HYPOTHÈSE D’ALEXANDEROPARIN ET EXPÉRIENCE DE

Sabrina

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• Publié par: SabrinaO
• Publié le: 18 novembre 2015
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• Langue: Français

Extrait

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L’ HYPOTHÈSED ’O PARIN

Au début du XXème siècle, l’hypothèse d’une apparition de la vie sur Terre à partir de processus chimiques spontanés n’était pas la plus en vue. A la fin du XIXème, des gens très sérieux comme Lord Kelvin ou Hermann von Helmoltz penchaient plutôt pour une autre théorie, celle de lapanspermie, selon laquelle la vie aurait été apportée par des météorites.

Un des arguments contre l’hypothèse d’une apparition spontanée de la vie était que les molécules de bases du vivant, comme les protéines ou l’ADN, sont très facilementdégradées en présence d’oxygène. C’est un des paradoxes de notre métabolisme, et c’est d’ailleurs pour cela que notre organisme a besoin d’antioxydants. Dès lors comment les premières molécules auraient-elles pu apparaître et se développer dans une atmosphère terrestre pleine d’oxygène ?

Dans les années 1920,le biochimiste russe Alexander Oparinpropose une hypothèse audacieuse : il y a quelques milliards d’années, l’atmosphère terrestre était peut être différente, dénuée d’oxygène; et dans ces conditions les molécules de base du vivant auraient pu se former et s’assembler sans être dégradées. Cela peut paraître étrange d’imaginer la vie sur une Terre initialement dépourvue d’oxygène, mais on sait maintenant que c’est précisément l’apparition de la vie, et en particulier la photosynthèse, qui a enrichi l’atmosphère terrestre en oxygène il y a environ 2 milliards d’années !

L’hypothèse d’Oparin permet donc d’imaginer des réactions chimiques ayant lieu au contact d’une atmosphère non oxydante, et pouvant produire de manière stable les premières molécules indispensables à la vie. Il fallut pourtant attendre 30 ans avant de voir cette hypothèse testée, grâce aux expériences de Miller et Urey.

L’ EXPÉRIENCEDE M ILLER

En 1952 Stanley Miller, alors étudiant de Harold Urey, a réalisé une expérience fascinante prouvant la crédibilité de l’hypothèse d’Oparin. L’idée semble toute simple :recréer en laboratoire les conditions régnant sur Terre à l’époque de l’apparition de la vie!

Pour cela, Miller utilisa 3 ingrédients :un mélange de gazcensés représenter l’atmosphère terrestre primitive (hydrogène, méthane et ammoniac, et bien sûr pas d’oxygène !);une fiole remplie d’eau chauffée, pour simuler l’océan;des décharges électriques, sous forme d’étincelles pouvant représenter l’impact d’éclairs.

Le schéma de l’expérience est représenté ci- contre. En réalisant une circulation de l’atmosphère et en la soumettant à des éclairs, Miller a d’abord constaté des changements de couleur : le liquide collecté est devenu rose. Puis au bout d’une semaine d’expérience, il a analysé le contenu de la soupe ainsi formée.

Stanley Miller a pu mettre en évidence dans sa fiole la présence de11 types différents d’acides aminés. Avec du gaz, de l’eau et des éclairs, Miller avait reconstitué les premières briques élémentaires de la vie sur Terre !

L ESACIDESAMINÉSFORMÉS

Dans notre organisme, la plupart des fonctions sont assurées par des protéines. Celles-ci sont toutes assemblées à partir des mêmes briques :les acides aminés. Le terme «acide aminé» désigne en fait un ensemble particulier de molécules organiques qui sont toutes conçues sur le même modèle. Le schéma ci-contre en montre la formule générique : un groupe COOH (l’acide, à droite), un groupe NH2 (l’amine, à gauche), et au milieuun radical R, où R peut désginer à peu près ce que l’on veut à base de C, N, H ou de S.

Par exemple, le radical R le plus simple est un unique atome d’hydrogène : on obtient alors l’acide aminéglycine. Si R vaut CH3, vous obtenez l’alanine. Et on peut utiliser des R bien plus compliqués. En théorie, il existe une grande quantité d’acides aminés possibles (autant que de manière de choisir R). En pratique, la vie telle que nous la connaissons utilise seulement20 acides aminés.

Initialement, Stanley Miller n’en avait trouvé que 11 différents dans sa soupe. Mais depuis, on a analysé les résultats de son expérience avec des méthodes plus fines, et l’on s’est rendu compte qu’il en avait en fait créé environ 25, dont certains types ne sont pas utilisés par les organismes vivants de la Terre !

Un autre point intéressant concerne lachiralité des molécules. En raison de sa forme, une molécule d’acide aminé peut en principe exister sous deux formes distinctes : la forme « gauche » et la forme « droite ». Ces deux versions de la même molécule sont l’image l’une de l’autre dans un miroir (voir ci-contre pour les deux variantes de l’alanine).

Dans son expérience, Miller avait produit autant de molécules « gauches » que « droites ». Et pourtantdans la vie telle que nous la connaissons, on ne trouve que des acides aminés « gauches ». Un mystère qui n’est pas à ce jour résolu !