La vie aurait pu évoluer dans des bulles d'argile blindées

L'un des grands mystères de la biologie est l'origine des membranes cellulaires, les couches protectrices qui entourent complètement la soupe chimique complexe dans laquelle se déroulent bon nombre des processus les plus délicats de la vie.

L'ADN et la machinerie biochimique qui l'accompagne ne peuvent fonctionner que dans l'environnement soigneusement contrôlé créé par la membrane cellulaire. Mais curieusement, l'une des tâches importantes de cette machine est de créer les blocs de construction chimiques qui s'auto-assemblent ensuite dans la membrane elle-même. Cela crée donc un paradoxe : la membrane ne peut pas se former sans la machinerie biochimique mais cela ne fonctionnera pas sans la protection de la membrane cellulaire.

Le puzzle est qui est venu en premier. Comment les membranes cellulaires ont-elles pu évoluer sans machines biochimiques pour fabriquer les blocs de construction ? Et alternativement, comment les machines biochimiques ont-elles pu évoluer sans la protection cruciale qu'offrent les membranes cellulaires ? C'est un problème de poule et d'œuf.

Ces dernières années, une réponse a émergé. Il semble que les membranes cellulaires soient arrivées en premier et les preuves proviennent de nombreuses études qui montrent comment de simples molécules organiques peuvent s'auto-assembler en structures en forme de bulles appelées vésicules.

Divers groupes ont montré comment ces vésicules peuvent se former non seulement dans la soupe prébiotique qui existait probablement au début de l'histoire de la Terre, mais aussi à la surface de cristaux ultrafroids que nous savons exister dans l'espace interstellaire.

Par cette façon de penser, les vésicules ont fourni un environnement protecteur dans lequel les molécules de la vie ont lentement évolué.

Aujourd'hui, nous avons une autre option. Anand Bala Subramaniam de l'Université Harvard et quelques amis ont découvert que ce processus de formation de vésicules se produit également dans une argile naturelle appelée montmorillonite. C'est le genre de choses qui peuvent obstruer vos bottes après une randonnée.

Ils disent que des bulles se forment facilement dans un mélange d'eau et d'argile. Lorsque cela se produit, l'argile forme une surface autour de la bulle qui emprisonne le contenu à l'intérieur. Ensuite, tout contact avec des produits chimiques appelés tensioactifs, stabilise la coquille. Subramaniam and co appellent le résultat une bulle blindée d'argile. Ces vésicules d'argile sont mécaniquement robustes et stables dans l'eau et d'autres liquides, disent-ils.

Les bulles blindées en argile ont plusieurs caractéristiques intéressantes. Premièrement, ils peuvent facilement se former dans les interstices entre les rochers glissants ou entre les cailloux ballottés par les vagues et les marées. Et les tensioactifs qui stabilisent leur structure sont connus pour avoir existé tout au long de l'histoire de la Terre.

Le plus intéressant de tous, les bulles blindées sont recouvertes de pores qui permettent aux molécules d'une certaine taille de passer dans et hors de la structure. Cela rend d'autant plus probable que ces structures ont pu servir de simples précurseurs inorganiques primitifs à des proto-cellules organiques, comme l'ont dit Subramaniam et ses collègues.

Bien sûr, il n'y a aucune preuve que la vie sur Terre a évolué dans des bulles blindées, mais c'est encore un autre indicateur que les conditions dans lesquelles la vie peut s'épanouir sont plus courantes et plus susceptibles de se former que quiconque aurait pu l'imaginer il y a quelques années à peine.

Réf : arxiv.org/abs/1011.4711 : Vésicules semi-perméables composées d'argile naturelle

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