{"id":2232,"date":"2011-10-17T00:01:06","date_gmt":"2011-10-16T22:01:06","guid":{"rendered":"http:\/\/sciencetonnante.wordpress.com\/?p=2232"},"modified":"2011-10-17T00:01:06","modified_gmt":"2011-10-16T22:01:06","slug":"lexperience-de-miller-sur-lapparition-de-la-vie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2011\/10\/17\/lexperience-de-miller-sur-lapparition-de-la-vie\/","title":{"rendered":"L’exp\u00e9rience de Miller sur l’apparition de la vie"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>La question de l\u2019apparition de la vie a longtemps fait partie des th\u00e8mes plus abord\u00e9s par la religion que par la science. Si l\u2019on sait aujourd\u2019hui assez bien dater l\u2019\u00e9mergence de la vie sur Terre, le m\u00e9canisme de son apparition est loin d\u2019\u00eatre \u00e9lucid\u00e9.<\/p>\n

C’est le sujet d’une troublante exp\u00e9rience men\u00e9e en 1952 par Miller (voir ci-contre). Ce dernier a montr\u00e9 que dans des conditions reproduisant celles r\u00e9gnant sur Terre il y a quelques milliards d’ann\u00e9es, des composants essentiels \u00e0 la vie peuvent \u00e9merger spontan\u00e9ment, \u00e0 partir de r\u00e9actions chimiques simples et de quelques \u00e9clairs.<\/p>\n

Les premi\u00e8res traces de la vie<\/h3>\n

\"\"<\/a>Selon les th\u00e9ories commun\u00e9ment admises, l\u2019Univers est vieux de 13.7 milliards d\u2019ann\u00e9es, et la Terre n’aurait que 4.5 milliards d\u2019ann\u00e9es. De mani\u00e8re surprenante, il semblerait que la vie y soit ensuite apparue assez rapidement, puisque les plus anciennes traces indirectes dont nous disposons seraient celles de cyanobact\u00e9ries ayant v\u00e9cu il y a environ 3.5 milliards d\u2019ann\u00e9es<\/strong>.<\/p>\n

Ci-contre un fossile de cyanobact\u00e9rie, bien visible mais beaucoup moins vieux, \u00e0 peine 850 millions d\u2019ann\u00e9es.<\/p>\n

L\u2019hypoth\u00e8se d\u2019Oparin<\/h3>\n

Au d\u00e9but du XX\u00e8me si\u00e8cle, l\u2019hypoth\u00e8se d\u2019une apparition de la vie sur Terre \u00e0 partir de processus chimiques spontan\u00e9s n\u2019\u00e9tait pas la plus en vue. A la fin du XIX\u00e8me, des gens tr\u00e8s s\u00e9rieux comme Lord Kelvin ou Hermann von Helmoltz penchaient plut\u00f4t pour une autre th\u00e9orie, celle de la panspermie<\/strong>, selon laquelle la vie aurait \u00e9t\u00e9 apport\u00e9e par des m\u00e9t\u00e9orites.<\/p>\n

Un des arguments contre l\u2019hypoth\u00e8se d\u2019une apparition spontan\u00e9e de la vie \u00e9tait que les mol\u00e9cules de bases du vivant, comme les prot\u00e9ines ou l\u2019ADN, sont tr\u00e8s facilement d\u00e9grad\u00e9es en pr\u00e9sence d\u2019oxyg\u00e8ne<\/strong>. C’est un des paradoxes de notre m\u00e9tabolisme, et c\u2019est d\u2019ailleurs pour cela que notre organisme a besoin d\u2019antioxydants. D\u00e8s lors comment les premi\u00e8res mol\u00e9cules auraient-elles pu appara\u00eetre et se d\u00e9velopper dans une atmosph\u00e8re terrestre pleine d\u2019oxyg\u00e8ne ?<\/p>\n

Dans les ann\u00e9es 1920, le biochimiste russe Alexander Oparin<\/strong> propose une hypoth\u00e8se audacieuse : il y a quelques milliards d\u2019ann\u00e9es, l\u2019atmosph\u00e8re terrestre \u00e9tait peut \u00eatre diff\u00e9rente, d\u00e9nu\u00e9e d\u2019oxyg\u00e8ne; et dans ces conditions les mol\u00e9cules de base du vivant auraient pu se former et s\u2019assembler sans \u00eatre d\u00e9grad\u00e9es. Cela peut para\u00eetre \u00e9trange d\u2019imaginer la vie sur une Terre initialement d\u00e9pourvue d’oxyg\u00e8ne, mais on sait maintenant que c\u2019est pr\u00e9cis\u00e9ment l\u2019apparition de la vie, et en particulier la photosynth\u00e8se, qui a enrichi l\u2019atmosph\u00e8re terrestre en oxyg\u00e8ne il y a environ 2 milliards d’ann\u00e9es !<\/p>\n

