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Natures Paul Keirn

Robert Shapiro, Les premiers pas de la vie, 2007

4 Décembre 2015 , Rédigé par Paul Keirn

Robert Shapiro, Les premiers pas de la vie, 2007

Pour qui s'intéresse à cette phase de transition entre la chimie organique et "le vivant" en tant que chimie organique capable de se dupliquer, le texte de Robert SHAPIRO consitue une des approches les plus intéressantes, après des mois de lectures sur le sujet. Un texte fondamental.

Robert Shapiro, Les premiers pas de la vie, 2007


L’apparition soudaine d’une grande molécule telle que l’ADN ou l’ARN est improbable. En revanche, des petites molécules fonctionnant en réseau ont pu constituer l’ébauche de la vie sur Terre.
Les découvertes extraordinaires inspirent souvent de grandes déclarations. Ainsi, James Watson, immédiatement après avoir élucidé la structure de l’ADN avec Francis Crick, courut au Eagle, le pub local, et y annonça qu’ils avaient découvert le secret de la vie. Rien de moins ! La structure en question – la double hélice – méritait-elle un tel enthousiasme ? Presque, car elle stocke les informations nécessaires au fonctionnement cellulaire dans un langage constitué de quatre éléments chimiques, des nucléotides (A, T, C et G), qui jouent le même rôle que les 26 lettres de notre alphabet.
Ces informations sont stockées dans deux longs brins, chacun imposant la nature de son partenaire grâce à la complémentarité des bases (A et T, C et G). On en déduisit un mécanisme de réplication : les deux brins se séparent et de nouveaux nucléotides s’alignent le long de chacun des brins isolés conformément aux règles de complémentarité puis sont associés, de sorte qu’ils constituent deux nouveaux brins. On obtient deux doubles hélices identiques, un préalable à la division cellulaire.
Une série de découvertes – notamment sur le fonctionnement des cellules – suivit celle de la double hélice, et favorisa les spéculations sur les origines de la vie. Le prix Nobel américain de médecine Hermann Joseph Muller écrivit que le matériel génétique était le « représentant actuel de la première forme de vie ». Selon l’astronome américain Carl Sagan, cette dernière aurait été un « gène primitif nu, vivant librement dans une solution diluée de matière organique ». Cette définition de la vie, une parmi beaucoup d’autres, s’accorde avec celle de la NASA : « la vie est un système chimique auto-entretenu soumis à une évolution darwinienne ». Dans son livre Le gène égoïste, Richard Dawkins précisa cette image de la première entité vivante :
« À un moment donné, une molécule remarquable s’est formée par accident. Elle n’était peut-être pas la plus grande, ni la plus complexe, mais elle avait l’extraordinaire propriété de fabriquer des copies d’elle-même. »
Lorsque Dawkins décrivait cette molécule, nommée réplicateur, il y a 30 ans, l’ADN était le candidat le plus probable pour ce rôle de molécule primordiale. Par la suite, les biologistes proposèrent d’autres réplicateurs possibles, par exemple l’ARN, mais ce modèle de l’origine de la vie présente des failles fondamentales que nous décrirons. Nous privilégions une autre idée qui nous semble plus plausible : des petites molécules simples se seraient assemblées en un réseau de réactions chimiques, un métabolisme primordial. Celui-ci, en croissant, en se diversifiant et en évoluant, aurait conduit aux formes de vie que nous connaissons.
Quand l’ARN dominait le monde
La théorie de l’ADN primordial posa rapidement des problèmes. De fait, la réplication de l’ADN requiert plusieurs protéines, les représentants d’une autre famille de grandes molécules. Les deux types de molécules sont des assemblages linéaires de sous-unités, mais alors que l’ADN est constitué de nucléotides, les protéines sont composées d’acides aminés. Les cellules disposent de 20 acides aminés différents dont les multiples assemblages possibles sont autant de protéines destinées à remplir des tâches variées (enzymes, anticorps…).
