La vie dans l'Univers

représentation symbolique de la vie dans l'Univers. site 'Amateur Astronomy'

La question de la vie dans l'Univers est une question ancienne et elle est de type philosophique. Rechercher la vie a sporadiquement été l'objet de missions spatiales aux débuts de l'ère spatiale mais, récemment, elle est devenue l'un des éléments fondamentaux de la NASA, l'agence spatiale américaine. Les missions américaines sont à la recherche d'environnements favorables à la vie sur Mars alors que certaines lunes des géantes gazeuses, ainsi Europa, un satellite de Jupiter, font également l'objet de réflexion et/ou de missions. Toutes les observations, d'une façon plus générale, tendent vers que l'Univers est favorable à la vie et que, de plus, si l'on se base sur l'histoire de la vie sur Terre, la vie est intelligente -et elle est intimement liée à son environnement. La vie telle que nous la connaissons sur Terre, a besoin de 3 ingrédients: de l'eau liquie, une source d'énergie qui alimente le métabolisme et, enfin, les bons ingrédients chimiques, essentiellement le carbone, l'hydrogène, l'azote, l'oxygène, le phosphore et le soufre. L'ensemble le plus simple des éléments qui sont nécessités par la vie se résume, en anglais, par l'acronyme "CHNOPS", dont les initiales signifient carbone, hydrogène, azote, oxygène, phosphore et souffre. La vie ne peut pas exister dans de l'eau hyper-acide, hyper-saline ou trop riche en magnésium. Le phosphore observé sur une comète telle Rosetta a vraisemblablement trouvé son origine dans un disque protoplanètaire (le phosphore est une pièce de construction de l'ADN). D'autres précurseurs de la vie ont été observés dont des sels d'ammoniaque (le seul "lieu" où on trouve de l'azote sur une comète) et un type particuler d'hydrocarbures; ces matériaux partagent cette même origine. Les blocs de construction de la vie -ainsi le carbone, l'azote et l'oxygène- peuvent être produits par des explosions supernova, des géantes rouges ou d'autres étoiles évoluées. La multiplication des minéraux -qui n'étaient que 270 aux débuts de l'histoire de la Terre- a joué un rôle dans l'apparition de la vie et l'argile, avec sa structure en couche, a vraisemblablement permis l'encapsulation des premiers éléments biotiques. Il y a réactivité sur une échelle de la force des composants des minéraux à donner ou recevoir des électrons et le transfert d'électrons dans ce cadre peut être une source d'énergie pour la vie. Les éléments chimmiques pour former des planètes de type Terre -par exemple le fer, le magnésium, les silices ou le soufre- sont communs dans l'Univers ainsi que ceux que nécessitent la vie. On appelle "organohalogènes" des éléments chimiques du groupe halogène -ainsi la chlorine et la fluorine- associés au carbone et quelquefois d'autres éléements; les organohalogènes, sur Terre, résulte de processus biologiques. Cependant, plutôt qu'un indicateur de la vie, ces éléments pourraient participer à l'origine de la vie. De plus, un jeune système planétaire peut hériter de la composition chimique du nuage qui a formé son étoile (ce qui ouvre la possibilité à ce que des organohalogènes pourrait arriver sur des planètes en formation ou par le biais d'impacts cométaires). Les nuages moléculaires froids protègent la poussière contre les ultraviolets destructeurs et ils aident les réactions chimiques; ils possèdent aussi la majeure partie de l'eau trouvée dans l'Univers. Divers éléments adhèrent aux grains de poussière et en produisent d'autres éléments. Ces grains sont agglomérés par les planètes lorsqu'elles se forment et se voient donc augmentées des matériaux nécessaires à la vie. Les magnétosphères sont vraisemblablement un facteur-clé pour que la vie se développe sur une planète: elles protègent ces dernières des radiations et de l'érosion des atmosphères. Des réactions en réseau complexes ont dû survenir pour produire des molécules organiques à partir de CO2 ou peut-être aussi d'autres sources non-organiques de carbon comme le monoxyde de carbone ou des cyanides; un système de réactions peut se développer à partir de deux constituants organiques simples, le glyoxylate et le pyruvate, en présence de fer ferreux. Les traces de vie, pour ce qui est de leur recherche, peuvent être morphologiques ou chimiques mais des processus abiotiques peuvent imiter ces processus ou les altérer voire des contaminations ultérieures peuvent représenter un défi à l'interprétation de ces premières traces de vie

L'apparition de la vie, pense-t'on, est possible, dans l'Univers, de deux façons: d'une part, la vie peut apparaître d'un mélange d'éléments de base sur lesquels interagissent des éclairs (cela fut démontré par une expérience célèbre en 1953 par deux chimistes, Stanley L. Miller et Harold C. Urey et les éclairs eux-mêmes créent des acides aminés et des sucres); la vie, par ailleurs peut apparaître à l'interface entre les "fontaines" sous-marines profondes et l'eau (lorsque les gaz sortent de ces évents, ils viennent au contact d'un oxydant -ainsi le gaz carbonique, ce qui produit la vie). Un laboratoire de la NASA, en 2019, a reproduit comment les ingrédients nécessaires à la vie auraient pu se former dans les océans il y a 4 milliards d'années et des acides aminés et des acides alpha hydroxyl ont pu être créés. Une fois le processus de la vie enclenché, il suffit, pour qu'elle se maintienne, d'eau liquide, de matériaux et d'éléments nutritifs essentiels et d'une source d'énergie. La vie sur Terre se présente essentiellement sous trois formes, les eukaryotes (organismes unicellulaires avec noyau), les prokaryotes (organismes unicellulaires sans noyau) et les archéens, forme la plus ancienne. Des virus géants, récemment découverts, possédant un grand génome leur permettant un rôle plus actif que celui des virus communs, pourrait constituer une quatrième forme. Dans tous les cas, de tels virus géants, devraient être pris en compte lors d'études évolutionnistes de la vie. Pour ce qui est de la construction de molécules, le carbone y est très apte et ce, pour une grande variété de celles-ci, car il est disponible partout dans l'Univers, seuls l'hydrogène, l'hélium et l'oxygène étant en quantité plus grande. Aussi, le carbone peut-il construire des molécules de toutes sortes de configurations. On a identifié des millions de composés du carbone. Les molécules à base de carbone, par ailleurs, sont très stables. Dans l'expérience de Miller et Urey de 1953, on avait exposé à des décharges électriques de type éclair un mélange de gaz. Une variation de l'expérience eut lieu en 1958; on ajouta alors un mélange de gaz volcaniques (sulfide d'hydrogène, méthane (l'élément organique le plus simple), ammoniaque ou CO2) mais les résultats n'en furent jamais analysés. Des analyses récetnes ont repris les résultats et montrent que les échantillons qui ont été conservés de l'expérience contenaient des acides aminés avec souffre. Cela prouve vraisemblablement que la vie sur Terre est sans doute apparue dans des zones volcaniques, en combinaison avec des zones orageuses, sans compter les acides aminés qui s'étaient formés dans certaines zones de l'espace et qui furent apportées sur Terre par des comètes ou des astéroïdes. Les diverses météorites riches en carbone abritent habituellement aussi des acides aminés; les chondrites carbonacées, par exemple, une variété de météorites, portent des matériaux organiques et les météorites, en général, également. Les acides aminés sont les blocs de base des protéines, lesquelles sont les molécules à tout faire de la vie (elles servent à tous types de structure tels les cheveux ou les enzymes) et elles sont aussi les catalyseurs qui accélèrent ou freinent les réactions chimiques. Une fois que les acides aminés se combient pour former des protéines, celles-ci, à leur tour, se transforment en cellules; les acides aminés y contrôlent les réactions chimiques. Les acides aminés se sont probablement formés de composants divers, dans des environnements divers, sur la Terre primitive ou dans l'Univers en général; l'expérience de 1953, en fait, a réussi à fabriquer un mélange qui, pour l'essentiel, ressemble à l'atmosphère originelle de la Terre. Certains scientifiques pensent désormais que l'Univers, d'une certaine façon "semble programmé pour créer les acides aminés". Les acides aminés, du fait de la diversité de leurs environnements d'origine, vont donc dans le sens que la théorie qui postule qu'un ensemble de "pièces détachées" prêtes à l'emploi, créées dans l'espace et apportées sur Terre par les impacts des météorites et des comètes, ont donné une forte accélération au développement de la vie. Les acides aminés trouvés dans les météorites riches en carbone sont habituellement fabriqués par un processus à basse température, dit "synthèse Strecker-cyanhydrique", qui implique de l'eau, des composés aldéhyde et kétone, de l'ammoniaque et du cyanure arlos qu'un processus à plus haute température a lieu aussi, les réactions "de type Fischer-Tropsch" ou FTT, avec des gaz qui contiennent de l'hydrogène, du monoxyde de carbone et de l'azote. Pour qu'un monde lointain puisse abriter la vie telle que nous la connaissons sur Terre, il faut trois ingrédients: des molécules organiques pour former la vie, de l'énergie pour celle-ci et de l'eau liquide. Cela laisse penser qu'il faudrait que cette planète, pour présenter ces trois données, soit en fait très semblable à la Terre. Une question plus spéculative est celle de savoir si la vie pourrait exister en l'absence d'eau; cette possibilité, cependant, ne peut pas être exclue. La couleur de la vie est variable. Le vert est le signe que la lumière solaire, le CO2 et l'eau sont l'objet de la photosynthèse alors que, sur Terre, par exemple, la vie aurait pu être rouge dès lors que les microbes auraient utilisé une molécule autre que la chrolophyle. Le fer, par ailleurs, est aussi un ingrédient nécessaire à la vie et les dépôts de fer dans les sources thermales sont favorables à la vie

