La vie artificielle partage la biosignature avec des cousins ​​​​terrestres

Au début des années 1960, le scientifique indépendant James Lovelock a travaillé comme consultant pour la NASA en développant des moyens d'analyser les atmosphères extraterrestres. Ce travail l'a conduit à la conclusion dramatique que la vie laisserait une empreinte indélébile sur la composition chimique de n'importe quelle planète.

Sur des milliards d'années, a-t-il dit, les processus de la vie créeraient un brouillard de produits chimiques différent de tout ce qui pourrait se former dans un équilibre chimique ordinaire.

Il est même allé plus loin en suggérant que cette atmosphère et la vie qu'elle soutenait formeraient une sorte de système d'autorégulation qui pourrait lui-même être considéré comme un organisme vivant – l'hypothèse de Gaïa. Lovelock dit que dès qu'il a vu la première analyse de la composition chimique de l'atmosphère martienne, qui est presque entièrement constituée de dioxyde de carbone et d'azote, il a su que la planète ne pouvait pas supporter la vie.

Depuis, la recherche de biosignatures est devenue un problème important pour les astrobiologistes. Nous savons, par exemple, que de grandes quantités d'oxygène et de petites quantités de méthane sont générées par la vie sur Terre. Et que les acides carboxyliques dans les formes de vie terrestres ont tendance à avoir un nombre même assez impair d'atomes de carbone, un fait qui est utilisé pour identifier la contamination dans les échantillons de météorites.

Le problème, bien sûr, est que nous n'avons qu'un seul exemple de vie à étudier. Ainsi, les biosignatures de la vie sur Terre peuvent être de peu d'utilité pour identifier les formes de vie extraterrestres.

Aujourd'hui, Evan Dorn du California Institute of Technology et quelques amis suggèrent une solution. Leur idée est de rechercher des propriétés mesurables de l'évolution, plutôt que la simple vie. Une telle propriété devrait être présente dans tout système qui a évolué, disent-ils.

C'est important parce que les scientifiques ont développé plusieurs systèmes dans lesquels l'évolution a lieu, le plus célèbre étant les diverses tentatives de création de vie artificielle à l'aide de code informatique et de puces de silicium. . Une telle signature devrait être présente à la fois sur Terre et in silico.

Pour le savoir, Dorn et ses collaborateurs ont examiné dans divers échantillons la distribution des biomolécules, telles que les acides aminés et carboxyliques. Ils ont comparé les boues terrestres, qui regorgent manifestement de vie, avec le résultat d'expériences de synthèse d'acides aminés, qui n'ont pas de vie. Et ils ont même regardé la composition des météorites.

Leurs résultats sont intéressants. Ils ont découvert que la répartition des biomolécules en l'absence de vie reflète généralement le coût thermodynamique de leur fabrication. Il existe donc par exemple beaucoup plus d'acides aminés simples que complexes.

Cependant, les échantillons contenant de la vie ne suivent pas ce modèle. Lorsque des biomolécules complexes jouent un rôle dans les processus de la vie et confèrent donc une sorte d'avantage, elles sont beaucoup plus courantes que ne peuvent l'expliquer les arguments thermodynamiques.

C'est plus ou moins ce à quoi la plupart des astrobiologistes s'attendraient.

Ensuite, Dorn et co ont fait un type d'analyse similaire sur un système de vie artificielle appelé Avida. Dans ce monde, les éléments constitutifs de la vie sont des éléments de code informatique qui exécutent des instructions simples. Connectez plusieurs instructions ensemble et vous obtenez une molécule complexe. Si ces molécules ont un code qui leur permet de copier, elles peuvent se reproduire.

Les facteurs environnementaux tels que le taux de mutation sont contrôlés de manière externe par des informaticiens qui injectent également un flux constant de code que les organismes peuvent consommer au fur et à mesure de leur évolution. Dorn et co ont ensuite comparé la distribution du code dans les mondes avidiens avant et après l'évolution.

Il s'avère que les créatures avidiennes impriment le même type d'empreinte sur leur environnement que les organismes terrestres le font sur le leur. Les avidiens veillent à ce que certains morceaux de code soient sélectionnés de manière préférentielle afin qu'ils soient beaucoup plus courants dans un système évolué que dans un système qui part de zéro.

Dorn et co appellent cela la biosignature de la distribution de l'abondance des monomères et émettent l'hypothèse qu'elle est commune à toutes les formes de vie.

C'est un résultat potentiellement excitant - qu'il existe une biosignature universelle de l'évolution qui pourrait être utilisée pour repérer tout type de vie évoluée. Appelez ça une evosignature.

Dorn et ses collègues disent même que leur evosignature peut être prometteuse pour détecter les biochimies extraterrestres.

Peut-être. Tout d'abord, ces gars devront réfléchir à certains problèmes potentiels. La propriété cruciale d'une biosignature est qu'elle doit être le résultat de la vie mais pas d'autres processus ordinaires. Il doit être unique.

Sinon, vous courez le risque de toutes sortes de faux positifs (comme cela s'est effectivement produit avec les tests de l'atterrisseur Viking Mars conçus pour détecter la vie).

Il n'est pas du tout clair que ce soit le cas avec la signature de Dorn and co. Si l'évolution joue sans aucun doute un rôle crucial dans le développement de la vie, elle joue également un rôle important dans d'autres processus. Par exemple, les informaticiens exploitent régulièrement le processus d'évolution pour résoudre des problèmes tels que l'ordonnancement des usines et la conception des avions. Ces processus démontreraient-ils également une evosignature mesurable ?

Il est trop tôt pour le dire. Mais Dorn et co doivent vérifier ça.

Bien sûr, il y a aussi un autre problème ici. Ce que cette discussion met en évidence, c'est la difficulté de définir la vie en premier lieu. Il se peut que nous ne trouvions jamais une biosignature ou une evosignature qui soit un signe de vie sans ambiguïté, juste un bon indicateur

Quel que soit le résultat, la nouvelle approche consistant à utiliser aLife pour tester les signatures électroniques semble être une nouvelle façon importante d'étudier ce problème.

Réf : arxiv.org/abs/1101.1013 : Modèles de distribution de l'abondance de monomères en tant que biosignature universelle : exemples de la vie terrestre et numérique

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