Toutefois, les protéines de nos cellules sont construites selon les instructions codées dans l’ADN. Ainsi, l’ADN contient la recette de la fabrication des protéines, mais ces informations ne peuvent pas être extraites ou copiées sans l’aide de protéines. On retrouve la vieille énigme : qui est apparu en premier, la poule ou l’œuf ? Quelle grande molécule est apparue en premier, les protéines ou l’ADN ?
Les biologistes entrevirent une solution quand un nouveau champion attira l’attention : l’ARN. Cette molécule aux talents multiples est, comme l’ADN, une chaîne de nucléotides. Certains ARN sont aussi des supports d’information, par exemple de l’ADN vers les ribosomes (les éléments cellulaires qui construisent les protéines), mais au début des années 1980, on mit au jour les ribozymes, des ARN qui, comme les enzymes protéiques, ont des propriétés catalytiques. L’énigme de l’œuf et de la poule était résolue : la vie a commencé avec l’apparition d’un premier ARN. En 1986, le biochimiste américain Walter Gilbert, prix Nobel de chimie, imaginait « un monde à ARN, ne contenant que des ARN qui œuvraient à leur propre synthèse à partir d’une soupe de nucléotides ». Selon ce scénario, le premier ARN autoréplicant, issu de la matière minérale, effectuait les différentes fonctions qu’exécutent désormais l’ADN, les ARN et les protéines.
Plusieurs indices ont étayé cette hypothèse d’un monde à ARN apparu avant les protéines et l’ADN. Par exemple, de nombreuses petites molécules nommées cofacteurs sont indispensables dans certaines réactions catalysées par des enzymes protéiques. Or ces cofacteurs contiennent souvent un nucléotide d’ARN sans fonction manifeste. On a vu dans ces structures des « molécules fossiles », des vestiges du temps où l’ARN dominait le monde biochimique.
Cependant, si ces fossiles indiquent que des ARN ont précédé l’ADN et les protéines, ils ne fournissent aucune information sur l’origine de la vie elle-même, qui a peut-être connu d’autres étapes avant le monde à ARN. Les biologistes utilisent souvent la même expression de « monde à ARN », pour désigner les deux idées, celle où des « ARN primordiaux » ont participé à l’émergence de la vie et celle où l’ARN est simplement apparu avant l’ADN et les protéines, sans être la première « trace » de vie.
La soupière est vide
Toutefois, l’hypothèse de l’ARN primordial se heurte à la question de l’apparition de ce premier ARN autoréplicant. En effet, les éléments de l’ARN, les nucléotides, sont des molécules complexes. Chacune est constituée d’un sucre, d’un phosphate et d’une base azotée. Un nucléotide d’ARN contient ainsi neuf ou ‘dix atomes de carbone, de nombreux atomes d’azote et d’oxygène et un de phosphore, tous agencés selon un motif précis en trois dimensions. Or les possibilités d’assemblages sont nombreuses et l’on peut imaginer des milliers de nucléotides différents – et plausibles – qui pourraient se substituer aux nucléotides connus. Ce nombre est lui-même bien inférieur aux millions de molécules organiques stables de taille similaire, qui ne sont pas des nucléotides. L’apparition d’un nucléotide est donc très improbable.
Néanmoins, les partisans de l’apparition spontanée de nucléotides ont été confortés par l’expérience de Stanley Miller, en 1953. En appliquant une étincelle électrique à un mélange de gaz simples censés représenter l’atmosphère de la Terre primitive, il créa des acides aminés. En outre, on a aussi identifié des acides aminés parmi les composants de la météorite Murchison, tombée en Australie en 1969. La nature est généreuse et fournit assez facilement ces molécules. En extrapolant ces résultats, certains ont imaginé que toutes les molécules du vivant pouvaient apparaître dans des conditions similaires à celles de l’expérience de Miller et étaient présentes dans des météorites et d’autres corps extraterrestres. Ce n’est pas le cas.