Le laboratoire Icy Worlds du JPL, qui fait partie du "Astrobiology Institute" de la NASA, a construit en 2013 un ensemble de tubes, fûts et valves, avec laser et système de détection, qui imite les conditions qu'on trouve près des évents hydro-thermaux au fond des océans. Le système est prévu pour détecter si, de là, peuvent sortir des éléments composés à partir d'eau pétillante (du fait qu'elle contient du carbone) et de fluid alcalin. Ces deux liquides traversent un échantillon rocheux qui reproduit la croûte océanique ancienne et pourraient former des molécules organiques simples -de l'éthane et du méthane- et des acides aminés. On comprend encore mal comment le carbone est produit par ces évents. Une telle expérience se fonde sur une théorie énoncée par un dénommé Russell en 1989 selon laquelle des évents hydro-thermaux modérément chauds et alcalins pourraient avoir couvé la vie il y a 4 milliards d'années. Les océans primitifs contenait du CO2, lequel a pu fournir le carbone réassemblé en molécules organiques. Les conditions extrêmes de l'espace (froid, vide, radiations) permettent la formation d'une eau solide non-structurée dite, "glace amorphe" (en anglais, "amorphous ice"). Il arrive que, souvent, des particules et des composants organiques sont piégés dans cette glace, qui pourraient être des clés pour la vie dans l'Univers. Début 2017, on a fait la preuve de la présence de ce qu'on admet être des micro-organismes fossilisés datant d'entre il y a 3,8 jusqu'à peut-être 4,3 milliards d'années dans des précipités d'évents hydrothermaux sous-marins. De l'énergie électrique produite naturellement au fond des océans pourrait avoir été à l'origine de la vie, une hypothèse dite, en anglais "submarine alkaline hydrothermal emergence of life" ("émergence de la vie via les sources hydrothermales alkalines sous-marines"); les états "non-équilibrés" sont favorables à la vie, ainsi les étangs de la Terre primitive ou les gradients électriques nés de l'interaction entre les fluides des sources hydrothermales et l'eau des océans: les océans riches en CO2 et l'hydrogène et le méthane des évents sous-marins ont produit des transferts d'électrons, lesquels ont produit encore plus d'éléments carbonés complexes ou éléments organiques. Les minéraux se trouvant le long des cheminées ont, de plus, fourni encore plus de carburant pour la vie et ont agi comme des enzymes. Les lieux où existent la vie, à l'origne de celle-ci il y a 3,4 à 4,4 milliars d'années, sont enrichis en minéraux contenant du fer -et du magnésium et en d'autres éléments qui ont pu être extraits des roches via de l'eau à haute température, ce qui laisse fortement penser à une activité hydrothermale à l'époque. La chaleur du manteau était trop grande alors pour qu'il existât des plaques tectoniques et la chaleur devait surtout s'évacuer par le volcanisme sous-marin. La croûte terrestre aurait été riche en minéraux silicatés et en fer, permet de forts taux de serpentinisation. La serpentinisation -une interaction chimique entre l'eau et un type de roche appelé péridotite qui contient des minéraux enrichis en magnésium, fer et silicium- est une autre forme d'évents hydrothermiques, qui produit de l'hydrogène et nombre de molécules organiques ainsi que des acides aminés synthéthisés par des réactions chimiques qui ne nécessitent pas d'apport biologique. Une génération a-biotique d'acides aminés a lieu, d'une façon générale dans les évents habituels

La vie, d'une façon générale fonctionne sur la base de gradients entre protons et sur le transfert d'électrons; ainsi, ces deux mécanismes ont lieu régulièrement au sein des mithochondries, par exemple. De la vitamine B3 a également été apportée sur Terre par les météorites carbonées; cette vitamine, ou acide nicotinique ou niacine, est un précurseur des NAD (dinucléotide d'adénine nicotinamide), qui est essentiel au métabolisme. La vitamine B3 se trouvait vraisemblablement sur la surface d'astéroïdes non-affectés par de l'eau. Enfin, des orbites planétaires aux inclinaisons importantes causeraient leur planète à des précessions importantes, ce qui permettrait plus facilement la vie, les effets sur le climat sur des durées de dizaines à centaines de milliers d'années pouvant empêcher des périodes glaciaires trop longues, même lorsque la planète est loin de son étoile

L'Univers est favorable à la vie

La vie existe sous une multitude de formes mais, une fois réduite à ses éléements fondamentaux, on retrouve les mêmes bases: des atomes de carbone connectés à de l'hydrogène, de l'oxygène, de l'azote et autres éléments. Le carbone et l'hydrogène tendent à fusionner, ce qui est vrai partout dans l'Univers et ce qui s'est produit en abondance. Cette fusion forment le matériau rudimentaire qu'on appelle matériau organique. C'est au début des années 1940 que les premières molécules fondamentales de la vie furent observées. Lorsqu'une molécule absorbe un photon, elle acquiert de l'énergie laquelle lui permet d'interagir avec d'autres particules; dans le cas des molécules d'hydrogène, la molécule vibre et tourne sur elle-même plus rapidement -ou les deux- lorsqu'elle est percutée par un photon ultraviolet. L'échauffement des régions d'hydrogène, dans un nuage moléculaire par la lumière ultraviolette crée les conditions premières pour former des hydrocarbones (ceux-ci proviennent des ions de carbone qui sont fabriqués dans les étoiles et qui réagissent avec l'hydrogène pour créer du CH+ et, finalement, le CH+ capture un électron et forme une molécule de CH neutre. C'est la lumière ultraviolette des étoiles qui joue, dans les nuages moléculaires, le rôle fondamental dans la création des molécules de base de la vie et non pas, comme on le croyait, des ondes de choc créant de la turbulence (les ondes de choc créent beaucoup de turbulence -ainsi les supernovas ou les étoiles jeunes éjectant du matériau; les ondes de choc, du fait des vibrations qu'elles engendrent, peuvent priver les atomes d'électrons, qui deviennent des ions, lesquels sont plus prône à se combiner). A la NASA, on considère que de fortes présomptions de vie au-delà de la Terre seront découvertes d'ici une décennie (à partir de 2015) et que la preuve définitive en sera fournie d'ici 20 à 30 ans (idem). Nous sommes à une génération de découvrir la vie sur un satellite de glace d'une des géantes gazeuses ou sur Mars et à une génération de plus de la découvrir sur une exo-planète proche

->La vie est partout dans l'Univers
Une étude récente, de 2005, montre que la vie est réellement partout dans l'Univers. On savait déjà que les molécules organiques complexes dites "hydrocarbones aromatiques poly-cycliques" ("PAH" en anglais), se trouvaient dans tout l'Univers. Les PAH sont des molécules plates qui consistent d'atomes de carbone organisés en forme de cellules de ruche d'abeilles entourés d'hydrogène; les PAH se trouvent aussi, sur Terre, dans les cendres du charbon, le bois et les feux d'hydrocarburesles. Les PAH représentent 10% du carbone de l'Univers. Mais cette étude a montré que, plus avant, les "hétéro-cycles d'azote aromatiques poly-cycliques" ("PANH" en anglais), lesquels sont encore plus les bases fondamentales de la vie -car ils contiennent de l'azote ce qui fait qu'ils sont à la base de l'ADN- se forment dans les étoiles aussi et sont, comme la plupart des autres éléments et molécules, expulsés dans l'espace lors des évènements supernova. Les PANH, comme le montre cette étude, se taillent, en fait, la part du lion, dans les PAH ainsi formés. On a découvert en 2013 que les PHA émettent de l'infrarouge et qu'ils changent significativement de taille, de charge électrique et de structure pour s'adapter aux environnements différents où ils se trouvent, ainsi près de la radiation d'étoiles ou au sein de nuages moléculaires. Le carbon est l'un des atomes les plus répandus dans l'Univers. Les PHA de grande taille -ceux des nuages moléculaires- se brisent et sont dépouillés -par un processus fondé sur l'azonte- de leur hydrogène. D'autres études, de plus, ont montré que les PAH peuvent survivre même dans les conditions interstellaires extrêmement difficiles engendrées par l'explosion proche d'une supernova! D'autres découvertes, par exemple, ont observé des molécules de sucre dans le gaz qui entoure les jeunes étoiles et qui seront donc intégrées dans la formation des planètes qui se forment autour de l'étoile. Exposées à la radiation ultraviolette des étoiles d'une nébuleuse, les plus petits en taille des PAH sont détruits mais les molécules de taille moyenne sont irradiées et se combinent en des molécules plus grandes. Cette croissance des molécules organiques complexes est l'une des étapes qui mènent à l'apparition de la vie. Dès qu'elles atteignent le stade de protoétoile, les étoiles de type Soleil abritent des traces d'isocyanate de méthyle, élément chimique de base de la vie. Les étoiles doubles ou triples, du fait que leur masse plus importante repousse plus loin la zone favorable à la vie, pourraient ne pas être autant défavorables à celle-ci qu'on pensait

