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Un acide aminé formé sans intervention biologique
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Un acide aminé formé sans intervention biologique

Après des décennies de recherches, une équipe française a découvert un acide aminé géochimique dans des roches souterraines au fond de l'océan. Si le tryptophane n'est pas l'une des briques de base de la vie, sa présence suggère que des acides aminés sont créés dans la nature, sans intervention d'un organisme vivant.

C'est un endroit perdu au milieu de l'océan, sur la dorsale médio-atlantique. Les anglophones l'ont baptisé massif Atlantis, dont un sommet abrite Lost City, la Cité perdue, à plus de 4 000 mètres du plancher océanique, à 700 mètres des vagues. Un lieu habité de créatures sous-marines souvent étranges. Des êtres modelés par la biochimie particulière de ce champ de sources hydrothermales chaudes, chargées de soufre et de divers éléments présents dans cette région connectée aux entrailles terrestres par les lois de la tectonique.

Une expédition scientifique a prélevé des échantillons de roches par forage dans ce Machu Picchu océanique. L'analyse de ces serpentinites, une famille de roches silicatées, a révélé la présence d'une molécule inattendue. « Notre première réaction a été la stupeur. Nous cherchions à caractériser cette roche et à y découvrir des traces d'activité biologique comme nous le faisons depuis des années, sans imaginer découvrir des processus abiotiques. C'est d'ailleurs pour cela qu'il a fallu si longtemps avant d'envisager de publier nos résultats. » À l'Institut de physique du globe de Paris, Bénédicte Ménez, première auteure de ces travaux parus dans Nature, n'en revient pas d'avoir trouvé du tryptophane dans des roches prélevées, en 2004, à 173 mètres sous la Cité perdue.

« Sa présence confirme ce que les modèles thermodynamiques, les expériences de laboratoire et des météorites suggèrent depuis des décennies : de simples réactions chimiques peuvent former des acides aminés sans intervention d'un organisme biologique, pour peu que les constituants chimiques, la température et la pression soient favorables », explique la chercheuse. Jusqu'à présent, toutes les preuves concrètes d'une synthèse de ces molécules organiques reposaient sur des organismes vivants qui, eux-mêmes, en ont besoin pour vivre. Une sorte de paradoxe de l'oeuf et de la poule. En 1952, l'Américain Stanley Miller a montré qu'une soupe d'éléments et de molécules inorganiques placés dans un contexte physico-chimique adapté est un creuset pour la formation de molécules biologiques. Cette expérience a été confirmée par la présence de molécules prébiotiques dans de nombreuses météorites retrouvées sur Terre, sans qu'on ait jamais démontré leur présence naturelle sur le globe. Dans ce contexte, la découverte de tryptophane dans des roches souterraines suscite l'interrogation. Puisque l'on sait que la vie se niche partout, les échantillons sont-ils vierges de toute contamination ?

Des indices solides

« Il faut être prudent. On a déjà vu des roches polluées par des n-alkanes de la scie diamantée qui a servi à découper les échantillons, par exemple », rappelle Marie-Paule Bassez, professeure à l'université de Strasbourg. « Nous avons suivi un protocole très soigneux pour éviter de contaminer les échantillons. Il est vrai aussi que, du fait de leur faible profondeur, le risque de contamination biologique était très fort, insistent Bénédicte Ménez et sa consoeur Céline Pisapia, coauteure de la publication. Mais tous les indices sont solides et convergent vers l'idée que ce tryptophane est d'origine géochimique. »

Selon ces travaux, aucun indice d'activité biologique n'a pu être retrouvé. « Il n'y a pas de trace d'autres macromolécules biologiques, explique Bénédicte Ménez. On ne trouve pas non plus de débris de bactéries, par exemple des fragments de membrane cellulaire. Et le tryptophane ne se trouve que dans l'argile de ces roches - un matériau connu pour faciliter ce type de chimie. Les analyses spectroscopiques, réalisées notamment dans l'ultraviolet avec le synchrotron Soleil, montrent une signature spectrale très proche de celle du tryptophane "libre" et plus éloignée de celle du tryptophane lorsqu'il est intégré dans une protéine. »

