La soup primordiale ou prébiotique

6.06.2022

La soup primordiale

Par "soupe primordiale" ou prébiotique, on entend le "mélange aléatoire" de produits chimiques qui, sous une certaine température et peut-être sous l'effet de la lumière, a provoqué la formation de la première cellule biologique.

protozoen, euglypha
Protozoaire, Euglypha unicellularis
Oeuvre de http://bodenlabor.de - Auteur Dr. Eugen Lehle

Wikipedia 2022.06

La soupe primordiale (ou primitive, ou prébiotique) est un mélange physico-chimique décrit et étudié par les scientifiques qui cherchent à comprendre, modéliser ou reproduire les origines de la vie sur Terre.

C'est un scénario selon lequel les plus anciens systèmes génétiques d'auto-réplication (probablement de l'ARN, ou des molécules comparables comme des protéines particulières) sont devenus plus complexes et se sont enveloppés dans un sac lipidique pour aboutir aux « protobiontes » ou « progénotes » à l'origine des cellules, cet espace était riche en matières organiques et dépourvu d'oxygène libre. À l'intérieur de celui-ci, de petites molécules organiques telles que l'acide cyanhydrique (HCN) et le formaldéhyde (HCHO) se seraient formées dans l'atmosphère primitive, puis dissoutes dans les océans. Cette théorie a été proposée par Oparin (1924) et Haldane (1929) qui considéraient alors l'atmosphère constituée de H2 (dihydrogène), CH4 (méthane), CO2 (dioxyde de carbone), CO (monoxyde de carbone), NH3 (ammoniac), N2 (diazote) et H2O (vapeur d'eau).

Elle revient à se poser la question du sens de l'évolution[réf. nécessaire], et en même temps de l'apparition de la vie dans l'Univers. Selon Oparin, la première cellule serait sortie d'une soupe primordiale.


Formation possible sur la Terre et sur Titan (lune de Saturne)

La plupart des scientifiques pensent que la soupe primordiale de la Terre s'est formée il y a des millions, voire des milliards d'années. Ces dernières années, Titan a également dû être inclus dans le cercle de la soupe primordiale, car Titan possède une grande quantité de matière organique.

Mais cela élargit énormément les connaissances scientifiques. Car jusqu'à récemment, on pensait que c'était uniquement le cas sur Terre.


primordial soup
Fantaisie colorée de la soupe primordiale

Conditions prébiotiques et possible vie (Wikipedia.FR 2022.06)

La composition actuelle de l’atmosphère de Titan semble assez proche de l'hypothèse faite pour celle de l’atmosphère primitive de la Terre, c’est-à-dire avant que les premiers organismes vivants n'aient commencé à libérer de l’oxygène. La présence, au sein de l’atmosphère de Titan, de molécules organiques complexes identiques à celles qui pourraient être à l’origine de l’apparition de la vie sur Terre, fait de Titan un objet d’étude très intéressant pour les exobiologistes.

L’expérience de Miller-Urey et d’autres expériences ultérieures démontrent qu’il est possible de produire des molécules complexes et des polymères, comme les tholins, à partir d’une atmosphère similaire à celle de Titan soumise à un rayonnement ultraviolet. Les réactions débutent par la dissociation de l’azote et du méthane, formant du cyanure d’hydrogène et de l’acétylène. Des réactions ultérieures sont le sujet de nombreuses études.

Toutes ces expériences suggèrent qu’il existe suffisamment de matériau organique sur Titan pour initier une évolution chimique analogue à celle qui s’est produite sur Terre. Cette analogie suppose la présence d’eau liquide sur de plus longues périodes que ce qui est actuellement observé, mais plusieurs théories avancent que de l’eau liquide provenant d’un impact pourrait être préservée sous une couche isolante de glace. Des océans d’ammoniac liquide pourraient également exister sous la surface ; un modèle suggère une couche d’eau et d’ammoniac située à 200  de profondeur sous la croûte, des conditions qui « semblent extrêmes du point de vue terrestre, mais telles que la vie pourrait y survivre ». Les transferts de chaleur entre l’intérieur et les couches externes sont critiques dans le maintien d’une vie dans un tel océan.