Les acides aminés sont bien moins complexes que les nucléotides. Ils se caractérisent par un groupe aminé (un atome d’azote et deux d’hydrogène) et un groupe carboxyle (un atome de carbone, deux d’oxygène et un d’hydrogène), tous deux liés au même atome de carbone, par ailleurs lié à deux autres atomes. Parmi les 20 acides aminés constitutifs des protéines naturelles, le plus simple ne contient que deux atomes de carbone et 17 en ont moins de sept. Les acides aminés et les autres substances notables produites dans l’expérience de Miller n’en avaient pas plus de trois. En revanche, aucun nucléotide n’a été détecté dans les produits d’expériences de décharge électrique ou dans une météorite. On peut ainsi créer de petites molécules organiques, mais aucun nucléotide. Pour sauver le concept de l’ARN primordial, des biologistes ont développé la synthèse prébiotique : il s’agit de montrer que l’ARN et ses composants peuvent être fabriqués au terme d’une série de réactions soigneusement contrôlées mettant en jeu des molécules simples. Cependant, dans leurs travaux, les tenants de cette école utilisent des éléments purs, souvent en grande quantité et dans des proportions idéales. Ce faisant, ils ne reproduisent pas les conditions qui régnaient sur la Terre avant l’apparition de la vie, par exemple la compétition entre molécules pour réagir avec une autre.
 


 
L’ARN primordial n’est pas mort
Bien que plusieurs biologistes annoncent la mort de l’hypothèse de l’ARN primordial en raison de la très faible probabilité de l’événement, plusieurs travaux soutiennent ce scénario. En outre, les tenants du modèle du métabolisme primordial ont encore plusieurs problèmes à résoudre.
D’abord, la plupart des molécules organiques qui réagissent en présence d’énergie (de la lumière ou de la chaleur) deviennent le plus souvent un goudron plus propre à recouvrir les routes qu’à être le creuset de la vie. Autre difficulté : les molécules assez réactives pour participer à une réaction métabolique sont tout aussi promptes à se décomposer.
Comme d’autres équipes, nous étudions comment l’ARN a pu apparaître. Le sucre ribose (le R de ARN) peut nous éclairer sur la façon dont un problème « insoluble » peut devenir un problème « pas encore résolu ». Cette molécule est longtemps restée inaccessible à la synthèse prébiotique (des réactions qui ont lieu dans des mélanges de molécules qui ont probablement existé sur une Terre primitive), car elle contient un groupe carbonyle (un atome de carbone relié par une double liaison à un atome d’oxygène). Ce groupe confère à la molécule qui le contient à la fois une bonne réactivité (pour participera un métabolisme) et une mauvaise réactivité (pour former des goudrons). Stanley Miller en avait conclu qu’il fallait écarter le ribose et les autres sucres de la liste des molécules prébiotiques. Aussi ces molécules ne pouvaient être incluses dans le premier matériel génétique.
Toutefois, pour être bonnes, les soupes prébiotiques doivent mijoter dans des récipients appropriés. Un exemple a été mis en évidence dans la Vallée de la mort, en Californie. Dans une telle vallée primordiale, l’environnement était alternativement sec et humide, riche en molécules organiques venues d’ailleurs et de composés minéraux contenant du bore. Pourquoi du bore ? Parce qu’il stabilise les sucres tel le ribose ? Mieux, dans un mélange de borate (un oxyde de bore) et de molécules organiques apportées par des météorites que l’on éclaire avec de la lumière, des quantités notables de ribose se forment à partir du formaldéhyde et se maintiennent.
Qu’une simple solution puisse résoudre un problème dit insoluble ne signifie pas que l’ARN fut la première forme de vie. Mais cela impose de réfléchir quand on nous déconseille des voies de recherches où certaines difficultés semblent insurmontables.
Steven Benner, Institut Westheimer, Gainsville.