Produit dans l'industrie pour toutes sortes d'applications, le tryptophane est en effet bien connu des spécialistes. « Il ne fait pas partie des acides aminés considérés comme essentiels pour former les premières briques de la vie, rappelle Bénédicte Ménez. Mais il est connu pour catalyser d'autres réactions qui forment, par exemple, des sucres et des aldéhydes. Sa présence confirme que des processus géochimiques, abiotiques, peuvent former des acides aminés. On en trouvera peut-être d'autres à l'avenir. »

« À ma connaissance, c'est bien la première fois que l'on fait état de la présence d'un acide aminé formé sans intervention biologique dans la nature, se réjouit Marie-Paule Bassez. J'y vois une confirmation de ma proposition, publiée en 2003, sur la synthèse d'acides aminés dans les pores et cavités rocheuses des terrains hydrothermaux. Des expériences de chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectroscopie de masse pourraient confirmer les observations de mes collègues. » En effet, le tryptophane est une molécule chirale, dont les deux formes - énantiomères - sont symétriques l'une de l'autre dans un miroir. « Le tryptophane biologique contient une majorité de molécules de forme appelée "gauche" (L-). Si on trouve les énantiomères L- et D- en parts à peu près égales, cela prouvera qu'il s'agit de tryptophane abiotique. » « Nous y avons bien sûr pensé, mais les quantités en jeu sont trop faibles pour ce type d'analyse », répond Bénédicte Ménez.

Pour le moment, son groupe se penche, en collaboration avec des chercheurs de l'université de Lyon, sur d'autres échantillons de la même carotte. « Le forage de 2004 avait atteint 1 200 mètres de profondeur, explique-t-elle. Plus les roches sont profondes, plus elles sont chaudes, et plus la possibilité d'une synthèse biologique peut être écartée.


Source : La Recherche
Crédit : IPGP

Section fine de la roche dans laquelle a été détecté le tryptophane abiotique. En médaillon, une image réalisée avec le synchrotron Soleil, dont la fluorescence révèle cet acide aminé (en violet) dans l'argile.

Un acide aminé formé sans intervention biologique Actualités

Un acide aminé formé sans intervention biologique

Après des décennies de recherches, une équipe française a découvert un acide aminé géochimique dans des roches souterraines au fond de l'océan. Si le tryptophane n'est pas l'une des briques de base de la vie, sa présence suggère que des acides aminés sont créés dans la nature, sans intervention d'un organisme vivant.

C'est un endroit perdu au milieu de l'océan, sur la dorsale médio-atlantique. Les anglophones l'ont baptisé massif Atlantis, dont un sommet abrite Lost City, la Cité perdue, à plus de 4 000 mètres du plancher océanique, à 700 mètres des vagues. Un lieu habité de créatures sous-marines souvent étranges. Des êtres modelés par la biochimie particulière de ce champ de sources hydrothermales chaudes, chargées de soufre et de divers éléments présents dans cette région connectée aux entrailles terrestres par les lois de la tectonique.

Une expédition scientifique a prélevé des échantillons de roches par forage dans ce Machu Picchu océanique. L'analyse de ces serpentinites, une famille de roches silicatées, a révélé la présence d'une molécule inattendue. « Notre première réaction a été la stupeur. Nous cherchions à caractériser cette roche et à y découvrir des traces d'activité biologique comme nous le faisons depuis des années, sans imaginer découvrir des processus abiotiques. C'est d'ailleurs pour cela qu'il a fallu si longtemps avant d'envisager de publier nos résultats. » À l'Institut de physique du globe de Paris, Bénédicte Ménez, première auteure de ces travaux parus dans Nature, n'en revient pas d'avoir trouvé du tryptophane dans des roches prélevées, en 2004, à 173 mètres sous la Cité perdue.

