Les recherches de l'Université de Newcastle se tournent vers d'anciennes sources chaudes pour explorer les origines de la vie sur Terre.
L’équipe de recherche a étudié comment l’émergence des premiers systèmes vivants à partir de matériaux géologiques inertes s’est produite sur Terre il y a plus de 3,5 milliards d’années. Des scientifiques de l'Université de Newcastle ont découvert que le mélange d'hydrogène, de bicarbonate et de magnétite riche en fer dans des conditions imitant des évents hydrothermaux relativement doux aboutissait à la formation d'un spectre de molécules organiques, notamment des acides gras s'étendant jusqu'à 18 atomes de carbone de longueur.
Publié dans la revue Communications Terre &Environnement , leurs découvertes révèlent potentiellement comment certaines molécules clés nécessaires à la production de la vie sont fabriquées à partir de produits chimiques inorganiques, ce qui est essentiel pour comprendre une étape clé dans la façon dont la vie s'est formée sur Terre il y a des milliards d'années.
Leurs résultats pourraient fournir une genèse plausible des molécules organiques qui forment d'anciennes membranes cellulaires qui ont peut-être été sélectivement choisies par les premiers processus biochimiques sur la Terre primordiale.
Les acides gras sont de longues molécules organiques qui ont des régions qui attirent et repoussent l’eau et qui formeront automatiquement des compartiments cellulaires dans l’eau, et ce sont ces types de molécules qui auraient pu constituer les premières membranes cellulaires. Pourtant, malgré leur importance, il était difficile de savoir d'où provenaient ces acides gras dans les premiers stades de la vie.
Une idée est qu'ils pourraient se former dans les bouches hydrothermales où l'eau chaude, mélangée à des fluides riches en hydrogène provenant de bouches sous-marines, s'est mélangée à de l'eau de mer contenant du CO2. .
Le groupe a reproduit dans son laboratoire des aspects cruciaux de l'environnement chimique trouvé dans les premiers océans de la Terre et le mélange de l'eau chaude alcaline provenant de certains types de sources hydrothermales. Ils ont découvert que lorsque des fluides chauds riches en hydrogène étaient mélangés à de l'eau riche en dioxyde de carbone en présence de minéraux à base de fer présents sur la Terre primitive, cela créait les types de molécules nécessaires à la formation des membranes cellulaires primitives.
L'auteur principal, le Dr Graham Purvis, a mené l'étude à l'Université de Newcastle et est actuellement associé de recherche postdoctoral à l'Université de Durham.
Il a déclaré :« Les compartiments cellulaires sont au cœur de la création de la vie, cruciaux pour isoler la chimie interne de l'environnement externe. Ces compartiments ont joué un rôle déterminant dans la promotion des réactions vitales en concentrant les produits chimiques et en facilitant la production d'énergie, servant potentiellement de pierre angulaire des premiers instants de la vie. "
"Les résultats suggèrent que la convergence de fluides riches en hydrogène provenant de sources hydrothermales alcalines avec des eaux riches en bicarbonates sur des minéraux à base de fer aurait pu précipiter les membranes rudimentaires des premières cellules au tout début de la vie."
"Ce processus aurait pu engendrer une diversité de types de membranes, certaines servant potentiellement de berceau à la vie au début de la vie. De plus, ce processus de transformation aurait pu contribuer à la genèse d'acides spécifiques présents dans la composition élémentaire des météorites."
Le chercheur principal, le Dr Jon Telling, lecteur en biogéochimie à l'École des sciences naturelles de l'environnement, a ajouté :« Nous pensons que cette recherche pourrait constituer la première étape de l'origine de la vie sur notre planète. Les recherches dans notre laboratoire se poursuivent actuellement pour déterminer la deuxième étape. étape clé :comment ces molécules organiques, initialement « collées » aux surfaces minérales, peuvent décoller pour former des compartiments cellulaires sphériques délimités par une membrane ; les premières « protocellules » potentielles qui ont ensuite formé la première vie cellulaire. »
Curieusement, les chercheurs suggèrent également que des réactions de création de membrane, des réactions similaires, pourraient encore se produire aujourd’hui dans les océans sous la surface des lunes glacées de notre système solaire. Cela soulève la possibilité d'origines de vie alternatives dans ces mondes lointains.
Plus d'informations : Graham Purvis et al, Génération d'acides gras à longue chaîne par réduction des bicarbonates provoquée par l'hydrogène dans d'anciennes sources hydrothermales alcalines, Communications Earth &Environment (2024). DOI :10.1038/s43247-023-01196-4
Informations sur le journal : Communications Terre et Environnement
Fourni par l'Université de Newcastle
