Dans les mythologies et les histoires d'origine du monde entier, diverses cultures et religions désignent l'argile comme le vaisseau de la vie, le matériau primordial que les dieux créateurs ont imprégné d'une existence autonome. De nos jours, nous avons la biologie pour expliquer comment la vie est née, mais ces histoires anciennes pourraient-elles être plus proches de la réalité que nous ne le pensons ?

Dans un article écrit pour commémorer le travail de Ned Seeman, inventeur du domaine de la nanotechnologie de l'ADN, la biophysicienne émérite de l'UC Santa Barbara, Helen Hansma, décrit son idée de longue date selon laquelle cette vie primitive, dans des arrangements précellulaires qui ont évolué en notre système à base de lipides et de protéines. cellules, peut avoir pris son origine dans l'argile micacée. Son article est publié dans le Biophysical Journal .

Proposée à l'origine il y a près de 16 ans, l'hypothèse de Hansma rejoint de nombreuses autres spéculations sur l'apparition de la vie sur Terre. Parmi eux se trouvent le célèbre "RNA World", dans lequel les molécules d'ARN auto-répliquantes ont évolué en ADN et en protéines, et le concept "Metabolism First", qui dit que la vie a évolué à partir de réactions chimiques spontanées. Il y a aussi une hypothèse "pizza" qui prétend que la vie pourrait provenir de biomolécules organiques terrestres. Et il existe d'autres hypothèses d'argile qui disent que la vie pourrait provenir de l'argile montmorillonite ou des argiles riches en fer.

Hansma n'a pas cherché à comprendre comment la vie a évolué sur Terre lorsqu'elle a eu son idée pour la première fois. Au lieu de cela, en tant que biophysicienne de recherche et directrice de programme à la National Science Foundation vers 2007, elle jouait avec ses jouets préférés :un microscope à dissection et des morceaux de mica qu'elle séparait en feuilles.

"En regardant les morceaux d'algues vertes et de boue brune sur les bords des feuilles de mica, j'ai pensé:" ce serait un bon endroit pour que la vie commence "", a-t-elle déclaré dans un article écrit pour NSF à propos de son travail.

Son idée incorpore des éléments d'autres concepts d'abiogenèse (comment la vie a émergé à partir de matériaux non vivants), affirmant que les précurseurs de biomolécules et de processus métaboliques auraient tous pu être regroupés entre des couches de mica. C'est un environnement qui offrait une certaine protection contre le monde extérieur, tout en permettant le libre échange de l'eau et d'autres substances qui deviendraient essentielles aux cellules.

"Mon image est que les surfaces des feuilles de mica étaient un endroit idéal pour la croissance des molécules et le développement des processus, et finalement tout ce qui était nécessaire à la vie se trouvait sur le mica", a-t-elle déclaré. Essentiellement, le mica servait d'échafaudage et de "chambres de réaction", où les processus métaboliques pouvaient se produire et évoluer. L'avantage des argiles de mica sur la montmorillonite, a ajouté Hansma, est que les micas, avec des ions potassium qui maintiennent les feuilles de mica ensemble, ne gonflent pas et fournissent donc un environnement plus stable. Les feuilles de montmorillonite, en revanche, sont maintenues ensemble par des ions sodium plus petits, ce qui entraîne un rétrécissement et un gonflement pendant les cycles sec-humide et un environnement moins stable.

La présence d'ions potassium dans l'argile micacée est un autre facteur en faveur de l'hypothèse de l'argile mica :les cellules des êtres vivants ont des concentrations intracellulaires élevées de potassium, faisant du mica "un habitat plus probable pour les origines de la vie que la montmorillonite".

Et où cet assemblage prébiotique obtiendrait-il l'énergie nécessaire pour interagir et se maintenir en l'absence de l'énergie biochimique qui alimente maintenant notre corps ? À cette époque, la lumière du soleil aurait été un candidat, suggère Hansma, tout comme l'énergie mécanique, via l'ouverture et la fermeture des feuilles de mica lorsque l'eau entrait et sortait.

"Il semble que ces mouvements d'ouverture et de fermeture étaient des moyens d'écraser des molécules ensemble, avant qu'il y ait de l'énergie chimique", a-t-elle déclaré. Cette proximité forcée aurait pu favoriser des interactions entre les molécules, similaires aux actions des enzymes aujourd'hui. Différentes molécules en interaction se combineraient pour former de l'ARN, de l'ADN et des protéines. Les lipides du mélange finiraient par s'enrouler autour des groupes de grosses molécules et deviendraient la membrane cellulaire.

Ce ne sont là que quelques-uns des arguments de l'hypothèse de Hansma qui se prêtent à la vie ayant commencé dans l'argile micacée; other support can be found in mica's old age, and in the mineral's affinity for biomolecules and other factors that are thought to have promoted the development of life from non-living molecules.

While it's not likely that we'll ever know with certainty what happened almost 4 billion years ago, it's clear that—as Hansma says—"Life imitates mica in many ways." + Explorer plus loin

Mica provides clue to how water transports minerals