Les éléments lourds, à partir du carbone, sont produits et éparpillés dans l'espace interstellaire par les supernovas; les nébuleuses planétaires participent également au processus, produisant du carbone ou de l'azote ainsi que des éléments plus lourds. La dispersion de ces éléments continue à des échelles sucessivement plus grandes que cette échelle stellaire via d'autres mécanismes: flux galactiques, interaction et fusion entre galaxies, mouvement des galaxies dans le gaz chaud ambiant des amas (qui enlève du gaz aux galaxies-membres). Dès les débuts de l'Univers, vers il y a 10 milliards d'années, les éléments favorables à la vie ont été dispersés sur des millions d'années-lumière. La contribution stellaire a vraisemblablement eu lieu entre 2 et 4 milliards d'années après le Big Bang lorsque le taux de formation des étoiles a atteint son maximum et les requis chimiques pour la vie sont ainsi commun dans tout l'Univers. Avant que l'Univers n'atteigne l'àge de 1 milliards d'années, tous les éléments de l'Univers ont été créés. Et cela a été dû à la vie et mort des étoiles. Ces éléments, qui se "collent" sur les grains de poussière que l'on trouve dans les grands nuages interstellaires, en arrivent rapidement à produire des molécules: eau et ammoniaque sont ainsi formés en quantié et les molécules organiques le sont également. La vitamine B3 pourrait avoir été créée sur des grains de poussière glacés dans l'espace: aussi connue sous les noms de niacine ou acide nicotinique, elle sert à construire la NAD ("nicotinamide adenine dinucleotide"), essentielle au métabolisme et probablement d'origine ancienne. Le Spitzer Telescope, le télescope de la NASA qui travaille dans l'infra-rouge a confirmé, en 2005, que de grandes molécules, que l'on appelle des "hydrocarbones aromatiques poly-cycliques" sont observés à un âge de l'Univers auquel on pensait que l'on ne pouvait pas en trouver. Et cela est important car ces molécules sont, selon l'expression consacrée, les "briques fondamentales de la vie". Le Spitzer Telescope a ainsi observé ces molécules dans un Univers âgé de 3,5 milliards d'années, c'est-à-dire 1 milliards plus toît que prévu. Ces molécules complexes se forment chaque fois que des matériaux fondés sur le carbone ne sont pas brûlés complètement. La nébuleuse d'Orion, la célèbre nébuleuse de la constellation d'Orion, est l'une des usines les plus prolifiques connues en termes de fabrication d'éléments chimiques (même si toute l'étendue de la production, ou les processus de formation des molécules ne sont pas très bien compris); les astronomes y ont identifié quelques molécules, qui sont courantes et qui sont des précurseurs de molécules pouvant permettre la vie, dont l'eau, le CO2, le formaldéhyde, le méthanol, l'éther-dimethyl, le cyanure d'hydrogène, l'oxyde de souffre et le dioxyde de souffre. De telles molécules se trouvent aussi dès dans les disques proto-planétaires, là où des planètes peuvent se former autour d'une étoile en gestation. La découverte de molécules organiques complexes dans un disque protoplanétaire autour d'une étoile jeune a été officiellement faite en avril 2015. L'eau même existe, selon des études récentes, dès les tout débuts de l'Univers et, particulièrement, sous la forme de "masers", ces énormes disques d'eau qui entourent certains trous noirs galactiques. L'eau, dans l'Univers, pourrait être liée à la radiation ultra-violette des étoiles comme cela a été observé autour d'une étoile à carbone (qui était en fin de vie), une variété d'étoile qu'on sait ne produire que peu d'eau: l'ultra-violet rompt les molécules de monoxyde de carbone et en libèrent l'oxygène qui, se liant à l'hydrogène, forme l'eau. De la vapeur chaude d'eau est également courante dans les disques proto-planétaires et des études récentes montrent aussi que de la vapeur froide d'eau s'étendant jusque dans les lointains de ces disques est également courante, ce qui permet la création de plus de comètes de glace, lesquelles apporteront ensuite cette eau sur les planètes venant de se former. Le carbone, l'eau et de l'énergie semblent être les éléments fondamentaux et nécessaires pour qu'il y ait la vie. On appelle éléments de chimie organique le carbone et l'hydrogène et, souvent, des éléments complémentaires. Ces éléments chimiques peuvent exister en-dehors des processus de la vie mais il ne peut y avoir de vie sans eux. Par ailleurs, les éléments de chimie organique apportés par des météorites et qui ne proviennent pas de mécanismes biologiques, présentent des structures chimiques plus aléatoires que ce que l'on observe dans les éléments fabriqués par des organismes vivants. Des molécules d'oxygène ont été découvertes dans la nébuleuse d'Orion, lieu de production d'étoiles. Ces molécules pourraient être enfermées dans de la glace d'eau qui recouvre de minuscules grains de poussière et s'être formées lorsque la lumière des étoiles a chauffé ces grains, libérant l'eau. On peut également trouver de l'eau autour des quasars, ce qui montre à quel point l'eau est un matériau répandu dans l'Univers, même aux temps très anciens. On trouve également de la vapeur d'eau dans les galaxies, y compris dans la nôtre; l'essentiel de l'eau s'y présente sous forme de glace. On trouve aussi, dans l'espace, du graphène, un élément qui n'a été synthétisé en laboratoire qu'en 2004; il est dur et fin et conduit l'électricité aussi bien que le cuivre. Il appartient à la famille des fullérènes et pourrait provenir de la formation des nébuleuses planétaires ou se former dans des environnements riches en hydrogène et résulter des ondes de choc des supernovas (lesquelles cassent les grains de carbone contenant de l'hydrogène). Cette famille d'éléments inclut aussi des molécules dites "buckyballs" ou C60. Ce sont des sphères de carbone qui contiennent 60 atomes de carbone arrangés en forme de ballon de football. On en a trouvé dans des météorites qui portaient des gaz d'origine extra-terrestre ainsi que de l'eau qui avait été, il y a peu, encapsulée dans ces structures. Les fullérènes, ainsi, pourraient avoir permis le transport de matériaux, il y a longtemps, entre l'espace et la Terre, y aidant au développement de la vie

Les supernovas, qui éjectent des éléments qui ont été créés tout au long de la vie d'une étoile sont également des pourvoyeurs de la vie. Les nébuleuses planétaires, elles aussi, contiennent une grande proportion des éléments légers de la vie (carbone, azote, oxygène) qui ont été fabriqués par l'étoile d'origine; d'autres éléments pourraient être créés du fait de l'interaction entre la lumière ultraviolet de la naine blanche des nébuleuses (cette radiation pourrait cependant aussi détruire des molécules éjectées lors de la phase géante rouge)

Les éléments pré-biotiques de base se trouvent, dès l'origine, dans les disques proto-planétaires à partir desquels se forment des planètes autour d'une étoile. Aussi, doivent-ils naturellement faire partie de la chimie -rocheuse voire gazeuse- des planètes. Les collisions d'astéroïdes, de météorites ou de comètes qui se produisent ensuite sur les planètes -ainsi, pour le système solaire, la "Période de Grand Bombardement" qui eut lieu il y a vers 3,9 milliards d'années- continuent d'y apporter de tels éléments. Cet apport, de plus, est augmenté de matériau sous forme de poussière cométaire ou astéroïdale. On a longtemps débatu sur le point de savoir si l'eau et les molécules organiques ont été apportées par des astéroïdes et des comètes sur la Terre primitive même si toutes les comètes explorées jusqu'à présent par des missions spatiales ne présentent pas ces caractères. Des indicateurs de la glycine, le plus simple des acides aminés, ont été découverts dans des échantillons rapportés de la comète Wild-2 par la mission Stardust de la NASA mais il existe un doute quant à une possible contamination. On a observé un lien fort entre la glycine et la poussière cométaire ce qui laisse penser que la glycine a été produite, peut-être avec d'autres éléments volatils, de la surface glacée de grains de poussière qui ont été échauffés dans la coma des comètes. La glycine, par ailleurs, est le seul acide aminé dont on sait qu'il peut se former en l'absence d'eau liquide, probablement au sein de grains de poussière gelés de l'espace interstellaire ou par l'irradiation de glace par de l'ultraviolet et conservé dans les comètes, par exemple, pendant des milliards d'années. Les astéroïdes et les comètes du passé, en tout cas, étaient les gardiens du matériau du système solaire primitif et ce matériau a fini dans la soupe prébiotique d'où la vie a émergé. On a observé que certaines comètes émettent de l'alcool éthylique, ce qui ajoute à l'idée que les comètes pourraient être la source des molécules organiques complexes nécessaire à l'apparition de la vie. La vie complexe, dans les exo-systèmes solaires, pourrait dépendre de la taille et de l'emplacement d'une ceinture des astéroïdes, laquelle serait déterminée par le disque protoplanétaire et par l'influence gravitationnelle d'une planète géante de type Jupiter. Les collisions entre astéroïdes et planètes sont dangereuses mais, par ailleurs, elles permettent d'accélérer la naissance et l'évolution de la vie. Selon la théorie dite, en anglais, du "punctuated equilibrium" ("équilibre ponctué"), les impacts d'astéroïdes pour accélérer le rythme de l'évolution de la vie en perturbant l'environnement au point que les espèces doivent mettre en oeuvre de nouvelles stratégies adaptatives. La vie dans les exo-systèmes solaires, ainsi, pourrait dépendre d'une planète de type Jupiter qui aurait déterminé l'existence d'une ceinture d'astéroïdes de la bonne manière. La plupart des exo-Jupiter, cependant, semblent avoir migré trop vers l'intérieur de leur système et détruit une telle ceinture. Une étude récente faite, par le Goddard Space Flight Center de la NASA, sur les échantillons ramenés par la mission Stardust, en 2006, de la comète Wild 2 montre bien que ces échantillons comportent de la glycine, l'un des amino-acides les plus simples capables de former des protéines. Des périodes de sublimation des couches supérieures de glace pour cause d'exposition au Soleil fonction de la rotation de la comète sont une autre raison que les comètes aient joué un rôle dispersant en termes d'éléments nécessaires à la vie aux débuts du système solaire. A une époque où les restes de cette formation étaient nombreux à sillonner celui-ci, les comètes laissaient derrière elles des nuages de poussière et de particules. La forte radiation ultra-violet d'une étoile en formation, de plus, déclenche la formation d'éléments pré-biotiques supplémentaires. Les scientifiques pensent maintenant que les planètes formées autour d'étoiles plus froides que Soleil possèdent vraisemblablement des mixtures différentes d'éléments pré-biotiques. Ces planètes, du type "Super-Terre", qui orbitent autour de ces naines de type M ou brunes, seraient ainsi moins favorables à la vie. Le phénomène de la vie, de plus, y serait encore entravé par le fait que ces étoiles connaissent de fortes explosions magnétiques