 
La synthèse prébiotique
Cette façon de procéder s’apparente à un joueur de golf qui, ayant achevé ses 18 trous, suppose que la balle aurait pu effectuer le parcours seule. Son raisonnement est le suivant : il montre qu’un événement est possible et suppose qu’une certaine combinaison de forces naturelles (séismes, vents, tornades et inondations par exemple) peut produire le même résultat, pourvu qu’on lui laisse suffisamment de temps. De même, l’apparition spontanée d’un ARN ne violerait aucune loi physique, même si la probabilité de ce phénomène est faible.
Certains chimistes ont proposé qu’un réplicateur plus simple, semblable à l’ARN et doté des mêmes propriétés catalytiques, serait d’abord apparu et aurait proliféré dans un « monde de pré-ARN ». Cependant, aucune trace de cette hypothétique molécule primitive n’a été découverte.
L’idée d’ARN primordiaux est mise à mal par d’autres difficultés. En effet, quand bien même des éléments appropriés, qu’il s’agisse de nucléotides ou d’un équivalent plus simple, seraient apparus spontanément dans une soupe primordiale, leur assemblage en un réplicateur est encore plus improbable. En effet, la soupe d’éléments contenait sans doute, outre ceux nécessaires à l’élaboration du réplicateur, des quantités d’autres molécules dont l’insertion dans un tel réplicateur en cours de fabrication l’aurait rendu défectueux. L’élément parasite le plus simple aurait été un terminateur, un composant empêchant la croissance de la chaîne des éléments du réplicateur. Dans une nature indifférente, les éléments s’associent au hasard, produisant une quantité de chaînes diverses, souvent trop courtes et donc dépourvues des fonctions de réplicateur et de catalyseur. La probabilité de succès de ce processus est si infime que sa réalité n’importe où dans l’Univers, même une seule fois, est inimaginable.
Le médecin belge et prix Nobel de médecine Christian de Duve a proposé de rejeter « des improbabilités si incommensurables qu’elles ne peuvent être qualifiées que de miracles, des phénomènes qui ne sont pas du ressort de la recherche scientifique ». L’ADN, l’ARN, les protéines et les autres molécules élaborées n’ont donc pas participé à l’origine de la vie. En revanche, on peut imaginer d’autres scénarios avec, cette fois, des molécules petites.
Ces nouvelles hypothèses sont fondées sur une définition thermodynamique, et non génétique, de la vie, proposée par Carl Sagan : est vivante une région dont l’ordre augmente (son entropie diminue) de façon cyclique grâce à un flux d’énergie. Si les différentes propositions de ce type pour l’origine de la vie se distinguent par des détails, on peut néanmoins identifier des conditions communes.




La vie avec des petites molécules
D’abord, une frontière entre le vivant et le non-vivant est nécessaire. En effet, la vie se caractérise par un haut degré d’organisation, bien que la seconde loi de la thermodynamique stipule que l’Univers évolue dans le sens d’une augmentation du désordre ou de l’entropie. Cependant, cette loi n’est pas violée quand l’entropie diminue dans une région limitée en même temps qu’elle augmente, de façon plus importante, en dehors. Lorsque des cellules vivantes croissent et se multiplient, elles convertissent de l’énergie chimique ou du rayonnement en chaleur. La chaleur libérée augmente l’entropie de l’environnement et compense la diminution à l’intérieur des cellules. La frontière maintient cette division du monde en poches de vie et en environnement non vivant, où elles doivent puiser de quoi s’entretenir.
Aujourd’hui, des membranes cellulaires complexes sépa­rent les cellules vivantes de leur environnement. Au commencement de la vie, un élément physique a probablement joué le même rôle. Cette idée est étayée par la découverte de structures semblables à des membranes dans des météorites. D’autres observations ont mis en évidence des frontières naturelles que la vie actuelle n’utilise plus, tels des membranes de sulfure de fer (des surfaces minérales qui isolent des molécules de leur environnement grâce à des interactions électrostatiques), des petites mares et des aérosols.
