Imaginez la possibilité de formes de vie sur d’autres planètes qui ne ressemblent à aucune sur Terre. À quoi pourraient-ils ressembler et pourquoi seraient-ils si différents ?
Juan Pérez-Mercader dit que cela peut être possible et la réponse peut être qu’ils se sont développés à partir d’un type de chimie différent. Pendant plus de 10 ans, le chercheur principal du Département des sciences de la Terre et des planètes et de l’Initiative des origines de la vie à Harvard a étudié comment produire des systèmes vivants synthétiques, sans s’appuyer sur la biochimie ou la chimie qui a permis la vie sur Terre.
« Nous avons essayé de construire un système non biochimique, qui, sans aide, est capable d’exécuter les propriétés essentielles communes à tous les systèmes vivants naturels », a expliqué Pérez-Mercader.
La dernière étude du laboratoire Pérez-Mercader, publiée le mois dernier dans Rapports de cellule Sciences physiques, trouve même un tel système engagé dans ce que Charles Darwin appelait « la lutte pour la vie ». L’article présente Pérez-Mercader avec les co-auteurs Sai Krishna Katla et Chenyu Lin décrivant comment ils ont créé deux modèles synthétiques (ou « espèces ») et observé la concurrence qui s’ensuit entre eux.
Bien avant cette étude, le laboratoire a découvert comment créer des systèmes non biochimiques mais basés sur la chimie du carbone appelés protocellules. Ceux-ci sont constitués de vésicules polymères auto-assemblées qui émergent d’un mélange homogène de produits chimiques synthétiques plus petits sans aucun rapport avec les organismes vivants. « Ces systèmes agissent comme des cellules biochimiques », a noté Pérez-Mercader. « Ils naissent, métabolisent ce dont ils ont besoin, grandissent, bougent, se reproduisent et peut-être même évoluent. »
Maintenant, les chercheurs voulaient voir si ces systèmes fonctionneraient selon le principe évolutif de l’exclusion compétitive. Comme nous le savons d’après les travaux de Darwin, cela implique la lutte pour la survie, l’espèce ayant le plus grand avantage concurrentiel devançant l’autre lorsqu’elle se dispute les ressources.
C’est pourquoi Pérez-Mercader et son équipe ont créé deux nouvelles espèces de protocellules pour cette étude particulière, l’une avec l’avantage de la sensibilité à la lumière, l’autre sans. Lorsque les chercheurs ont observé comment ces systèmes se comportaient lorsqu’ils partageaient de la nourriture dans un environnement éclairé, ils ont constaté que les « espèces » sensibles à la lumière subsistaient tandis que les autres ne résistaient pas. « C’est la lutte pour l’existence où la structure la mieux adaptée a survécu dans son environnement », a déclaré Pérez-Mercader.
Avec ces résultats, Pérez-Mercader est prêt à aller jusqu’à suggérer que les produits biochimiques ne sont pas essentiels à la lutte pour la vie. « Cela montre que la chimie non biochimique du carbone peut conduire à l’extinction des espèces de protocellules les moins » adaptées « », a-t-il déclaré.
Les découvertes de son équipe soulèvent la question : Pourrait-il y avoir des chimies au-delà de la Terre capables de mettre en œuvre les propriétés fondamentales de la vie ?
« Il est possible qu’il existe des matériaux qui, une fois sur une surface planétaire quelque part dans des conditions appropriées, pourraient réagir chimiquement, s’auto-organiser et peut-être faire les choses que cette expérience montre », a déclaré Pérez-Mercader.
Dans les bonnes circonstances, ces matériaux peuvent évoluer d’une chimie très simple vers des structures plus compliquées, a-t-il déclaré. « Je crois que nous devrions être très ouverts sur les autres formes de vie ailleurs dans l’univers, et qu’elles peuvent ne pas ressembler à la vie telle que nous la reconnaissons maintenant. »
Plus d’information:
Sai Krishna Katla et al, Principe d’exclusion compétitive parmi les protocellules synthétiques non biochimiques, Rapports de cellule Sciences physiques (2023). DOI : 10.1016/j.xcrp.2023.101359
Cette histoire est publiée avec l’aimable autorisation de Gazette de Harvard, journal officiel de l’Université de Harvard. Pour plus d’informations sur l’université, visitez Harvard.edu.