La détection d’une vie microbienne sur Titan dépend de ses effets biogéniques : par exemple, une origine biologique du méthane et de l’azote de l’atmosphère peut être prise en compte. L’hydrogène est cité comme une molécule capable d'indiquer l’existence de vie sur Titan : si une forme de vie produisant du méthane consomme de l’hydrogène en volume suffisant, elle aura un effet mesurable sur leur concentration dans la troposphère. Malgré ces possibilités, l’analogie avec la Terre est inexacte. À cette distance du Soleil, Titan est glaciale (un effet accru par l’anti-effet de serre de sa couverture nuageuse), et son atmosphère est dépourvue de dioxyde de carbone, qui est gelé dans le sol, mélangé à la glace d'eau. Par contre, le méthane peut faire un effet de serre, mais seulement sur les bandes spectrales du rayonnement thermique émis à ces températures très basses. Du fait de ces contraintes, le sujet de la vie sur Titan est sans doute mieux décrit comme une expérience permettant de tester les théories traitant des conditions nécessaires précédant le développement de la vie sur Terre. Même si la vie n’y existe pas, les conditions prébiotiques de l’environnement de Titan et la possible présence d’une chimie organique restent d’un grand intérêt dans la compréhension de l’histoire primitive de la biosphère terrestre.


Autres planètes dans d'autres systèmes solaires

Puisqu'il est très probable que deux planètes de notre système solaire ont créé la soupe primordiale, nous pouvons supposer que celle-ci a également été créée dans presque tous les autres systèmes solaires. Nous pouvons donc également supposer que des êtres vivants intelligents vivent sur de nombreuses autres planètes.



La température possible pour la création de la soup primordial

C'est un fait qu'à l'origine, tous les corps célestes du système solaire étaient des boules de feu liquides et incandescentes. Qu'il s'agisse d'un Big Bang ou d'un nuage de gaz n'est pas pertinent et n'est pas discuté ici. La Terre et les autres corps célestes étaient des boules de feu incandescentes de magma liquide lorsqu'ils se sont formés.

Mais si tel avait été le cas, TITAN n'aurait sûrement pas pu devenir une planète de glace d'une seconde à l'autre.

Par conséquent, nous devons d'abord parler des périodes de chaleur, ou de la séquence des conditions thermiques dans le système solaire. Je suppose que notre Soleil était beaucoup plus actif à l'origine, il y a 4,5 milliards d'années, et qu'il dégageait donc plus d'énergie thermique. En outre, les petits corps se refroidissent plus rapidement que les grands.

L'évolution possible de la température dans notre système solaire

I. Création et état primordial du système solaire

Dans leur état originel, toutes les planètes et les lunes étaient des sphères de magma incandescentes. Je suis absolument d'accord avec la plupart des astrophysiciens sur ce point. Mais que s'est-il passé ensuite ?

urzustand des Sonnensystems

II. Première période de refroidissement après environ 1 à 2 milliards d'années

Dans l'arrière-pays du système solaire, Pluton et Charon avaient probablement la bonne température pour les hydrocarbures et donc aussi pour l'auto-création de la soupe prébiotique.

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III. Deuxième refroidissement après environ 2 à 3 milliards d'années

Le champ central du système solaire avait probablement la bonne température pour nous, créatures hydrocarbonées. Alors que Vénus et la Terre étaient encore trop chaudes.

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IV. Refroidissement supplémentaire et état actuel après 3 - 4,5 milliards d'années

Venus est encore trop chaude. La Terre est à la bonne température et tous les autres corps célestes sont trop froids.

urzustand des Sonnensystems

Cela conduit inévitablement à la question objective suivante : "pourquoi" la "soupe primordiale" ne se serait-elle pas développée plus tôt dans la région de l'arrière-pays du système solaire ? C'est-à-dire le mélange qui aurait dû rendre possible le premier organisme unicellulaire et ainsi initier la période cambrienne.