L'idée que ce sont les comètes qui ont apporté l'eau sur les planètes intérieures du système solaire était en vogue à un moment puis s'était estompée. Elle s'est trouvée renforcée en 2011 par le Herschel Space Observatory, une mission de l'ESA qui a montré que la comète Hartley 2, qui provient de la ceinture de Kuiper, contient de l'eau identique à celle des océans. Les corps glacés et rocheux qui s'y trouvent (dont Pluton), les planètes naines et les innombrables comètes ont vraisemblablement joué un rôle important. Jusque là, l'eau des comètes restait isotopiquement dissemblable: l'eau des océans est de l'eau lourde dans laquelle les deux atomes d'hydrogène sont remplacés par du deutérium, un isotope d'hydrogène lourd. Seules les comètes du nuage de Oort possédaient cette caractéristique, quoiqu'en moins grande quantité car ces comètes se sont probablement formées dans le système solaire interne -avec, donc, moins d'eau- puis ont été repoussées jusqu'à ces distances lointaines

On sait aussi, de plus, que des "proto-cellules" -des "pré-cellules"- et des "molécules auto-répliquantes" peuvent, d'elles-mêmes, se former naturellement en prenant pour bases ces molécules organiques et inorganiques. Quelques éléments simples, qui auraient été abondants sur la Terre primitive, auraient pu donner naissance à un réseau de réactions simples et produire les trois types de biomolécules que requiert la vie, les acides nucléiques, les acides aminés et les lipides ainsi que l'ARN. L'ARN pourrait ainsi avoir été le pionnier de la vie: il transporte l'information génétique mais sert aussi de catalyste chimique semblable aux protéines et accélère certaines réactions. Il y a 4 milliards d'années, la plupart de la surface terrestre pourrait avoir été recouverte d'une sorte de minéral gris-brun qui consistait de molécules organiques qu'on appelle maintenant A, 8, C et G. Certaines, par la suite, devaient servir des éléments de construction de l'ARN, ce moteur évolutionnaire des premiers organismes vivants, avant même l'existence de l'ADN. Un autre point de vue est que c'est le métabolisme qui est apparu en premier et que des catalystes métalliques simples pourraient avoir créé la "soupe" primitive des blocs organiques de base. Les molécules auto-répliquantes sont tout simplement les précurseurs nécessaires de l'ARN et de l'ADN... Ce sont les radiations émanant des étoiles, telles les ultra-violets, par exemple, qui, interagissant avec les éléments atomiques et moléculaires de base, que l'on trouve dans l'Univers du fait de l'activité des étoiles, et qui transforment ceux-ci en des éléments plus complexes. L'eau, enfin, fait que ces éléments développent, progressivement, une membrane. Et tout cela se fait naturellement... En mars 2015, des chercheurs qui étudiaient l'origine de la vie, ont pu reproduire en laboratoire de l'uracil, de la cytosine et de la thymine, toutes molécules qui font partie du code génétique de l'ARN et de l'ADN. Les éléments ont été produits en exposant de la glace contenant de la pyrimidine à de l'ultraviolet dans des conditions semblables à celles de l'espace. La pyrimidine se trouve dans les météorites et comporte des atomes d'azote mais on n'en connaît pas l'origine: elle pourrait être semblable aux "PAH" riche en carbone en ce qu'elle serait produite par les explosions supernova voire dans les nuages interstellaires denses de gaz et de poussière; les atomes d'azote rendent la molécule moins stable et plus susceptible d'être détruite par les radiations. Les molécules de pyrimidine pourraient survivre suffisamment longtemps pour migrer au sein des nuages interstellaires et pourraient même se protéger des radiations (elles gèlerait et se transformerait en grains de poussière, ce qui leur formerait une protection). De tels résultats qu'une fois la Terre formée, de nombreux éléments de base pour construire la vie étaient présents, ce qui vaut vraisemblablement pour n'importe quelle planète. On pense que l'accumulation, dans certains lieux d'une planète ou d'un satellite, de ces proto-cellules et de ces molécules auto-répliquantes, est sans doute le chemin qui mène vers la vie! Les éléments de proto-ARN et de proto-ADN sont, là; "inclus" -"encapsulated", en anglais, "encapsulés"- dans des proto-cellules. Cela, à l'évidence, forme une base certaine pour que l'évolution de ces ensembles finisse par donner de la vie... Certains astéroïdes pourraient objectivement avoir été des "usines à molécules", fabriquant les bases de la vie. En effet, certains types de molécules extra-terrestres -dont les acides aminés, ces bases de la construction des protéines- pourraient avoir été moins des assemblages définitifs que des ensembles capables de s'adapter. Les morceaux d'un même impacteur, ainsi, pourrait présenter une grande variété en termes des molécules de base qui ont atterri sur une planète. Cette vision des choses est probablement dû à l'interaction qui, sur une planète, peut avoir lieu avec de l'eau déjà présente. L'eau, en filtrant à travers les morceaux, amène à la formation de certaines molécules ou à la destruction d'autres. Une façon, en général, de savoir si un acide aminé vient de l'espace est d'étudier les isotopes qu'il contient (les isotopes sont des versions, à masse différente, d'un même élément; ainsi le carbone 13 est une variété plus lourde -et plus rare- du carbone). Les acides aminés enrichis en carbone 13 ont vraisemblablement été créés dans l'espace. Les radiations cosmiques pourraient aussi avoir joué un rôle dans ces mécanismes puisque, par exemple, elles peuvent déclencher des mutations de l'ADN. En 2011, on a découvert que certains éléments de base de l'ADN, trouvés sur des météorites, avaient vraisemblablement été créés dans l'espace, ce qui signifie donc que des pièces toutes prêtes de la vie sont créés "naturellement" et apportées sur les planètes par les météorites et les comètes. Ces éléments proviennent de la chimie interne même de ces corps célestes: des amino-acides, ainsi, dans la comète Wild 2, permettent de fabriquer les protéines, ces molécules à tout faire de la vie. Une classe privilégiée de météorites, celles de type CM2, possèdent les conditions exactes pour fabriquer ces molécules en grand nombre. Un modèle a également découvert en 2012 que la radiation de l'ultraviolet à haute énergie peut transformer de simples glaces, telles celles trouvées dans la nébuleuse solaire primitive, en un mélange de molécules organiques d'intérêt biologique dont des acides aminés, des nucléobases et des amphiphiles, les bases, respectivement, des protéines, de l'ARN, de l'ADN et des membranes cellulaires. De tels grains de glace, de plus, sont également supposés se trouver, par alternance, dans les régions chaudes de la nébuleuse, ce qui vient compléter la recette pour fabriquer ces composés organiques, de la glace, une irradiation et de la chaleur