Le deuxième prérequis est une source d’énergie qui alimente le processus d’organisation. Nous consommons des sucres et des graisses dont nous extrayons de l’énergie pour nous maintenir en vie en les combinant à l’oxygène que nous inhalons. En revanche, certains micro-organismes peuvent utiliser des minéraux. Dans les deux cas, les transformations sont des oxydoréductions. Elles consistent à transférer des électrons d’une substance riche en électrons (elle est réduite) à une autre pauvre en électrons (elle est oxydée).
Les plantes captent directement l’énergie solaire et l’adaptent aux fonctions de la vie. Dans des circonstances particulières, des cellules utilisent par exemple les différences d’acidité de part et d’autre d’une membrane. Cependant, d’autres sources, telles que la radioactivité et de brusques variations de température, pourraient être exploitées par la vie dans d’autres endroits de l’Univers.
Autre condition, un mécanisme de couplage doit relier la libération d’énergie au processus d’organisation qui produit et maintient la vie. Ainsi, de l’énergie est libérée quand on brûle de l’essence dans les cylindres d’une voiture, mais le véhicule ne se déplace que lorsque cette énergie est utilisée pour faire tourner les roues. Une connexion mécanique, un couplage, est indispensable. De même, notre organisme dégrade quotidiennement plusieurs kilogrammes d’un nucléotide nommé ATP (continuellement recyclé). L’énergie libérée par ces réactions alimente les processus biochimiques cellulaires qui sinon fonctionneraient trop lentement, voire pas du tout. Le couplage existe lorsque les réactions partagent un intermédiaire commun, le processus étant accéléré par une enzyme. L’une des hypothèses de la théorie des petites molécules stipule que des réactions couplées et des catalyseurs primitifs suffisants pour l’apparition de la vie existent dans la nature.
Adaptation et évolution
Ensuite, ces réactions couplées doivent s’associer et former un réseau chimique – un métabolisme primordial – qui s’adapte et évolue. Nous touchons au cœur du problème. Imaginons, par exemple, qu’une réaction d’oxydoréduction d’une substance minérale naturelle autorise la conver­sion d’un composé chimique organique A en un autre B, à l’intérieur d’un compartiment. Cette transformation clé est une réaction d’alimentation qui constitue le moteur du processus d’organisation. Si B se reconvertit simplement en A (et retransmet donc l’énergie captée) ou s’échappe du compartiment, l’organisation du processus n’augmente pas. En revanche, dans le cas d’une voie chimique reconvertissant B en A en plusieurs étapes (B est converti en C, puis en D et enfin en A), les réactions successives continuent de fonctionner, car elles réapprovisionnent le système en A et extraient en continu l’énergie de la substance minérale via la réaction couplée.


On peut aussi imaginer des bifurcations, par exemple des molécules D se transformant réversiblement en un autre composé chimique E, situé en dehors du cycle ABCD. Le fonctionnement du cycle favorise la conversion de E en D, ce qui conduit à une entrée de matière dans le cycle et à une augmentation de la libération d’énergie au niveau de la réaction d’alimentation.
Un cycle pourrait également s’adapter à des changements de conditions. Ainsi, quand une modification de l’acidité ou d’une autre condition environnementale empêche une étape de la voie conduisant de B à A, la matière « reviendrait » en arrière jusqu’à ce qu’elle trouve une autre voie. Une accumulation de tels changements transformerait le cycle d’origine et le rendrait plus complexe. Cette exploration de type « essais et erreurs » du paysage chimique a également pu recruter des éléments qui, en catalysant des étapes importantes du cycle, augmentent le rendement de l’utilisation de la source d’énergie par le réseau de réactions chimiques.
