radioactifs, comme le dioxyde de carbone radioactif ou le méthane.

    Avant de lancer le vaisseau spatial Viking, les chercheurs ont testé le protocole expérimental sur une grande variété de sols terrestres issus d'environnements difficiles, de la Vallée de la Mort à l'Antarctique. Dans chaque cas, les expériences se sont révélées positives à vie. Puis comme contrôle, les chercheurs ont chauffé les échantillons à 160 °C pour tuer toutes les formes de vie, puis retesté. Dans chaque cas, les expériences se sont maintenant révélées négatives. Pour confirmer davantage que la procédure expérimentale ne produirait pas de faux positifs, les chercheurs l'ont testé sur des sols réputés stériles, comme ceux de la Lune et de l'île volcanique de Surtsey près de l'Islande, qui a produit des résultats négatifs comme prévu.

    Une fois sur Mars, l'expérience LR a été réalisée après que l'expérience de recherche de molécules organiques se soit déroulée les mains vides. Ce fut donc une surprise lorsque les deux atterrisseurs Viking, situé 4, 000 miles de distance, sol collecté dont le métabolisme a été testé positif. Pour exclure la possibilité que le fort rayonnement ultraviolet sur Mars puisse être à l'origine des résultats positifs, les atterrisseurs ont ramassé de la terre enfouie sous un rocher, qui a de nouveau été testé positif. Les tests de contrôle ont également fonctionné, avec le contrôle de stérilisation à 160 °C donnant des résultats négatifs.

    En outre, il semblait que tout ce qui faisait le métabolisme était relativement fragile, étant donné que l'activité métabolique était considérablement réduite lors du chauffage de l'échantillon à 50 °C, et complètement absent lors du stockage du sol dans l'obscurité pendant deux mois à 10 °C. Levin et Straat pensent que ces résultats fournissent l'une des preuves les plus solides que le sol contenait de la vie martienne.

    Candidats non biologiques

    Depuis les expériences LR, les chercheurs ont recherché d'autres types de produits chimiques non biologiques qui pourraient produire des résultats identiques.

    Dans leur nouveau papier, Levin et Straat examinent certaines de ces propositions. Un candidat possible est le formate, qui est un composant de l'acide formique naturellement présent sur Terre. Une expérience de type LR en 2003 a révélé que le formiate dans un échantillon de sol du désert d'Atacama en Amérique du Sud produisait un résultat positif, même si le sol ne contenait pratiquement aucun micro-organisme. Cependant, l'étude ne comprenait pas de contrôle de stérilisation, et il est probable que la concentration de formiate dans le désert d'Atacama soit beaucoup plus élevée que celle de Mars.

    Un autre candidat potentiel est le perchlorate ou l'un de ses produits de dégradation. En 2009, la mission Phoenix vers Mars a détecté des perchlorates dans le sol martien. Bien que les perchlorates puissent donner un résultat positif car ils produisent du gaz lorsqu'ils interagissent avec certains acides aminés, ils ne se dégradent pas à 160 °C, et continuerait ainsi à donner des résultats positifs après le contrôle de stérilisation.

    Une étude de 2013 a suggéré que les rayons cosmiques et le rayonnement solaire peuvent provoquer la décomposition du perchlorate en hypochlorite, qui produirait des résultats positifs et, contrairement au perchlorate, est détruit par chauffage à 160 °C. Pour ces raisons, l'hypochlorite est sans doute le meilleur candidat pour expliquer les résultats de la LR.

    Néanmoins, Levin et Straat notent que l'hypochlorite n'a pas encore été testé à 50 °C (la température à laquelle l'activité du sol martien a été significativement réduite) ou après un stockage à long terme dans l'obscurité (ce qui a produit un résultat négatif pour les échantillons martiens) . Donc à ce stade, aucun agent non biologique n'a satisfait à tous les résultats de LR.

    Candidats biologiques

    Les résultats LR de Viking 1 Lander montrent que, lorsqu'il est injecté avec la solution nutritive, l'échantillon de sol présentait une forte radioactivité, indiquant le métabolisme. L'échantillon de sol témoin, qui avait été chauffé pour tuer tous les micro-organismes, eu une réponse négative. Crédit :Levin et Straat, 1977, Biosystèmes. ©Elsevier

    Aujourd'hui, les chercheurs en savent beaucoup plus sur Mars qu'il y a 40 ans. L'une des plus grandes découvertes a eu lieu en 2014, lorsque le rover Curiosity du Mars Science Laboratory a détecté pour la première fois la présence de molécules organiques sur Mars.

    Au cours des deux dernières années, Le laboratoire d'analyse d'échantillons à bord de Curiosity sur Mars (SAM) a détecté du méthane, hydrocarbures chlorés, et d'autres molécules organiques. Les chercheurs soupçonnent que ces substances organiques se sont formées sur Mars ou y ont été transportées par des météorites.

