Dans la culture populaire, les astéroïdes jouent le rôle de menace apocalyptique, être blâmé pour avoir anéanti les dinosaures - et offrir une source extraterrestre pour l'exploitation minière.

Mais pour le chercheur Nicholas Hud, les astéroïdes jouent un tout autre rôle :celui de capsules temporelles montrant quelles molécules existaient à l'origine dans notre système solaire. Disposer de ces informations donne aux scientifiques le point de départ dont ils ont besoin pour reconstruire la voie complexe qui a donné naissance à la vie sur Terre.

Directeur du NSF-NASA Center for Chemical Evolution au Georgia Institute of Technology, Hud dit que trouver des molécules dans les astéroïdes fournit la preuve la plus solide que de tels composés étaient présents sur Terre avant la formation de la vie. Savoir quelles molécules étaient présentes aide à établir les conditions initiales qui ont conduit à la formation d'acides aminés et de composés apparentés qui, à son tour, se sont réunis pour former des peptides, de petites molécules ressemblant à des protéines qui ont peut-être donné le coup d'envoi à la vie sur cette planète.

"Nous pouvons nous tourner vers les astéroïdes pour nous aider à comprendre quelle chimie est possible dans l'univers, " a déclaré Hud. " Il est important pour nous d'étudier les matériaux des astéroïdes et des météorites, les versions plus petites des astéroïdes qui tombent sur Terre, pour tester la validité de nos modèles sur la façon dont les molécules qu'ils contiennent auraient pu aider à donner naissance à la vie. Nous devons également cataloguer les molécules des astéroïdes et des météorites, car il pourrait y avoir des composés que nous n'avions même pas considérés comme importants pour le démarrage de la vie."

Hud sera panéliste lors d'un point de presse "Astéroïdes pour la recherche, Découverte, and Commerce" le 17 février lors de la réunion annuelle 2018 de l'American Association for the Advancement of Science (AAAS) à Austin, Texas. Il participera également à une session le 18 février sur le thème, "À la recherche de l'identité et des origines des premiers polymères de la vie."

Les scientifiques de la NASA analysent les composés trouvés dans les astéroïdes et les météorites depuis des décennies, et leur travail fournit une solide compréhension de ce qui aurait pu être présent lorsque la Terre elle-même s'est formée, dit Hud.

"Si vous modélisez une réaction chimique prébiotique en laboratoire, les scientifiques peuvent discuter pour savoir si vous aviez ou non les bons matériaux de départ, " a déclaré Hud. " La détection d'une molécule dans un astéroïde ou une météorite est à peu près la seule preuve que tout le monde acceptera pour cette molécule étant prébiotique. C'est quelque chose sur quoi on peut vraiment s'appuyer."

L'expérience Miller-Urey, menée en 1952 pour simuler des conditions qui auraient existé sur la Terre primitive, produit plus de 20 acides aminés différents, composés organiques qui sont les éléments constitutifs des peptides. L'expérience a été déclenchée par des étincelles à l'intérieur d'un flacon contenant de l'eau, méthane, ammoniac et hydrogène, tous les matériaux qui auraient existé dans l'atmosphère lorsque la Terre était très jeune.

Depuis l'expérience de Miller-Urey, les scientifiques ont démontré la faisabilité d'autres voies chimiques vers les acides aminés et les composés nécessaires à la vie. Dans le laboratoire de Hud, par exemple, les chercheurs ont utilisé des cycles d'alternance de conditions humides et sèches pour créer des molécules organiques complexes au fil du temps. Dans de telles conditions, acides aminés et hydroxyacides, composés qui diffèrent chimiquement par un seul atome, aurait pu former de courts peptides qui ont conduit à la formation de molécules plus grosses et plus complexes - présentant finalement des propriétés que nous associons maintenant aux molécules biologiques.

"Nous avons maintenant un très bon moyen de synthétiser des peptides avec des acides aminés et des acides hydroxylés travaillant ensemble qui auraient pu être courants sur la Terre primitive, " dit-il. " Même aujourd'hui, les acides hydroxy se trouvent avec les acides aminés dans les organismes vivants - et dans certains échantillons de météorites qui ont été examinés."

Hud pense qu'il existe de nombreuses façons possibles pour les molécules de la vie de se former. La vie aurait pu commencer avec des molécules moins sophistiquées et moins efficaces que ce que nous voyons aujourd'hui. Comme la vie elle-même, ces molécules pourraient avoir évolué avec le temps.

"Ce que nous trouvons, c'est que ces composés peuvent former des molécules qui ressemblent beaucoup aux peptides modernes, sauf dans la colonne vertébrale qui maintient les unités ensemble, " a déclaré Hud. " La structure globale peut être très similaire et serait plus facile à faire, bien qu'il n'ait pas la capacité de se replier dans des structures aussi complexes que les protéines modernes. Il y a un compromis entre la simplicité de formation de ces molécules et la proximité de ces molécules avec celles que l'on trouve dans la vie contemporaine."

Les géologues pensent que la Terre était très différente il y a des milliards d'années. Au lieu de continents, il y avait des îles dépassant des océans. Même le soleil était différent, produisant moins de lumière mais plus de rayons cosmiques - ce qui aurait pu aider à alimenter les réactions chimiques de formation de protéines.

« Les îles auraient pu être de potentiels incubateurs de vie, avec des molécules qui pleuvent de l'atmosphère, " Hud a déclaré. "Nous pensons que le processus clé qui aurait permis à ces molécules de passer à l'étape suivante est un cycle humide-sec comme ce que nous faisons en laboratoire. Cela aurait été parfait pour une île dans l'océan."

Plutôt qu'une simple étincelle de vie, les molécules pourraient avoir évolué lentement au fil du temps dans une progression graduelle qui peut avoir eu lieu à des vitesses différentes dans différents endroits, peut-être simultanément. Différents composants des cellules, par exemple, peuvent s'être développés séparément là où les conditions les favorisaient avant qu'ils ne se rejoignent finalement.

"Il y a quelque chose de très spécial dans les peptides, acides nucléiques, les polysaccharides et les lipides et leur capacité à travailler ensemble pour faire quelque chose qu'ils n'auraient pas pu faire séparément, " a-t-il dit. " Et il pourrait y avoir eu un certain nombre de processus chimiques sur la Terre primitive qui n'ont jamais conduit à la vie. "

Savoir à quoi ressemblaient les conditions sur la Terre primitive donne donc aux scientifiques une base plus solide pour émettre des hypothèses sur ce qui aurait pu se produire, et pourrait offrir des conseils sur d'autres voies qui n'ont peut-être pas encore été envisagées.

"Il y a probablement beaucoup plus d'indices dans les astéroïdes sur les molécules réellement présentes, " a déclaré Hud. " Nous ne savons peut-être même pas ce que nous devrions rechercher dans ces astéroïdes, mais en regardant quelles molécules on trouve, nous pouvons poser des questions différentes et plus nombreuses sur la façon dont ils auraient pu aider à démarrer la vie."