Enfin, la dernière condition nécessaire à un scénario d’une vie surgie de petites molécules est la croissance et la reproduction du réseau. Pour survivre et croître, le réseau doit gagner de la matière plus vite qu’il n’en perd. Or les « fuites » sont diverses. Ainsi, la diffusion de molécules du réseau vers l’extérieur du compartiment est favorisée par l’entropie. En outre, des réactions secondaires peuvent produire des gaz qui s’échappent ou forment des goudrons qui précipitent dans la solution : devenues insolubles, ces molécules sont inutilisables par le métabolisme primordial. Que l’ensemble de ces déficits surpasse l’acquisition de matière par le réseau, et ce dernier s’éteint. L’épuisement du combustible externe aurait le même effet. On peut imaginer, sur la Terre primitive, une situation où ont eu lieu de nombreux départs de vie de ce type, faisant intervenir maintes réactions d’alimentation et sources d’énergie externes différentes. Finalement, l’une d’elles, particulièrement robuste, se serait installée et maintenue.
Plusieurs systèmes de reproduction sont possibles. Par exemple, un réseau enfermé dans une membrane lipidique peut, quand il est suffisamment grand, être dédoublé quand la vésicule se divise sous l’action de forces physiques. Freeman Dyson, de l’Institut d’études avancées, à Princeton, a décrit un tel système qu’il qualifie de « monde de sacs-poubelle », par opposition au bel ordonnancement du « monde à ARN ». Autre mode de division possible : un système qui fonctionne dans un compartiment à l’intérieur d’un minéral peut déborder dans d’autres compartiments adjacents. Quel que soit le mécanisme, cette dispersion en unités séparées protège le système d’une destruction par un quelconque événement local. Dès que des unités indépendantes ont été établies, elles ont évolué de différentes façons et sont entrées en compétition pour les matières premières. D’une vie apparue à partir de matières non vivantes, nous serions passés à une vie qui s’adapte à son environnement par évolution darwinienne.
Les hypothèses sur l’origine de la vie par un « métabolisme primordial » ne recourent à aucun mécanisme d’hérédité. En d’autres termes, aucune molécule ne duplique ni ne transmet les informations qu’elle stocke. Cependant, un ensemble de petits éléments détient les mêmes informations qu’une liste qui décrit ces mêmes éléments. Par exemple, une liste de courses contient les mêmes informations que lesdites courses une fois achetées. Doron Lancet, de l’Institut Weizmann à Rehovot, en Israël, nomme « génome compositionnel » l’hérédité stockée dans de petites molécules au lieu de listes telles que l’ADN et l’ARN.
Vers une validation expérimentale
Nous avons vu que l’hypothèse du métabolisme primordial pour l’origine de la vie exige que la nature remplisse plusieurs conditions (un compartiment, une source d’énergie externe et couplée à une réaction d’alimentation, un réseau chimique incluant cette réaction et un mécanisme simple de reproduction). Ces besoins sont accessibles dans la nature et notablement plus probables que les voies de synthèse à étapes multiples nécessaires pour former un réplicateur.
De nombreux articles théoriques ont proposé des schémas particuliers de métabolisme primordial, mais peu de travaux expérimentaux les étayent. En outre, ceux dont les résultats ont été publiés montrent seulement que certaines étapes d’un cycle sont plausibles. Ainsi, Günter Wächtershauser et ses collègues de l’Université technique de Munich ont recréé certaines parties d’un cycle via la combinaison et la séparation d’acides aminés en présence de sulfures de métaux en guise de catalyseurs. La force motrice énergétique de ces transformations est l’oxydation du monoxyde de carbone en dioxyde de carbone. Cependant, ils n’ont pas encore obtenu de cycle complet se maintenant seul et évoluant. Or une telle démonstration serait nécessaire pour valider la théorie du métabolisme primordial.