L\u2019hypoth\u00e8se d\u2019Oparin permet donc d\u2019imaginer des r\u00e9actions chimiques ayant lieu au contact d\u2019une atmosph\u00e8re non oxydante, et pouvant produire de mani\u00e8re stable les premi\u00e8res mol\u00e9cules indispensables \u00e0 la vie. Il fallut pourtant attendre 30 ans avant de voir cette hypoth\u00e8se test\u00e9e, gr\u00e2ce aux exp\u00e9riences de Miller et Urey.<\/p>\n

L\u2019exp\u00e9rience de Miller<\/h3>\n

\"\"<\/a>En 1952 Stanley Miller, alors \u00e9tudiant de Harold Urey, a r\u00e9alis\u00e9 une exp\u00e9rience fascinante prouvant la cr\u00e9dibilit\u00e9 de l\u2019hypoth\u00e8se d\u2019Oparin. L\u2019id\u00e9e semble toute simple : recr\u00e9er en laboratoire les conditions r\u00e9gnant sur Terre \u00e0 l\u2019\u00e9poque de l\u2019apparition de la vie<\/strong> !<\/p>\n

Pour cela, Miller utilisa 3 ingr\u00e9dients : un m\u00e9lange de gaz<\/strong> cens\u00e9s repr\u00e9senter l\u2019atmosph\u00e8re terrestre primitive (hydrog\u00e8ne, m\u00e9thane et ammoniac, et bien s\u00fbr pas d’oxyg\u00e8ne !); une fiole remplie d\u2019eau chauff\u00e9e<\/strong>, pour simuler l\u2019oc\u00e9an; des d\u00e9charges \u00e9lectriques<\/strong>, sous forme d’\u00e9tincelles pouvant repr\u00e9senter l\u2019impact d\u2019\u00e9clairs.<\/p>\n

Le sch\u00e9ma de l\u2019exp\u00e9rience est repr\u00e9sent\u00e9 ci-contre. En r\u00e9alisant une circulation de l\u2019atmosph\u00e8re et en la soumettant \u00e0 des \u00e9clairs, Miller a d\u2019abord constat\u00e9 des changements de couleur : le liquide collect\u00e9 est devenu rose. Puis au bout d\u2019une semaine d\u2019exp\u00e9rience, il a analys\u00e9 le contenu de la soupe ainsi form\u00e9e.<\/p>\n

Stanley Miller a pu mettre en \u00e9vidence dans sa fiole la pr\u00e9sence de 11 types diff\u00e9rents d\u2019acides amin\u00e9s<\/strong>. Avec du gaz, de l\u2019eau et des \u00e9clairs, Miller avait reconstitu\u00e9 les premi\u00e8res briques \u00e9l\u00e9mentaires de la vie sur Terre !<\/p>\n

\"\"<\/a>Les acides amin\u00e9s form\u00e9s<\/h3>\n

Dans notre organisme, la plupart des fonctions sont assur\u00e9es par des prot\u00e9ines. Celles-ci sont toutes assembl\u00e9es \u00e0 partir des m\u00eames briques : les acides amin\u00e9s<\/strong>. Le terme \u00ab acide amin\u00e9<\/em> \u00bb d\u00e9signe en fait un ensemble particulier de mol\u00e9cules organiques qui sont toutes con\u00e7ues sur le m\u00eame mod\u00e8le. Le sch\u00e9ma ci-contre en montre la formule g\u00e9n\u00e9rique : un groupe COOH (l\u2019acide<\/strong>, \u00e0 droite), un groupe NH2 (l\u2019amine<\/strong>, \u00e0 gauche), et au milieu un radical R<\/strong>, o\u00f9 R peut d\u00e9sginer \u00e0 peu pr\u00e8s ce que l\u2019on veut \u00e0 base de C, N, H ou de S.<\/p>\n

Par exemple, le radical R le plus simple est un unique atome d\u2019hydrog\u00e8ne : on obtient alors l\u2019acide amin\u00e9 glycine<\/em>. Si R vaut CH3, vous obtenez l\u2019alanine<\/em>. Et on peut utiliser des R bien plus compliqu\u00e9s. En th\u00e9orie, il existe une grande quantit\u00e9 d\u2019acides amin\u00e9s possibles (autant que de mani\u00e8re de choisir R). En pratique, la vie telle que nous la connaissons utilise seulement 20 acides amin\u00e9s<\/strong>.<\/p>\n

Initialement, Stanley Miller n\u2019en avait trouv\u00e9 que 11 diff\u00e9rents dans sa soupe. Mais depuis, on a analys\u00e9 les r\u00e9sultats de son exp\u00e9rience avec des m\u00e9thodes plus fines, et l\u2019on s\u2019est rendu compte qu\u2019il en avait en fait cr\u00e9\u00e9 environ 25, dont certains types ne sont pas utilis\u00e9s par les organismes vivants de la Terre !<\/p>\n