->Plus sur l'ADN, l'ARN
La base des molécules d'ADN et d'ARN est constituée de phosphore. L'ADN est une molécule composée d'éléments chimiques -les nucléotides: une base d'azote, du sucre et un ou plusieurs groupes phosphatés (phosphore). 4 unités de base ou nucléotides, forment l'ADN: l'adénine, la guanine, la thymine et la cytosine, soit ce qu'on appelle la "séquence ADN". Celle-ci s'écrit en chaîne, par exemple ATCGGTGA, etc. Les lettres de l'ADN s'assemblent par des liens hydrogène: comme chaque lettre contient des atomes d'hydrogène, ceux-ci sont attirés par les atomes d'azote ou d'oxygène contenus par les autres lettres. Cette liste de "nucléotides" est récemment passée de 4 à 6 et les numéros 7 et 8 ont été aussi découverts. Un processus dit "méthylation" fait que l'hélice de l'ADN est encore plus repliée sur elle-même. L'ADN ressemble à une échelle en spirale: l'adénine et la guanine se connectent avec deux autres nucléobases et forment les échelons. Elles font partie du code qui indique à la machinerie cellulaire quelles protéines elle doit fabriquer. Un gène est un ensemble de nucléotides. Ces éléments chimiques transforment des acides aminés (des molécules qui contiennent à la fois un amine -élément organique à base d'azote et des groupes d'atomes acides responsables de réactions chimiques, et à base de carbone) en protéines (grands éléments organiques, arrangement d'acides animés joint entre eux) par le biais du code génétique (qui établit une correspondance entre les nucléotides et les acides aminés; qui contient en quelque sorte la séquence des acides aminés que l'on trouve dans telle ou telle protéine; il y a 20 codages standards). Les protéines, à leur tour, avec les sucres et les acides nucléiques, servent au métabolisme des cellules et des êtres vivants: elles catalysent les réactions chimiques -les accélérant ou les régulant- à partir de molécules, participent au cytosquelette des cellules (leur forme, leur mouvement), permettent l'échange d'information (récepteurs, etc) entre les cellules, leur défense immunitaire contre les virus et les bactéries, la jonction entre cellules et le cycle de la division cellulaire (qui, chez l'embryon, par exemple, permet le développement -différentiation- de celui-ci; dans un organisme adulte le mécanisme permet le renouvellement de la peau, des cellules sanguines, des cheveux, etc). L'homme, par exemple possède 23000 gènes dont le rôle est de "coder" les protéines soit 1,5% seulement du génome. Le reste est constitué de ce qu'on a d'abord appelé de l'"ADN déchet" comprenant des fragments d'ADN qui ne codent aucune protéine et de morceaux de gènes qui régulent d'autres portions du génome. Récemment, cependant, on a découvert qu'au moins 80% du génome a bien un rôle, l'ADN qui ne code pas de protéines régulant les gènes voisins selon une dynamique complexe. Dans un génome, les "éléments transposables" sont des séquences d'ADN mobiles et répétées qui sont considérés comme des moteurs puissants de l'évolution. Ils peuvent être contrebalancés par les facteurs du milieu
. Le mécanisme par lequel on passe du code de l'ADN aux protéines se fait par l'ARN messager. L'ARN est aussi une une molécule composée d'éléments chimiques (différents de ceux de l'ADN mais également sucre et azote) et il est créé à partir de l'ADN par des enzymes -des protéines- et il transfère les acides aminés au ribosome, cet endroit des cellules où techniquement, les protéines sont formées. L'ARN serait le précurseur de l'ADN et il présenterait le même squelette, alternant phosphate et sucre, auquel s'accroche 4 bases. La vie pourrait provenir d'ARN qui serait auto-assemblé à partir de bases comme la ribose, un sucre organique moléculaire, lequel a besoin d'un stabiliseur. Du ribose déjà stabilisé pourrait être venu de Mars ou du bore, aussi un stabiliseur, pourrait avoir existé dans les océans terrestres. En 2013, un second mécanisme de codage a été découvert dans l'ADN: au lieu de donner des instructions au sujet des protéines comme le fait l'ADN de base, il agirait en termes de comment gérer les programmes de contrôle des gènes (ce qui permettrait les mutations de l'ADN); il semble aussi stabiliser certains aspects bénéfiques des protéines ainsi que concerner leur production
. Chez les humains, les rubans d'ADN, techniquement, se combinent en éléments plus complexes qui eux-mêmes se combinent en filaments, lesquels s'enroulent en les chromosomes. De plus, toujours chez l'homme, de l'"ADN mitochondrial" participe au mécanisme en se combinant aux 23 chromosomes de chaque parent pour former le génome de l'oeuf fertilisé. L'ADN mitochondrial détermine les mitochondries de l'être vivant, soit la production d'énergie des cellules; il vient de la mère du sujet et les mutations de cet forme d'ADN portées par les mâles ne passent pas à la génération suivante, ce qui ralentit la sélection naturelle. L'ADN mitochondrial est plus ou moins semblable à l'ADN mais il est contenu dans les mitochondries. Cette différence entre ADN et ADN mitochondrial se retrouve dans tous les êtres vivants
. Les protéines de l'alimentation sont des acides aminés; les glucides, sucres, sont des hydrocarbones; les graisses sont des graisses. L'azote compose 80% de l'atmosphère de la Terre; il est présent dans les protéines, les acides aminés et, dans l'alimentation humaine, il est rejeté sous forme d'ammoniaque (converti en urée, acide urique chez l'homme). Le carbone est la base de différents éléments, tels le charbon, le pétrole, le graphite, ou le diamant, etc). Le carbone (carbone proprement dit, sucres) est, avec l'azote, l'élément essentiel de la vie
. Hors l'ADN et l'ARN (qui sont des acides nucléiques) les cyanobactéries d'il y a 3,5 milliards d'années produisaient une molécule de base d'un autre type d'acide nucléique: des acides nucléiques peptidiques

On sait également, de ce que l'on peut étudier de l'évolution géologique de la Terre, que la vie peut se développer sur des bases différentes de celle du cycle de la photo-synthèse fondée sur l'oxygène, sur la base duquel elle fonctionne de nos jours. On sait que la vie, sur Terre, peut fonctionner sur des chimio-synthèses, des mécanismes qui font intervenir des éléments chimiques, et non la seule lumière ou qu'elle peut fonctionner sur la base de photo-synthèse qui, elles, ne produisent pas d'oxygène. De nos jours, des organismes que l'on appelle des "extrêmophiles" -qui aiment les conditions extrêmes- et que l'on trouve sur Terre donnent une idée d'à quelles conditions extrêmes la vie, dans l'Univers, pourrait résister: la vie, d'abord, n'est pas empêchée par les chaleurs extrêmes; des organismes peuvent vivre dans des températures qui atteignent 113° C (235° F) voire jusqu'à 350° C (662° F)! La vie supporte ensuite le froid extrême (on a vu, en Alaska, des bactéries être congelées pendant 32000 ans puis revenir à la vie lorsque leur environnement a fondu). La vie, ensuite, supporte également des environnements sous-terrains extrêmes, donc -entre autres- sans lumière: on trouve des organismes vivants jusqu'à des profondeurs de 3,2 km (2 miles); ces habitants de l'obscurité ont des métabolismes extrêmement lents: certains ne se déplacent que de quelques électrons par seconde et nombreux sont ceux dont l'existence est liée à des minéraux. La vie supporte aussi, sur Terre, des pressions extrêmes: on trouve de la vie à des kilomètres de profondeur sous les océans, près des célèbres "évents hydro-thermaux", ces sortes de cheminées de concrétions à partir desquelles des sources hydro-thermales émettent. Pour continuer dans ce sens, on sait aussi que la vie semble résistante aux environnements les plus acides (on a vu des organismes vivre dans de l'eau acide avec une pH de 0, c'est-à-dire l'acidité d'une batterie de voiture...) ou les plus chargés en radiation (on a trouvé des organismes qui résistent à des radiations de 1,5 million de rads, soit mille fois que peut supporter toute autre forme de vie. Dans cet ordre d'idée de résistance aux radiations, la mission Apollo 12 a trouvé sur une mission Surveyor qui avait aluni quelques années auparavant des organismes vivants de type Streptococcus mitis, qui avaient survécu aux conditions lunaires... On a, enfin, même trouvé des formes de vie sur des monticules de glace de méthane situés à de grandes profondeurs sous-marines. De toutes ces découvertes, il semble qu'en fait, la vie semble bien avoir la chaleur pour facteur principal; la chaleur, en effet, viendrait suppléer au manque de lumière, ou à l'excès de pression. L'adaptabilité de la vie, par contre, à d'autres environnements stressant -ainsi les milieux acides, les radiations ou des éléments chimiques spécifiques- serait de l'ordre d'une adaptation plus particulière. Les "poly-extrêmophiles", par ailleurs, sont des bactéries qui peuvent vivre dans un lieu qui regroupe une série de conditions extrêmes. Un exemple s'en trouve dans le lac Diamante, dans le nord-ouest de l'Argentine, un lac qui se trouve au centre d'un gigantesque cratère volcanique à 4600 m d'altitude. Avec des niveaux d'arsenic 20 000 plus élevés que le niveau acceptable pour de l'eau potable et des températures souvent sous le 0, avec une concentration en sel qui empêche la formation de glace, les bactéries y ont vu leur ADN muter de façon à affronter les radiations ultra-violet et le faible taux d'oxygène. Un tel habitat pourrait bien s'approcher au plus près des conditions de la toute première Terre. En dehors des 6 principaux éléments essentiels à la vie, le carbone, l'hydrogène, l'azote, l'oxygène, le phosphore et le souffre, même l'arsenic, toxique, pourrait être utilisé par certains organismes du fait de sa proximité d'avec le phosphore. Une équipe de la NASA, début 2017, a découvert dans la grotte de Naïca, au Mexique, qui contient des cristaux géants, des micro-organismes qui ont, dans le passé, évolué pour pouvoir se nourrir à partir de sulfites, de manganèse ou d'oxyde de cuivre. Auparavant, on avait déjà des microbes vieux de 500 000 ans, encore vivants, qui étaient piégés dans de la glace d'eau et du sel, un environnement encore plus favorable à la vie. Si l'on opte pour ces constats -la vie liée à la chaleur et à l'eau- et qu'on les applique aux missions spatiales qui cherchent la vie dans le système solaire, il faudrait ainsi suivre la piste de la chaleur et de l'eau: des sources hydro-thermales souterraines sur Mars, les comètes ou les astéroïdes pourraient être les meilleurs candidats à la vie. Même l'insuffisance de nutriments ne constitue pas un obstacle à la vie, ainsi qu'on le voit sur Terre dans certaines régions sous-marine dépourvues de toute activité. Les organismes ne peuvent s'y nourrir que parce que la radio-activité naturelle des roches sous-jacentes dissout l'eau de mer en ses atomes d'hydrogène et d'oxygène. Un tel processus, ainsi, pourrait bien exister dans les boues de Mars ou les sédiments glacés d'Europe. La meilleure référence d'un tel environnement pourrait être un lac souterrain salé d'Antarctique, situé à 20m en-dessous la surface et qui abrite une variété de bactéries. Sans oxygène, essentiellement gelé et possédant de forts niveaux d'oxyde d'azote, six fois plus salé que l'eau de mer et d'une température de -22°C, ce milieu a été isolé de l'extérieur pendant plus de 3000 ans. Les réactions entre l'eau saumâtre et les sédiments riches en fer produisent l'oxyde d'azote et de l'hydrogène molécualire qui pourrait être à l'origine de l'énergie nécessaire à la vie. Des découvertes, en 2010, de plus, peuvent laisser penser que la vie, sous une forme relativement avancée, celle de crevettes, pourrait exister 180m en-dessous la banquise antarctique, dans des températures en-dessous le 0°C et dans l'obscurité; cela pourrait laisser penser que les océans souterrains d'Europe ou Encelade pourraient abriter de telles formes de vie... Une telle adaptabilité de la vie, de plus, montre ce que pouvaient être les formes de vie sur Terre lorsque les deux premières formes d'atmosphère de la planète ne disposaient pas d'oxygène. La tectonique des plaques sur une planète, de plus, pourrait être un facteur de la vie, en générant des conditions environnementales changeantes et variées

