4) La fraction de ces planètes qui abritent de la vie

4) : La fraction de ces planètes qui abritent de la vie au sens général du terme (e.g., bactérie, …)

Nous cherchons maintenant à voir ce que l’on peut dire de la fraction de planètes (ou lunes, astéroïdes, comètes, … que l’on inclura dorénavant dans notre nouvelle mouture d’équation) qui abritent la vie, aussi microscopique ou macroscopique soit-elle. Ce facteur est inconnu et les nouvelles missions dans notre Système Solaire cherchent à en savoir plus. La compréhension du développement des premières briques de vie sur Terre serait déjà d’une grande aide : mais même pour cela on ne sait pas grand-chose ! Les hypothèses les plus fréquentes sont que la vie a commencé dans de petites mares ou dans les profondeurs marines près de cheminées hydrothermales ou bien que la vie est arrivée de l’espace. De nombreux travaux essayent de voir quel chemin chimique pourrait être le plus à même de mener à la formation de protéines complexes, de l’ARN ou de l’ADN, mais il n’y a pas encore de voie fiable et de consensus dans la communauté scientifique. Ce que l’on sait, c’est que la vie a commencé tôt sur Terre, il y a entre 3.8 et 4.1 milliards d’années, i.e., quand la Terre n’avait que quelques centaines de millions d’années. L’examen de fossiles sur Terre montre qu’il y a 3,5 milliards d’années, il y avait déjà des microbes complexes faisant de la photosynthèse primitive, produisant du méthane ou le capturant, … Pour en arriver à ce stade d’évolution, la vie a due en effet commencer bien plus tôt.

Les observations astronomiques nous montrent que les molécules organiques sont présentes très tôt dans l’histoire de la formation planétaire. Par exemple, on en décompte déjà plus d’une centaine dans les nuages moléculaires jeunes qui vont ensuite former des étoiles et leurs cortèges de planètes. Il y a même des molécules prébiotiques (i.e. des précurseurs à la formation des premières briques de la vie : CH₃NCO et HOCH₂CN) qui ont été détectées prêt de protoétoiles (e.g., Ligterink et al. 2021). Il se pourrait donc que tous les ingrédients soient disponibles très tôt résultant seulement de la chimie naturelle. Les comètes et astéroïdes qui sont les restes de la formation planétaire montrent aussi la présence d’acides aminés. Par exemple, on a retrouvé 74 acides aminés différents dans la météorite Murchison qui s’est écrasée en Australie en 1974. Huit de ces acides aminés font partie de la biologie que l’on trouve sur Terre ! Comme l’eau sur Terre, on peut s’imaginer que la chimie organique provienne aussi des comètes et/ou astéroïdes, mais là encore, aucune certitude.

On peut aussi faire des expériences depuis chez nous, sans regarder le ciel ! Depuis la fameuse expérience d’Urey et Miller en 1952, on sait que la chimie complexe peut se développer à partir d’ingrédients relativement simples. Urey et Miller ont rempli des tubes à essais de molécules qu’ils supposent abondantes dans notre jeune Terre (l’eau, l’ammoniac, l’hydrogène et le méthane) et ont fait passer un courant électrique simulant des éclairs. Au bout de quelques jours, des acides aminés commençaient à s’accumuler dans le tube. L’expérience a été reprise de nombreuses fois avec différentes hypothèses et les conclusions sont toujours similaires. Par exemple, Sadownik et al. (2016) ont réussi à créer des molécules qui peuvent se reproduire à partir d’éléments chimiques simples. L’idée qui émerge de ces expériences en laboratoire est que le darwinisme pourrait être présent très tôt : les molécules entrent en compétition pour obtenir les ressources nécessaires à leur développement et les molécules qui s’en sortent le mieux peuvent se répliquer plus facilement. La réplication est parfois imparfaite comme on le voit par exemple avec l’évolution du virus du Covid-19 en une série de variants et cela amène à de l’évolution vers des systèmes parfois plus résistants.

Les missions spatiales de recherche de vie dans le Système Solaire pourraient aider à contraindre . Par exemple, si l’on découvre des bactéries sur Mars ou des satellites, il serait raisonnable de penser que est proche de 1 et que la chimie menant à des cellules autonomes n’est pas si rare. Dans le cas contraire, on pourrait penser que cette valeur est proche de zéro. Les missions spatiales prochaines les plus prometteuses sont celles en cours ou à venir sur Mars (e.g., Perseverance, ExoMars 2022, …), ou pour tenter de détecter la vie dans les plumes d’Encelade (projet de Breakthrough initiative en collaboration avec la NASA), ou des missions vers le satellite de Jupiter, Europe (Europa Clipper), qui pourraient à terme regarder s’il y a des restes de vie sur la surface gelée du satellite en provenance des retombées de geyser sur cette dernière (2025). Il est aussi prévu l’envoi d’un drone (de 450 kg, ou aérobot) en 2027 sur Titan (Dragon Fly, voir image) qui survolera plus de 150 km à la recherche de traces de vie (atterissage prévu en 2036). Rendez-vous en 2030-2040 pour tenter de contraindre de manière plus élaborée.