\"\"<\/a>Un autre point int\u00e9ressant concerne la chiralit\u00e9 des mol\u00e9cules<\/strong>. En raison de sa forme, une mol\u00e9cule d\u2019acide amin\u00e9 peut en principe exister sous deux formes distinctes : la forme \u00ab gauche \u00bb et la forme \u00ab droite \u00bb. Ces deux versions de la m\u00eame mol\u00e9cule sont l\u2019image l\u2019une de l\u2019autre dans un miroir (voir ci-contre pour les deux variantes de l’alanine).<\/p>\n

Dans son exp\u00e9rience, Miller avait produit autant de mol\u00e9cules \u00ab gauches \u00bb que \u00ab droites \u00bb. Et pourtant dans la vie telle que nous la connaissons, on ne trouve que des acides amin\u00e9s \u00ab gauches \u00bb<\/strong>. Un myst\u00e8re qui n’est pas \u00e0 ce jour r\u00e9solu !<\/p>\n

Variantes autour de l\u2019exp\u00e9rience de Miller<\/h3>\n

Depuis l\u2019exp\u00e9rience initiale, plusieurs variantes ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9es. Tout d\u2019abord on peut noter que conform\u00e9ment au raisonnement d\u2019Oparin, si on met de l\u2019oxyg\u00e8ne dans les gaz de l\u2019exp\u00e9rience, il n\u2019y a pas de cr\u00e9ation d\u2019acides amin\u00e9s. Pour prendre en compte certaines hypoth\u00e8ses sur la composition de l\u2019atmosph\u00e8re primitive, des exp\u00e9riences ont \u00e9t\u00e9 men\u00e9es en ajoutant d\u2019autres gaz, comme du H2S ou du SO2 qui peuvent \u00eatre \u00e9mis par les \u00e9ruptions volcaniques<\/strong>. Et dans ce cas encore plus d\u2019acides amin\u00e9s diff\u00e9rents sont cr\u00e9\u00e9s !<\/p>\n

Enfin certaines exp\u00e9riences ont pu montrer qu\u2019il est \u00e9galement possible de cr\u00e9er des acides nucl\u00e9iques<\/strong>, qui sont les ingr\u00e9dients de base du code g\u00e9n\u00e9tique form\u00e9 par l\u2019ADN. Tout ceci ne prouve \u00e9videmment pas d\u00e9finitivement le sc\u00e9nario d\u2019une origine purement terrestre de la vie, mais d\u00e9montre que cette hypoth\u00e8se est r\u00e9aliste. Au-del\u00e0 de ces questions, tout un tas d\u2019\u00e9nigmes demeurent, notamment sur la mani\u00e8re dont est apparu le code g\u00e9n\u00e9tique, la formation des couches lipidiques qui constituent les membranes des cellules, etc.<\/p>\n

De surcroit, la vie nous pose un amusant probl\u00e8me de poule et d\u2019\u0153uf<\/strong> : sachant que le code g\u00e9n\u00e9tique permet de synth\u00e9tiser les prot\u00e9ines, mais que les prot\u00e9ines sont indispensables \u00e0 la r\u00e9plication du code g\u00e9n\u00e9tique, lequel des deux est venu en premier ?<\/p>\n

R\u00e9f\u00e9rences et illustrations<\/em><\/h3>\n

Sur les \u00e9l\u00e9ments de base de la vie, mon billet sur la bact\u00e9rie \u00e0 l’arsenic<\/a>;<\/em><\/p>\n

La tr\u00e8s compl\u00e8te page Wikip\u00e9dia sur l’abiogen\u00e8se<\/a>;<\/em><\/p>\n

Le sch\u00e9ma de l’exp\u00e9rience de Miller est adapt\u00e9 par mes soins de celui de Wikim\u00e9dia<\/a>;<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

La question de l\u2019apparition de la vie a longtemps fait partie des th\u00e8mes plus abord\u00e9s par la religion que par la science. Si l\u2019on sait aujourd\u2019hui assez bien dater l\u2019\u00e9mergence de la vie sur Terre, le m\u00e9canisme de son apparition est loin d\u2019\u00eatre \u00e9lucid\u00e9. C’est le sujet d’une troublante exp\u00e9rience men\u00e9e en 1952 par Miller<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jetpack_post_was_ever_published":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[7],"tags":[28,60],"class_list":{"0":"post-2232","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-biologie","7":"tag-biochimie","8":"tag-vie"},"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"post_mailing_queue_ids":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2232","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2232"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2232\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2232"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2232"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2232"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}