La principale tâche est l’identification des réactions d’ali­mentation, c’est-à-dire les transformations de petites molécules (A en B dans l’exemple qui précède) qui sont couplées à une source d’énergie externe abondante, telle l’oxydation du monoxyde de carbone ou d’un autre minéral. Une fois une réaction d’alimentation plausible identi­fiée, le reste du système n’a pas besoin d’être spécifié à l’avance. Les éléments de la réaction d’alimentation, y compris la source d’énergie, pourraient être mis en présence d’autres petites molécules normalement produites par des processus naturels – et censées avoir été abondantes sur la Terre primitive. Dans cette soupe primordiale, la mise en place d’un réseau se traduirait par la modification des quantités de certains composants, notamment ceux réquisitionnés par le métabolisme naissant. Dans de telles expériences, les défaillances seraient faciles à identifier. Ainsi, l’énergie pourrait se dissiper sans que les quantités d’autres composés chimiques ne changent, ou bien les substances chimiques pourraient être converties en goudrons.
Probablement moins seuls
Précisons qu’un succès ne signifierait pas que les étapes mises en évidence sont celles qui ont conduit à la vie sur la Terre primitive, car les voies d’apparition de la vie sont nombreuses et dictées par l’environnement, mais le principe général serait démontré et ouvrirait la voie à d’autres travaux. Ajoutons que l’hypothèse du métabolisme primordial ne plaide pas pour une origine de la vie unique. En effet, des origines multiples, sur la Terre ou ailleurs, semblent plus compatibles avec ce scénario.
L’élucidation des premières étapes de l’apparition de la vie ne révélerait pas les événements spécifiques qui ont abouti aux organismes actuels fondés sur le système ADN/ARN/protéines. Néanmoins, puisque l’évolution n’anticipe pas les événements futurs, nous pouvons penser que les nucléotides sont d’abord apparus dans le métabo­lisme pour servir à une autre fin que celle de support de l’information, peut-être pour le stockage d’énergie chimique (le nucléotide ATP remplit encore cette fonction). Un événement fortuit a pu décider de l’assemblage de nucléotides en un ARN. Le rôle le plus important de l’ARN moderne est la formation, au sein des ribosomes, de liaisons entre les acides aminés des protéines. Les premiers ARN ont pu faire de même, mais sans aucune préférence pour des acides aminés particuliers. De nombreuses étapes ultérieures dans l’évolution ont ensuite été nécessaires pour « inventer » les mécanismes élaborés de la réplication et de la synthèse de protéines que nous observons aujourd’hui.
Le scénario du métabolisme primordial explique également pourquoi tous les acides aminés, qui sont aussi des molécules chirales (non superposables à leur image dans un miroir), sont de la série L (par opposition à la série D). Imaginons que la réaction couplée d’alimentation du cycle soit sélective en faveur d’un seul des deux énantiomères (les deux formes L et D) d’un composé chimique A ; le produit B et d’autres acteurs du cycle seraient alors aussi présents sous cette forme. La sélection des molécules d’une réaction du cycle se répercute sur les autres et rendrait une des formes obligatoire et donc dominante.
Si l’hypothèse du métabolisme primordial se confirmait, nos idées quant à la place de la vie dans l’Univers changeraient. D’une origine de la vie hautement improbable, telle qu’elle est proposée par le scénario de l’ARN primordial, on peut déduire que nous sommes seuls dans l’Univers. En revanche, selon le biologiste Stuart Kauffman, si l’alternative des petites molécules est vraie :
« La vie est notablement plus probable que nous ne l’avons supposé. Non seulement nous sommes chez nous dans l’Univers, mais il est beaucoup plus probable que nous le partagions avec des compagnons inconnus. »
Robert Shapiro
professeur de chimie à l’Université de New York.
 
2006. JOYCE et L. ORGEL, Progress toward understanding the origin of the RNA world, in TheRNA World, 3e Edition, pp. 23-56, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2006.
2007. ORGEL, Prebiotic chemistry and the origin of the RNA world, in Biochemistry and Molecular Biology, vol. 39, pp. 99-123, 2004.
Article paru dans la revue Pour la science n° 359, septembre 2007.

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