    La découverte de matière organique sur Mars soulève la question de savoir pourquoi l'expérience Viking n'a pas détecté de matière organique en 1976. Comme l'explique Levin, il y a plusieurs raisons qui pourraient expliquer pourquoi les résultats de Viking étaient négatifs.

    « Nous avons signalé il y a longtemps les problèmes du Viking GCMS (chromatogramme en phase gazeuse – spectromètre de masse), " dit Levin. " Même son expérimentateur, Dr Klaus Biemann, ont souvent souligné que le GCMS n'était pas une expérience de détection de vie. Il fallait au moins un million de cellules microbiennes pour détecter toute matière organique. En outre, l'instrument avait souvent échoué lors d'essais sur Terre. Plus tard, il a été affirmé que le perchlorate dans le sol détruisait la matière organique. Cependant, Je considère cela avec prudence car il n'y a aucune preuve de perchlorate sur les sites Viking. »

    A la lumière des récentes découvertes, Levin et Straat pensent qu'il est important de reconsidérer les résultats LR comme ayant une origine biologique. D'autres chercheurs qui soutiennent ce point de vue ont proposé que la vie martienne pourrait prendre la forme de méthanogènes (micro-organismes qui produisent du méthane comme sous-produit), halophiles (qui peuvent tolérer des concentrations élevées de sel ainsi que des radiations sévères et de faibles concentrations d'oxygène), ou un type de micro-organisme "cryptobiotique" qui reste en sommeil jusqu'à sa réactivation, comme par une solution nutritive comme celle de l'expérience LR.

    Les défis de la publication

    La publication d'un article sur la vie sur Mars était très différente de la publication d'études plus typiques (au fil des ans, Les recherches de Levin ont inclus des édulcorants hypocaloriques, médicaments pharmaceutiques, pesticides plus sûrs, et procédés de traitement des eaux usées, entre autres). Il a fallu près de 20 ans à Levin et Straat pour publier un article évalué par des pairs sur leur interprétation des résultats de Viking LR.

    "Depuis que j'ai conclu que le LR avait détecté de la vie (en 1997), de grandes revues à jury avaient refusé nos publications, " Levin a dit Phys.org . "Moi et mon co-expérimentateur, Dr Patricia Ann Straat, puis publié principalement dans la section astrobiologie des Actes SPIE, après avoir présenté les communications lors des conventions annuelles de SPIE. Bien qu'il s'agisse d'articles invités, ils ont été largement ignorés par la plupart des astrobiologistes dans leurs publications. » Ces articles sont disponibles sur gillevin.com.

    « Lors d'une réunion de l'Agence spatiale canadienne, J'ai rencontré le Dr Sherry Cady, l'éditeur de Astrobiologie . Elle m'a invité à soumettre un article pour examen par les pairs. Je l'ai fait et il a rapidement rebondi, même pas envoyé pour examen en raison de sa durée de vie.

    « Pat et moi avons décidé de produire un article qui résisterait au plus grand examen scientifique. mais nous avons persisté jusqu'à ce que nous disposions de chaque commentaire défavorable. Ainsi, nous pensons que cette publication est assez importante en ce qu'elle a été nettoyée si soigneusement que les points restants sont fermement établis.

    "Vous pouvez ne pas être d'accord avec la conclusion, mais vous ne pouvez pas dénigrer les marches qui y mènent. Vous pouvez seulement dire que les étapes sont insuffisantes. Mais, à nous, cela semble une défense ténue, puisque personne ne réfuterait ces résultats s'ils avaient été obtenus sur Terre."

    Perspectives d'avenir

    Pour Levin et Straat, l'une des raisons les plus importantes de considérer l'existence de la vie sur Mars est une raison pratique qui peut affecter les recherches futures.

    "Il semble prudent que la communauté scientifique maintienne la biologie comme explication viable des résultats expérimentaux du LR, " écrivent-ils dans leur article. " Il semble inévitable que les astronautes finissent par explorer Mars. Dans l'intérêt de leur santé et de leur sécurité, la biologie doit être tenue au premier plan des explications possibles des résultats de la LR."

    Aller de l'avant, Levin et Straat proposent que des expériences soigneusement conçues peuvent aider à répondre à la question de l'existence de la vie sur Mars. En particulier, Les expériences de type LR qui testent la préférence chirale pourraient indiquer si la substance métabolisante est biologique ou chimique, puisque seuls les agents biologiques peuvent distinguer les isomères gauche et droit. Les scientifiques soulignent également l'importance de la recherche continue de molécules organiques, en particulier ceux ayant une signification biologique tels que les acides aminés, glucides simples, lipides, protéines, et l'ADN. De futures expériences pourraient également offrir la possibilité d'examiner le sol martien au microscope.

    Malgré les perspectives positives, Levin et Straat notent que toutes les futures expériences auront un inconvénient inévitable :le potentiel de contamination par les atterrisseurs précédents. À cet égard, les atterrisseurs vikings étaient uniques en ce qu'ils étaient la seule expérience de détection de vie martienne vierge que nous aurons jamais.

    © 2016 Phys.org




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