La NASA maintenant tend à pencher vers cette idée que la biochimie de la vie terrestre n'est pas universelle, y compris en termes de comment l'ADN est fabriqué. Des composants chimiques de base différents du phosphore, du carbone, etc. que la vie utilise sur Terre ne seraient pas forcément utilisés ailleurs et donc modifieraient comment les missions doivent chercher la vie sur d'autres satellites ou d'autres planètes. Ces formes exotiques de vie seraient également présentes sur Terre, formant une shadow biosphère sur la Terre même, avec un ADN radicalement différent. Des adaptations pourraient aussi tenir à la nature de l'étoile autour de laquelle la vie existe. Les plantes vivant sur une planète liée à une naine rouge devraient, par exemple, collecter plus de lumière et seraient probablement plus sombres voire noires du fait de la logique de la photosynthèse. Dans le cas d'une étoile double, les plantes devraient soit s'adapter à collecter la lumière de deux étoiles soit, plus vraisemblablement, on verrait apparaître deux catégories de plantes, chacune liée à un seul soleil. Une radiation ultraviolette forte sur la Terre ancienne, par ailleurs, -avec des niveaux excédant ce qu'on observe sur certaines des exoplanètes potentiellement habitables- n'a pas empêché la vie d'apparaître par la suite

Comment la vie est-elle apparue sur Terre et quels ont été ses mécanismes?

->La vie sur Terre est apparue dès les débuts!
Deux minuscules grains de cristal de zirconium, de moins de deux cheveux humains de diamètre et datant de 4,4 milliards d'années, ont permis aux scientifiques de comprendre que la Terre des tout débuts était suffisamment froide pour porter des océans et des continents. Ces cristaux de zirconium sont, ainsi, les plus vieilles roches connues de l'histoire de la Terre... Ils mènent à cette idée que la Terre a sans doute été apte à abriter la vie dès les origines. Les roches les plus anciennes jusqu'alors n'avaient que 3,8 milliards d'années. La plus ancienne trace de vie -une vie microbienne- date d'il y a 3,7 milliards d'années et elle a été découverte en 2016 au Groën;land, repoussant de 200 millions d'années les précédentes traces découvertes en Afrique du Sud et en Australie

La Terre a 4 milliards et demi d'années. Comme les autres planètes telluriques -rocheuses- du système solaire, la Terre s'est formée par accrétion de "planétésimaux", c'est-à-dire de blocs de matériau rocheux et de glace. Une fois que la Terre primitive eut atteint la taille de la Lune actuelle, ces blocs agglomérés entrèrent dans des mécanismes de fusion, puis se refroidirent, menant aux classiques trois couches d'éléments (noyau, manteau, croûte) que l'on trouve dans toute planète tellurique (Mercure, Vénus, la Terre, Mars). La plus grande partie du carbone, de l'azote, du souffre, de l'hydrogène et des autres éléments volatils ont été apportés à la Terre lors du gigantesque impact qui a formé la Lune il y a 4,4 milliards d'années. Cette Terre primitive, de plus, possédait une atmosphère, ainsi que des océans. Cela fut dû aux processus de refroidissement et de "dé-gazage" -l'exhalaison des gaz venus des profondeurs. L'atmosphère, dans sa composition, était différente de celle que nous connaissons aujourd'hui, surtout à base d'azote et d'hydrogène. Il y a 4 milliards d'années, le Soleil ne brillait qu'à trois quarts de sa luminosité actuelle et ce qu'on appelle, en anglais, le "Faint Young Sun Paradox" ("le paradoxe du jeune Soleil faible") fait que la Terre, alors, ne s'était pas transformée en une boule de glace mais était un globe chaud avec de l'eau liquide. Cette chaleur provenait vraisemblablement, malgré la faiblesse du rayonnement solaire, des tempêtes solaires et de superflares. De plus, la magnétosphère, à cette époque, était plus faible et les entonnoirs polaires plus grands; l'atmosphère, elle, était principalement -à 90%- composée d'azote moléculaire. Une série d'interactions entre le vent solaire et l'azote avait fini par donner de l'oxyde nitrique, un gaz à effet de serre 300 fois plus puissant que le CO2. Un tel environnement aurait bien pu faire plus que d'échauffer l'atmosphère et avoir fourni l'énergie nécessaire à la fabrication d'éléments chimiques plus complexes et, à la fin, les bases de la vie jusqu'à l'ARN et ADN. L'apparition de la vie sur Terre dut aussi aux violents évènements énergétiques du Soleil qui, alors, était dans son enfance; ils entraînèrent des réactions chimiques qui conservèrent à la Terre sa chaleur et son humidité (alors que, dans d'autres systèmes, ces évènements stellaires pourraient empêcher le développement de la vie et dispersant les atmosphères et en détruisant les éléments chimiques de base; ce qui est dû à ce que d'autres étoiles ont une rotation plus rapide que le Soleil à ces débuts de leurs histoires: le plus vite une étoile est en rotation sur elle-même, le plus elle détruit les conditions de la vie). Les éclairs de l'atmosphère primitive pouvaient augmenter les températures et les pressions des zones où ils se produisaient, lequel processus peut engendrer la formation de molécules. Cela aussi aurait aidé à l'émergence de la vie. Sur la Terre, de nos jours, il se produit approximativement 100 éclairs chaque seconde. Des comètes et des astéroïdes, lors de ce qu'on appelle la "Période du Grand Bombardement", vinrent, par ailleurs, pendant 20 à 200 millions d'années à partir d'il y a 3,9 milliards d'années, s'écraser à la surface de la Terre en grand nombre et on sait maintenant que ce bombardement a, en fait, apporté à la Terre une quantité de molécules organiques supplémentaires. On admet aussi que la Période du Grand Bombardement aurait pu menacer toute forme de vie déjà présente sur Terre mais celles-ci auraient pu se réfugier soit auprès des évents hydro-thermaux des océans soit dans les profondeurs de la Terre -ces évents ou des réseaux fissures ayant eux-mêmes été créés par les impacts. La Terre, il y a 4,1 milliards d'années, fut frappée par 4 impacts gigantesques qui "resurfacèrent" notre planète, éliminant les premières formes de vie. Pendant cette période où la Terre fut constamment bombardée par des météorites et où l'atmosphère était plus riche en hydrogène, on trouvait, avant l'apparition de la vie, dans les météorites des matériaux extraterrestres ressemblant à des hydrogénases, ces enzymes qui fournissent de l'énergie aux bactéries et aux archées en dissociant l'hydrogène. Les bombardements météoritiques de la Terre ancienne peuvent avoir assister la naissance de la vie en fournissant les briques fondamentales de celle-ci, lesquelles furent produites par les astéroïdes-parents. On pense que le cyanure -un atome de carbone et un d'azote- est crucial pour l'origine de la vie car il participe à la synthèse non-biologique de composés organiques tels les acides aminés et les nucléobases. Le cyanure ainsi que le monoxyde de carbone (CO) se liaient au fer pour former des éléments stables des météorites. La vie, ainsi, sur la Terre primitive, pourrait avoir redémarré plusieurs fois ou s'être réfugiée à plus d'1 km de fond dans les océans. Une expérience, par ailleurs, a prouvé que les astéroïdes -lesquels sont riches en fer- venant frapper, avec une force de 6000 fois la pression de l'atmosphère, une Terre possédant l'eau des océans, de l'azote et du carbone ont naturellement produit, lors de la collision des acides aminés. Seulement 25% de la croûte terrestre d'origine aurait alors été détruite. Techniquement, l'ancêtre commun à toutes les créatures vivantes est le "Last Universal Common Ancestor", ou "LUCA" ("ultime ancêtre commun universel"), un organisme qui vivait il y a 4 milliards d'années. Il s'agissait vraisemblablement d'un microbe aimant la chaleur et qui se nourrissait d'hydrogène dans un environnement dépourvu d'oxygène; l'environnement le plus vraisemblable en ces termes est sans doute les évents hydrothermaux du fond des océans. La vie aurait pu apparaître dès la formation des premiers océans, soit dès il y a 4,4 milliards d'années. Ainsi seuls des organismes "hyper-thermophiles" auraient soit pu survivre, soit se développer dans l'environnement du bombardement par les astéroïdes et les comètes. Des processus semblables auraient pu se produire sur les autres planètes du système solaire. Les tout débuts de la vie, sous la forme de simples cellules, sont apparus dès lors que la croûte terrestre s'est solidifiée. Les premiers organismes vivants de la Terre furent des bactéries capables de vivre de l'hydrogène, des sulfates ou du méthane, loin dans les profondeurs de la croûte terrestre ou des océans primordiaux (dans ce cas autour d'évents hydro-thermiques). Des éco-systèmes bactériens vivent de la serpentinisation, processus par lequel des roches de la croûte, au fond des océans, dites péridotites, instables en présence d'eau de mer, s'hydratent. Ces systèmes constituent, de nos jours, la population microbienne la plus importante sur Terre. Le Soleil, il y a 4 milliards d'années, ne brillait qu'avec une intensité moindre qu'aujourd'hui et la Terre, donc, était plus froide. Aussi la vie terrestre primitive n'a-t-elle probablement donc pu se développer -entre autres, par le biais de l'existence d'eau liquide- que parce des gaz à effet de serre, tels le méthane ou le CO², ont créé un effet de serre bénéfique, qui a augmenté les températures de surface de la Terre. Les différentes variétés de vie microbienne peuvent vivre dans une plage de températures qui s'étend entre 0 et 120°C (32° and 248°F); la vie complexe s'observe habituellement dans une plage de 0 à 30°C (32°-86°F). Les plus vieux fossiles sur Terre, des microbes, qui datent de 3,4 milliards d'années, sont la preuve la plus sûre de l'apparition de la vie sur Terre. Ils vivaient sans oxygène mais sur une base de soufre. A cette époque, la Terre connaissait un fort volcanisme et les températures étaient élevées, celle des océans même atteignant entre 40 et 50°C. Cette découverte pourrait avoir des implications pour ce qui concerne à quoi on peut s'attendre en termes de vie ancienne sur Mars. Il n'existe pas de traces de vie sur Terre avant il y a 3,5 milliards d'années, des preuves d'anciennes bactéries trouvées dans des roches sédimentaires du nord-ouest de l'Australie. Les argiles, stabilisées lorsque se forment les premières roches sédimentaires, sont des minéraux-clés pour le développement de la vie car elles ne sont pas toxiques et ont une grande capacité de rétention d' eau. Ensuite, au cours d'une évolution de 2,2 milliards d'années, des cellules, cette fois, apparaissent et vivent sur la base de l'oxygène. Ce cycle de l'oxygène, par ces organismes, modifie la composition de l'atmosphère terrestre pour la transformer en l'atmosphère de type contemporain, y injectant de grandes quantités d'oxygène. Cette composition nouvelle permet ainsi l'apparition des premières formes multi-cellulaires de la vie. Ce sont des cyanobactéries, des organismes uni-cellulaires, complexes, de type prokaryotes qui furent, il y a 3 milliards d'années, aux origines de l'oxygène de l'atmosphèr;e: les cyanobactéries, en effet, tirent leur énergie, par la photosynthèse, de la lumière solaire. Et l'oxygène est produit dans le processus. La nouvelle atmosphère terrestre, riche en oxygène, permit à son tour l'émergence de formes plus évoluées de la vie, dont les organismes multi-cellulaires -ou eukaryotes. Les cyanobactéries vivaient sur les plages des océans de la Terre en couches grandes et fines de milliers de milliards d'individus. Ensuite, les algues vont rester la seule forme de vie sur Terre -donc une vie végétale et marine seulement- pendant encore 1,2 milliard d'années et, alors, l'évolution (au sens darwinien du terme) fait finalement apparaître les premiers "animaux". La vie animale apparaît: ce sont les invertébrés -les vers, les mollusques et les arthropodes. Bien qu'étant ainsi devenue aussi animale, la vie n'en reste pas moins cantonnée dans les mers pendant encore 300 millions d'années. Et, il y a 400 millions d'années, la vie gagne les terres. La végétation s'étend. Elle permet l'apparition d'une faune qui s'en nourrit, les "vertébrés" -les poissons, les reptiles et les dinosaures. L'évolution, enfin, mène à l'homme, il y a 8 millions d'années. Tout être vivant, depuis 1 milliard d'années, sur la Terre, de plus, contient dans ses cellules une horloge circadienne, réglée sur 24 heures et fonctionnant en lien -ou pas- avec l'ADN et l'activité des gènes. La vie microbienne, d'une façon générale, a vraisemblablement transformé la Terre, un bloc de roches à ses origines, en le monde vivant, actif et divers que nous connaissons aujourd'hui. Les exo-biologistes du centre Ames de la NASA mènent des études en astro-biologie sur les origines de la vie sur Terre, son évolution dans les premiers temps, son potentiel à s'adapter à différents environnements ainsi sur ce que cela emporte pour d'autres planètes. Les buts sont de déterminer la nature des organismes les plus primitifs ainsi que les environnements dans lesquels ils ont évolué et comment ces microbes et ces environnements ont changé au cours du temps et ont finalement produit la Terre actuelle. Il faut donc étudier l'évolution des gènes, des chemins métaboliques, les espèces des microbes, le tout étant sujet à des changements environnementaux sur le long terme. Une telle étude montrera l'évolution collaborative et les interactions internes des "communautés microbiennes" qui sont responsables des processus majeurs de recyclage sur la Terre; l'étude, par ailleurs, montre bien comment les "biotechnologies, à la mode de nos jours, ont été, par le passé, des phénomènes naturels. La vie sur Terre a fini par comprendre les principales branches suivantes: les animaux, les plantes, les champignons, les algues et les protistes -des organismes unicellulaires peu connus