« Sa présence confirme ce que les modèles thermodynamiques, les expériences de laboratoire et des météorites suggèrent depuis des décennies : de simples réactions chimiques peuvent former des acides aminés sans intervention d'un organisme biologique, pour peu que les constituants chimiques, la température et la pression soient favorables », explique la chercheuse. Jusqu'à présent, toutes les preuves concrètes d'une synthèse de ces molécules organiques reposaient sur des organismes vivants qui, eux-mêmes, en ont besoin pour vivre. Une sorte de paradoxe de l'oeuf et de la poule. En 1952, l'Américain Stanley Miller a montré qu'une soupe d'éléments et de molécules inorganiques placés dans un contexte physico-chimique adapté est un creuset pour la formation de molécules biologiques. Cette expérience a été confirmée par la présence de molécules prébiotiques dans de nombreuses météorites retrouvées sur Terre, sans qu'on ait jamais démontré leur présence naturelle sur le globe. Dans ce contexte, la découverte de tryptophane dans des roches souterraines suscite l'interrogation. Puisque l'on sait que la vie se niche partout, les échantillons sont-ils vierges de toute contamination ?

Des indices solides

« Il faut être prudent. On a déjà vu des roches polluées par des n-alkanes de la scie diamantée qui a servi à découper les échantillons, par exemple », rappelle Marie-Paule Bassez, professeure à l'université de Strasbourg. « Nous avons suivi un protocole très soigneux pour éviter de contaminer les échantillons. Il est vrai aussi que, du fait de leur faible profondeur, le risque de contamination biologique était très fort, insistent Bénédicte Ménez et sa consoeur Céline Pisapia, coauteure de la publication. Mais tous les indices sont solides et convergent vers l'idée que ce tryptophane est d'origine géochimique. »

Selon ces travaux, aucun indice d'activité biologique n'a pu être retrouvé. « Il n'y a pas de trace d'autres macromolécules biologiques, explique Bénédicte Ménez. On ne trouve pas non plus de débris de bactéries, par exemple des fragments de membrane cellulaire. Et le tryptophane ne se trouve que dans l'argile de ces roches - un matériau connu pour faciliter ce type de chimie. Les analyses spectroscopiques, réalisées notamment dans l'ultraviolet avec le synchrotron Soleil, montrent une signature spectrale très proche de celle du tryptophane "libre" et plus éloignée de celle du tryptophane lorsqu'il est intégré dans une protéine. »

Produit dans l'industrie pour toutes sortes d'applications, le tryptophane est en effet bien connu des spécialistes. « Il ne fait pas partie des acides aminés considérés comme essentiels pour former les premières briques de la vie, rappelle Bénédicte Ménez. Mais il est connu pour catalyser d'autres réactions qui forment, par exemple, des sucres et des aldéhydes. Sa présence confirme que des processus géochimiques, abiotiques, peuvent former des acides aminés. On en trouvera peut-être d'autres à l'avenir. »

« À ma connaissance, c'est bien la première fois que l'on fait état de la présence d'un acide aminé formé sans intervention biologique dans la nature, se réjouit Marie-Paule Bassez. J'y vois une confirmation de ma proposition, publiée en 2003, sur la synthèse d'acides aminés dans les pores et cavités rocheuses des terrains hydrothermaux. Des expériences de chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectroscopie de masse pourraient confirmer les observations de mes collègues. » En effet, le tryptophane est une molécule chirale, dont les deux formes - énantiomères - sont symétriques l'une de l'autre dans un miroir. « Le tryptophane biologique contient une majorité de molécules de forme appelée "gauche" (L-). Si on trouve les énantiomères L- et D- en parts à peu près égales, cela prouvera qu'il s'agit de tryptophane abiotique. » « Nous y avons bien sûr pensé, mais les quantités en jeu sont trop faibles pour ce type d'analyse », répond Bénédicte Ménez.

Pour le moment, son groupe se penche, en collaboration avec des chercheurs de l'université de Lyon, sur d'autres échantillons de la même carotte. « Le forage de 2004 avait atteint 1 200 mètres de profondeur, explique-t-elle. Plus les roches sont profondes, plus elles sont chaudes, et plus la possibilité d'une synthèse biologique peut être écartée.


