Depuis plusieurs années, grâce notamment à la sophistication des instruments d’analyse embarquée et d’observation, l’astrobiologie est un domaine en plein essor. De plus en plus d’appareils automatisés (sondes, rovers) embarquent des instruments d’étude biochimique dans le but de détecter des biosignatures, c’est-à-dire des éléments — molécules, gaz ou autres phénomènes — témoignant de la présence, passée ou présente, de vie sur une planète.

La recherche de biosignatures est axée sur les connaissances que nous avons aujourd’hui de la vie terrestre. C’est-à-dire une forme de vie carbonée complexe dont la structure biomoléculaire est commune à tous les êtres vivants connus. De par ses propriétés uniques, la vie carbonée est la source d’un certain nombre de biosignatures comme la consommation et le rejet de gaz dans l’atmosphère, la dispersion d’éléments chimiques ou encore la production d’une biomasse et de déchets organiques.

Sur le même sujet :

Des molécules organiques complexes découvertes sur Encelade : une possible présence de vie ?

La recherche de biosignatures terrestres pour reconstituer le passé de la Terre

Cette étude des biosignatures revêt une importance particulière sur Terre puisqu’elle aide les scientifiques à reconstituer le « passé organique » de notre planète. Ce champ de recherche est majoritairement dominé par la géomicrobiologie, qui vise à mieux comprendre l’apparition, le développement et l’évolution de la vie, notamment concernant les bactéries et autres organismes unicellulaires, en analysant les sédiments et les roches.

biosignatures terre vie

La recherche de biosignatures sur Terre permet aux scientifiques de reconstituer la chronologie d’apparition, de développement et d’évolution de la vie terrestre. Crédits : AstroBiology Center

Les scientifiques recherchent des indices biogéochimiques à travers l’étude des microfossiles (micro-résidus organiques fossilisés), des stromatolithes (empilements sédimentaires produits par des cyanobactéries), des biomarqueurs moléculaires (acides aminés, bases azotées, acides nucléiques, lipides, etc), des rapports isotopiques (carbone, azote, hydrogène, soufre) et les excès énantiomériques (excès de certains énantiomères dans un échantillon).

La recherche de biosignatures en astrobiologie : comment détecter la vie extraterrestre ?

Même si certains scientifiques ont suggéré la possibilité de biochimies basées sur d’autres atomes que le carbone, la recherche de vie dans l’univers se base aujourd’hui exclusivement sur les biosignatures correspondant à la biochimie carbonée.

En effet, sans présumer le chauvinisme du carbone (théorie avançant que le carbone est le seul élément capable de structurer la vie), la recherche de biomarqueurs terrestres sur d’autres planètes est actuellement le meilleur moyen de détecter efficacement la présence de vie extraterrestre.

Ainsi, les biosignatures en astrobiologie ont un double avantage. Premièrement, elles permettent d’obtenir de forts indices sur la présence de vie extraterrestre. Secondairement, elles permettent d’infirmer une possible origine abiotique (non-vivant) de ces signatures. Bien évidemment, dans ce cadre, la méthode scientifique exige que la confirmation de biosignatures ne soit donnée que quand toutes les autres explications ont été écartées.

Les astrobiologistes disposent de tout un ensemble de biosignatures couvrant le plus largement possible tous les aspects de la vie. Crédits : NASA

Pour ce faire, les scientifiques disposent d’une large de gamme de biosignatures possibles : biomolécules complexes d’origine nécessairement biotique, morphologies cellulaires, minéraux biogéniques, ratios isotopiques stables dans les minéraux et composants organiques, chiralité moléculaire, gaz atmosphériques, pigments photosynthétiques, etc. Selon le département de recherche stratégique en astrobiologie de la NASA, ces biosignatures extraterrestres sont classées en dix catégories distinctes.

Composition isotopique du milieu

Certains organismes, comme les archées, induisent des changements dans le ratio isotopique d’un milieu par des réactions d’oxydo-réduction spécifiques. C’est notamment le cas des bactéries photosynthétiques. Un exemple est donné sur Terre par les bactéries phototrophes sulfo-oxydantes — comme les bactéries pourpres sulfureuses —, qui réduisent le sulfate sédimentaire, diminuant ainsi la quantité d’isotope 32 du soufre et augmentant celle de l’isotope 34. De nombreux autres déséquilibres isotopiques signent la présence d’organismes vivants.

Résidus chimiques organiques

La détection d’un seul composé biochimique ne peut à elle seule témoigner de la présence, passée ou présente, de vie sur une planète. En effet, certains phénomènes abiotiques peuvent être à l’origine de réactions chimiques impliquant des substances organiques. L’étude de tels résidus doit nécessairement passer par une recherche systématique d’agencements complexes, d’une chiralité particulière ou d’une dégradation chimique précise pour relever la présence de biosignatures. Par exemple, sur Terre, la vie n’utilise que des acides aminés lévogyres et des glucides dextrogyres.

acide amines levogyres chirlaite

Sur Terre, les composés biologiques ont une chiralité bien définie : tous les acides aminés sont lévogyres et tous les glucides sont dextrogyres. Crédits : Alain Sevain

Composés biochimiques et dégradation organique

Les produits de dégradation organiques représentent une… (suite à la page suivante)

Préc.1 sur 2Suiv.
(article sur plusieurs pages)

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.