->Les météorites et les astéroïdes qui tombent sur la Terre -et les autres planètes- sont bien un facteur de l'apparition de la vie
Des astéroïdes de la Période du Grand Bombardement à la chute quotidienne, actuellement, de tonnes de météorites sur la Terre -ou toute autre planète- tous ces éléments apportent des "hydro-carbones aromatiques poly-cycliques" (en anglais: "oxygen-rich polycyclic aromatic hydrocarbons", PAH; ce sont des molécules de carbone) riches en deutérium ou en oxygène. De telles molécules ont trouvé -et trouvent encore- leur origine dans des explosions de supernovas puis leur séjour dans les dures conditions de l'espace interstellaire -via surtout les radiations ultra-violettes- leur ont attaché du deutérium (de l'hydrogène lourd) ou de l'oxygène. Ces "quinones", comme on les appelle en anglais, sont les éléments les plus habituels que l'on trouve dans toute forme de vie. On a là ainsi une preuve de plus que les différents objets qui sont tombés sur les planètes au début de la vie de celles-ci -et cela est encore vrai aujourd'hui- y ont bien apporté les éléments essentiels à l'apparition de la vie...

->La "panspermie"
La théorie dite de la "panspermie" est une théorie par laquelle les exo-biologistes pensent que la vie, dans le système solaire, y aurait été transportée soit d'une planète à une autre soit des confins du système, le tout à bord de comètes ou de météorites. Dans le cas du transfert de planète à planète, une météorite, lorsqu'elle vient frapper la surface, peut en éjecter dans l'espace des fragments porteurs d'éléments de vie. Les comètes elles transportent les éléments de base qui permettent de fabriquer les acides aminés, ces briques fondamentales de la vie. Certains extrêmophiles sont capables de survivre dans l'environnement de l'espace. La théorie de la "lithopanspermie" veut que des roches éjectées d'un corps planétaire par un impact, par exemple, peuvent emporter des organismes sur leur surface jusqu'à une autre planète. Les organismes fabricants de sportes pourraient survivre plus facilement. Les spores survivants pourraient avoir de plus fortes proportions de protéines du fait de leur résistance aux ultraviolets

->On pense maintenant que le développement de l'oxygène dans l'atmosphère terrestre a eu lieu il y a entre 2,3 et 2,4 milliards d'années (évènement dit, en anglais, "Great Oxidation Event"). Il se pourrait de plus que, si l'oxygènation a bien été initié 50 à 100 millions d'années auparavant par les ancêtres des plantes, par des mécanismes de photosynthèse, le développement réel de l'oxygène a en fait dépendu de mécanismes géologiques, ainsi, un minéral de type fer, la "rouille verte", qui enleva le nickel des océans, en privant les microbes qui produisaient du méthane; moins de méthane, alors, entraîna moins de CO2 et plus d'oxygène dans l'atmosphère terrestre

->La vie est "sinistrogyre"
La vie utilise 20 acides aminés différents dans des arrangements très variés, pour construire des millions de protéines différentes, ces éléments à tout faire de la vie. Ils se présentent sous deux formes qui ne sont pas superposables, les acides "sinistrogyres" et "dextrogyres"; seuls les composés organiques "a-biotiques" (non-biologiques) utilisent les deux formes. Les acides aminés qui donnent naissance à la vie doivent avoir la même orientation (ou "chiralité") et ne doivent donc appartenir qu'à l'une des deux formes. La vie terrestre, elle, n'a débuté -et ne fonctionne- qu'avec des acides aminés sinistrogyres et on s'est demandé si cela est dû à un processus aléatoire ou si cela est venu du fait que ces acides aminés ont été apportés sur Terre par des astéroïdes: la variété sinistrogyre aurait ses origines dans l'espace où les conditions règnant sur les astéroïdes ont favorisé la caractéristique. La question se pose, désormais, de savoir si cette préférence existe aussi sur d'autres corps du système solaire et si elle joue soit pour les acides aminés sinistro- ou dextrogyres. Au cours de leur voyage sur des météorites ou des astéroïdes -ou dans le disque proto-planétaire des origines du système solaire- les acides aminés auraient été exposés à la lumière polarisée d'étoiles à neutrons ou au rayonnement ultraviolet polarisé de la nébuleuse primitive (ou d'autres types de radiation provenant d'étoiles voisines). Cette lumière est polarisée& à droite quant elle vient d'un pôle de l'étoile et à gauche pour l'autre pôle. La lumière polarisée à droite "casse" préférentiellement les acides aminés dextrogyres car leur structure moléculaire absorbe mieux l'énergie de la lumière. La glace d'eau contenant ces acides finit par s'évaporer, laissant les acides cristallisés derrière elle. Et si il n'est resté que des acides aminés sinistrogyres c'est parce que les acides sinistro- et dextrogyres s'apparient entre eux; il y a eu, finalement, un surplus d'acides-aminés orientés à gauche. Cependant, les acides aminés dextrogyres se seraient, eux cristallisés et existeraient encore aujourd'hui sous cette forme. Des études de 2012 ont montré que des processus non-biologiques sur un astéroïde peuvent fabriquer des amino-acides et donc, à partir d'un petit excès initial d'acides sinistrogyres, aboutir à une suprématie de ceux-ci. Pour certains acides, par ailleurs, ce processus aboutit à un nombre égal des deux variétés. La vie travaille avec des sucres orientés à droite, ce qui est à l'origine d'une importante propriété en termes de reconnaissance moléculaire et on pense qu'il s'agit d'un pré-requis pour la vie. La chimie du vivant préfère également les isotopes légers de tel ou tel élément. La création artificielle d'acides aminés en laboratoire, par contre, produit toujours une quantité égale d'acides aminés avec telle ou telle orientation. Un handicap de l'exploration à la recherche de la vie résidera dans le fait que l'histoire des "exo-mondes" aura pu amener à l'effacement des preuves de l'existence de la vie à un moment donné. C'est le cas, par exemple, sur Mars: les fortes conditions d'oxydation de la planète -elles ont été, ainsi, observées par les missions Viking de 1976- peuvent ainsi effacer toute trace de vie sur Mars après un certain temps