Source : La Recherche
Crédit : IPGP

Section fine de la roche dans laquelle a été détecté le tryptophane abiotique. En médaillon, une image réalisée avec le synchrotron Soleil, dont la fluorescence révèle cet acide aminé (en violet) dans l'argile.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

04 - Alpes de Haute Provence

Du 5 juin 2020 au 15 décembre

VISITE LUDIQUE
SALAGON, PARC & JARDINS

Une nouveauté pour les familles : un jeu de la cocotte pour explorer les jardins et découvrir les secrets du monument de Salagon de façon ludique !

Salagon
04300 Mane
04 92 75 70 50
www.musee-de-salagon.com


Du 5 juin au 15 décembre

COURSE D'ORIENTATION
MUSÉE DE PRÉHISTOIRE DES GORGES DU VERDON

Une course d’orientation familiale pour découvrir le village préhistorique. A l'aide du dépliant disponible gratuitement à l'accueil du Musée, participez à cette course d’orientation ludique et instructive qui vous conduira tout droit vers le village préhistorique reconstitué.

Musée de Préhistoire des Gorges du Verdon
Route de Montmeyan
04500 Quinson
04 92 74 09 59
www.museeprehistoire.com


Jusqu'en novembre

EXPOSITION
LE "RHINOCÉROS" DE XAVIER VEILHAN

Le musée accueille le "Rhinocéros" de Xavier Veilhan. Vous pourrez admirer cette œuvre spectaculaire appartenant au Centre Pompidou jusqu'en novembre 2020.

Musée de Préhistoire des Gorges du Verdon
Route de Montmeyan
04500 Quinson
04 92 74 09 59
www.museeprehistoire.com


13 - Bouches du Rhône

Du 7 au 15 janvier 2021

BALADES EN MER
CONGRÈS MONDIAL DE LA NATURE DE L’UICN

Lors de ce rendez vous, des balades en mer à bord de l'Hélios, la seule vedette à passagers hybride de la compagnie Marseillaise ICARD MARITME, seront organisées par : Le parc National de la Côte Bleue : 10 juin - Le conservatoire du littoral : 11 & 16 juin - Le parc National des Calanques : 15 & 20 juin.

1 quai Marcel Pagnol
13007 Marseille
04 91 330 329
www.iucncongress2020


21 - Côte d'Or

Du 3 juillet au 2 janvier 2022

EXPOSITION
"AU COEUR DES SAISONS"

Et si on prenait le temps de regarder passer les saisons, de vivre à leur rythme, de redécouvrir le plaisir d'observer la Nature et ses changements.
Cette nouvelle exposition, conçue et réalisée par le Jardin des sciences et Biodiversité, vous plonge « Au coeur des saisons », de façon ludique et accessible à tous les publics, en famille comme entre amis…

Jardin des sciences & biodiversité
Jardin de l’Arquebuse
14 rue Jehan de Marville & 1 avenue Albert 1er
21000 DIJON
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


34 - Hérault

Du 26 septembre au 28 février 2021

EXPOSITION
"DERNIERS IMPRESSIONNISTES"

Des paysages maritimes de la Bretagne aux plaisirs des plages de la Belle Époque, des paysages urbains ou champêtres aux portraits virtuoses, partez sur les pas des peintres intimistes ayant tous respiré le parfum de l’impressionnisme.
Riche de 70 peintures et d’une trentaine de dessins ou lithographies, l’exposition qui fait étape à Lodève est la première en France à rendre à ce courant l’importance qui lui revient.

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


45 - Loiret

Les 4 juillet et 22 août

VISITES
"ART DES JARDINS"

Art de vivre et Nouvelles Renaissances en Val-de-Loire.
L’Arboretum des Grandes Bruyères, « Jardin Remarquable » vous présentant pas moins de 5 types de jardins, vous invite à découvrir leur histoire et leurs spécificités.
Visite guidée à 15h. Inscription obligatoire, nombre de participants limité.

