Pourquoi y a-t-il de la vie sur Terre? Et comment la vie est-elle apparue? Des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ) et de l’Université de Genève ont fait une avancée vers la réponse à cette question – qui hante l’humanité depuis la nuit des temps – grâce au développement d’un tout nouveau procédé.
Il se trouve que l’urine joue un rôle important dans l’origine de notre existence. Les résultats de cette recherche ont d’ailleurs récemment été publiés dans le journal scientifique «Nature».
Tout commence avec Stanley Miller
Tout d’abord, faisons un bref voyage dans le temps. Dans les années 1950, le chimiste américain Stanley Miller (1930-2007) fait une expérience très remarquée: il parvient à reproduire le mélange de gaz qui constituaient probablement l’atmosphère originelle de notre planète.
Il soumet ensuite ce mélange aux conditions météorologiques telles qu’elles devaient exister à l’époque. Au bout d’une semaine apparaissent des composés organiques, dont l’urée, une molécule simple qui contient à la fois du carbone et de l’azote.
Rayons cosmiques, urée et ADN
Les chercheurs pensent aujourd’hui que cette urée était dissoute dans des flaques d’eau chaude – riches en composés chimiques et aussi appelées «soupe primordiale» – sur une Terre encore inerte. En raison de l’évaporation, la concentration de cette urée a augmenté à certains endroits.
Les rayons cosmiques sont venus s’ajouter à ce mix de composés chimiques. Lorsque ceux-ci rencontrent différentes molécules, ils peuvent pour ainsi dire détacher certains ions qui partent alors à la recherche d’autres liaisons moléculaires. C’est là que de nouvelles substances se forment…
En chimie, ce processus s’appelle la synthèse. Des groupes de recherche de l’EPFZ et de l’Université de Genève, dirigés par Hans Jakob Wörner, ont trouvé des indices montrant que plusieurs étapes de synthèse de ce type ont permis de produire ce que l’on appelle l’acide malonique à partir de l’urée. Cet acide bien particulier pourrait être l’un des éléments constitutifs de l’ARN et de l’ADN, soit les acides qui portent nos informations génétiques.
Une machine pour mesurer les réactions chimiques
Pour pouvoir mesurer le comportement de l’urée sous l’influence d’un tel rayonnement, les chercheurs ont dû développer une nouvelle méthode leur permettant d’observer comment les réactions chimiques se comportent dans les liquides et ce, en quelques milliardièmes de seconde seulement.
Pour ce faire, ils ont mis au point un appareil capable de générer sous vide un jet de liquide d’un diamètre inférieur à un micromètre. Ils ont ensuite exposé ce jet d’urée à un rayonnement ionisé – et ont mesuré les réactions qui se produisent en un trillionième de seconde. Résultats: deux molécules d’urée sont apparues. Il y a de fortes chances pour que l’un des deux ait donné naissance aux éléments constitutifs de l’ADN.
Les chercheurs de l’ETH Zurich et de l’Université de Genève ont été assistés dans ce travail par des collègues du Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY à Hambourg, qui ont effectué les calculs nécessaires à l’interprétation des données de mesure.