->D'autres détails sur les amino-acides sinistrogyres trouvés sur les météorites
Des recherches récentes, début 2011, ont découvert un excès de l'amino-acide sinistrogyre dit "isovaline" ou "L-isovaline" dans des météorites riches en carbone, de type 1 (CM1 et CR1) et, également, que cet excès est beaucoup plus fréquent qu'on ne le pensait. Il semble que l'on puisse faire remonter cette prévalence à l'action d'eau chaude sur l'astéroïde dont ces météorites sont originaires. Il est probable que la production de l'isovaline est due à un processus d'altération hydrique qui, de plus, ne se produit que lorsque l'amino-acide en vient à être quasi détruit et n'existe plus qu'en petites quantités. Ce processus, de plus, ne fait probablement qu'amplifier un léger surplus d'amino-acides sinistrogyres pré-existant sans être lui-même à l'origine du surplus. Il semble que quelque chose, dans le nuage duquel le Soleil et le système solaire sont nés, a créé un faible surplus initial de L-isovaline (aussi, d'ailleurs, que de nombreux autres amino-acides sinistrogyres). Ce quelque chose pourrait avoir été la radiation d'étoiles massives, d'étoiles à neutron ou de trous noirs. Pour ce qui est de notre système solaire, la radiation a résulté en ce que les amino-acides sinistrogyres ont été légèrement créés en plus grand nombre et que les amino-acides dextrogyres ont été légèrement détruit en plus grand nombre. Il est par ailleurs possible que, dans des systèmes solaires autres que le nôtre, une radiation différente ait, au contraire, favorisé l'apparition d'amino-acides dextrogyres et que donc, toute vie présente dans ces systèmes privilègierait la version dextrogyre

La vie est intelligente et liée à son environnement

De ce que l'on sait de la vie sur Terre, la vie est "intelligente": des formes diverses de vie, ainsi, peuvent "collaborer" pour donner naissance à des formes nouvelles de bactéries ou de cellules, ou pour travailler et vivre dans un même environnement. La vie est intimement liée à son environnement. On constatera ainsi comment les premières formes de vie, sur Terre, on finit par être capables de modifier l'atmosphère primitive, aussi bien que comment ces premières formes auraient tout simplement pu être détruites -ou limitées- par les changements qu'elles avaient induits. Les plantes et les animaux, par ailleurs, sont profondément enracinés dans leurs éco-systèmes et ils peuvent être affectés par divers évènements cataclysmiques aléatoires, ainsi les impacts de grands météores. Cette relation fondamentale des formes de la vie avec leur milieu engendre ce qu'on appelle une "pression évolutionniste": certaines formes de vie, ainsi, peuvent vivre et se multiplier à partir des modifications excessives que d'autres formes peuvent produire dans leur environnement

->Un darwinisme revu et corrigé
On a récemment découvert que des créatures marines appelées des "Placozéens", de type amibe, seraient bien les créatures les plus simples au monde et donc, certainement, aux origines de l'arbre de l'évolution. Les scientifiques, cependant, pensent que tout un ensemble de coraux, de méduses, d'éponges, d'autres créatures marines, ainsi que ces Placozéens ont, en fait, évolué parallèlement vers les animaux plus évolués qui ont suivi. Aussi, ce modèle "buissonnant" de l'évolution semble bien être le mieux à même de rendre compte comment la vie a commencé d'évoluer à partir des créatures marines d'origine. Cela conforte donc le point de vue des spécialistes de la vie selon lequel -contrairement à une vue caricaturale du darwinisme- de nombreux traits de l'évolution (ainsi l'apparition d'un système nerveux, ou l'oeil, en tant qu'organe, par exemple) sont apparus sur la base de processus variés et multiples. L'évolution selon Darwin, ainsi, n'est pas linéaire mais bien buissonnante

->La vie encore plus bizarre que ce que l'on peut imaginer?
La vie, du fait qu'elle pourrait se développer dans des environnements variés, pourrait exister dans un milieu liquide, ou dans l'azote liquide ou du métane, aussi bien que dans des milieux extrêmement -ou très peu- acides. Une telle aptitude à se développer selon une biochimie inhabituelle pourrait bien, de plus, avoir amené à ce que de telles formes inhabituelles de vie soient apparues, à un moment ou un autre, ou dans certains endroits, sur Terre même! Nos moyens d'investigation, fondés sur la vie telle que nous la connaissons ne seraient ainsi pas capables de détecter ces formes de vie. D'autres pistes montrent que la vie pourrait bien ne pas fonctionner conformément au modèle que l'on connaît sur Terre: une équipe de chercheurs, par exemple, a réussi à créer des nucléotides artificiels de l'ADN, différents des quatre éléments chimiques, A, C, T et G, ces lettres habituelles de l'ADN. Les lettres se composent en paires, de façon connue, pour donenr naissance à la structure en hélice du code génétique. Ces lettres nouvelles sont enclenchées dans un mécanisme de reproduction d'elles-mêmes et elles ont ensuite la possibilité de poursuivre le processus d'elles-mêmes (mais, si l'ADN humain est constitué de 3 milliards de paires de base, ces molécules artificielles n'en possèdent que 81. Cela, ainsi, montre bien que, même au niveau de l'ADN, la vie peut fonctionner sur des bases totalement différentes de celles que nous connaissons

La NASA fournit les fonds d'un "Astrobiology Institute" qui travaille en partenariat avec des centaines de chercheurs. La NASA, de plus, dans notre système solaire -ainsi à Mars, à Titan -le satellite principal de Jupiter- ou aux satellites galiléens de Jupiter- recherche activement la vie. Les outils astronomiques des prochaines générations -ainsi le James Webb Telescope, qui remplacera Hubble- qui permettront d'observer les débuts de l'Univers, les techniques améliorées des observatoires sur Terre ou des missions spatiales spécifiques -ainsi le "Terrestrial Planet Finder"- vont encore permettre de pousser cette recherche plus loin: on cherchera, dans la lumière des exo-planètes de type géantes gazeuses ou planètes telluriques -ces planètes qui se sont formées autour d'autres étoiles- des signes permettant de déterminer s'il existe les ingrédients de la vie à leurs surfaces ou dans leurs atmosphères. Le Terrestrial Planet Finder aura pour but de rechercher des planètes du type Terre autour des 150 étoiles qui se trouvent dans notre environnement stellaire immédiat (c'est-à-dire dans un rayon de 50 années-lumière). Le site "Origins" de la NASA (en anglais) est un site utile consacré à la recherche de la vie au-delà du système solaire. La célèbre "équation de Drake", qui jauge les différents facteurs jouant sur l'existence de civilisations développées dans la Galaxie, estime que celles-ci sont au nombre d'1 million, soit une tous les 150 années-lumière. Ce chiffre est le chiffre obtenu, par l'équation, par Carl Sagan. Isaac Asimov, l'écrivain de science-fiction, lui, penchait pour 670 000 alors que Drake même pour 10 000. Dès 1960, la NASA avait mis en oeuvre un programme d'exo-biologie dont les responsables encouragèrent des projets pluridisciplinaires aux idées avancées ou brisant les frontières. Après les missions Viking vers Mars, en 1980, l'agence américaine, dans les années 1980, étendit ce programme pour qu'il inclue des recherches en biologie évolutionnaire. Dans les années 1990, le programme fut de nouveau élargie: l'exo-biologie devint l'"astrobiologie", visant l'évolution chimique dans l'espace interstellaire, la formation et l'évolution des planètes et l'histoire de la Terre en plus de l'exo-biologie et la biologie évolutionnaire. Le "Astrobiology Program" de la NASA vise aujourd'hui trois questions: comment la vie apparaît-elle et comment évolue-t-elle? Y a-t-il de la vie ailleurs que sur Terre et, si oui, comment la détecter? Quel est l'avenir de la vie sur Terre et dans l'Univers? Les réponses à; de telles questions supposent qu'on améliore la compréhension des phénomènes biologiques, planétaires et cosmiques ainsi que leurs relations, le tout via un ensemble de disciplines scientifiques pertinentes