Arboretum des Grandes Bruyères
45450 Ingrannes
02 38 57 28 24
www.arboretumdesgrandesbruyeres.fr


50 - Manche

Du 8 février au 24 mai

EXPOSITION DE PHOTOGRAPHIES
"LA HAGUE : A L’EPREUVE DU TEMPS"

De vallées encaissées en roches mystérieuses, du littoral déchiqueté aux champs quadrillés de murets, le regard d’Antoine Soubigou s’est posé sur une Hague intemporelle et tourmentée.

Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


Jusqu'au 15 novembre

EXPOSITION PHOTOGRAPHIQUE
"VIE SAUVAGE EN COTENTIN"

Une exposition pour les curieux de nature mais aussi pour les amateurs de belles images... L’association "Regards" basée à Cormelles-le-Royal dans le Calvados rassemble des photographes naturalistes, passionnés d’image et de nature.

Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


59 - Nord

Jusqu'au 29 août 2021

EXPOSITION
"MON DODO"

A quoi sert de dormir ? Que se passe-t-il quand je dors ? Pourquoi je rêve ? Telles sont les questions que peuvent se poser les enfants lorsqu’ils vont se coucher pour la sieste ou pour la nuit.
Au travers des expériences et des approches diverses, l’exposition invite les 2-7 ans à découvrir leurs besoins en quantité et qualité de sommeil tout en abordant les notions de cycle et le rôle du sommeil dans leur développement.

Forum départemental des Sciences
1 place de l’Hôtel de ville
59650 Villeneuve d’Ascq
03 59 73 96 00
www.forumdepartementaldessciences.fr


67 - Bas-Rhin

A partir du 4 juillet

ESCAPE GAME LIGNE MAGINOT

Participez à une partie d'escape game et découvrez la Ligne Maginot comme si vous y étiez soldat!
Dans l'antre de la forteresse sont cachés les indices qui vous permettront de sauver l'équipage de l’asphyxie... Attention, vous n'avez que 40 minutes !
Equipes de 2 à 6 joueurs. A partir de 10 ans accompagnés de leurs parents.

Forteresse de la Ligne Maginot
Route D65 direction Pfaffenbronn
67510 Lembach
03 88 94 48 62 / 03 88 94 43 16
www.lignemaginot.fr


71 - Saône et Loire

Jusqu'au 31 août

EXPOSITION
"LE LUTIN DU HAUT FOLIN"

Bruno Alléos, Le Lutin du Haut Folin, a toujours travaillé le bois brut. A l’orée des bois du Morvan, il exprime sa créativité à l’aide d’un outil tout à fait étonnant : une tronçonneuse !

La Maison du Charolais
43 route de Mâcon (RCEA N79 sortie 12)
71120 Charolles
03 85 88 04 00
www.maison-charolais.com


Jusqu'au 1er novembre

EXPOSITION
"BÊTISE ET BALIVERNES, IDÉES REÇUES SUR LA NATURE"

« les chauves-souris s'accrochent dans les cheveux » ; « les grenouilles sont vertes et les crapauds marron » ; « les moustiques préfèrent les peaux sucrées… », autant d’idées reçues et de fausses informations qui ont souvent la vie dure ! Une scénographie originale et les illustrations humoristiques de Roland Garrigue raviront aussi bien les petits que les grands !

Centre EDEN
26 rue de l’Eglise
71290 Cuisery
03 85 27 08 00
www.centre-eden71.fr


88 - Vosges

Du 6 juillet au 30 août

ANIMATIONS SCIENCES
PLANÉTARIUM EPINAL

Qui n'a jamais rêvé de faire décoller une fusée (en papier) ? Ce sera possible cet été ! L'atelier "réveillez vos sens", quant à lui, sera parfait pour les enfants à partir de 3 ans. Nous proposons également des soirées d'observation du ciel du soir, une initiation à la paléontologie, la découverte des petites bêtes qui peuplent la mare du Planétarium et bien d'autre choses encore !

Planétarium Epinal
Rue Dom Pothier
88000 Epinal
03 29 35 08 02
www.planetarium-epinal.com

Lieux:

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