ORIGINE DE LA VIE

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De tout temps, l'homme a été intrigué par son origine, et cela l'a conduit à s'interroger sur l'origine de la vie. Pendant des millénaires, il aborda le problème selon une pensée qui l'empêchait d'y voir autre chose que la génération spontanée. Ainsi, dans la Chine ancienne, on croyait que les bambous généraient des pucerons ; les écrits sacrés de l'Inde mentionnent la naissance de mouches à partir d'ordures et de sueur ; les inscriptions babyloniennes font état de vers engendrés par la boue des canaux ; dans l'Égypte antique, on pensait que du limon déposé par le Nil pouvaient naître grenouilles et crapauds. Bien que partant d'observations réelles – la présence d'animaux dans différents milieux –, ces civilisations furent incapables d'en donner une interprétation correcte, faute de recourir à la vérification expérimentale.

Pour les philosophes grecs, la vie est propriété même de la matière ; elle est éternelle et apparaît spontanément chaque fois que les conditions sont propices. Ces idées transparaissent clairement dans les écrits de Thalès, de Démocrite, d'Épicure, de Lucrèce, et même dans ceux de Platon. Aristote réalise la synthèse des idées développées avant lui et érige la génération spontanée en véritable théorie. Celle-ci traverse allègrement le Moyen Âge et la Renaissance ; de grands penseurs comme Newton, Descartes et Bacon la soutiennent. C'est au milieu du xviie siècle que sont effectuées les premières expériences sur la génération spontanée. Jan Baptist Van Helmont, un médecin flamand, prétendit obtenir des souris avec des grains de blé et une chemise imprégnée de sueur humaine. Menées sans réel esprit critique, ces expériences renforcèrent cette idée fausse au lieu de la remettre en cause.

Les premières véritables expériences scientifiques furent effectuées par François Redi, un médecin naturaliste toscan. Dans son traité de 1668, il démontre que les asticots n'apparaissent pas dans la viande en putréfaction lorsque l'on prend la précaution de recouvrir les bocaux qui en contiennent d'une très fine mousseline. Six ans après la parution de ce traité, le savant hollandais Antoine van Leeuwenhoek effectue les premières observations de micro-organismes à travers un microscope de sa fabrication. Dès lors, on découvre des micro-organismes partout. Les adeptes de la génération spontanée trouvent là un nouveau champ d'application pour leurs idées.

En 1718, Louis Joblot démontre expérimentalement que les micro-organismes résultent d'une contamination par l'air ambiant. Il ne réussit pas à convaincre les naturalistes, qui considéraient le monde des micro-organismes comme le bastion le plus significatif de la génération spontanée. Même Buffon, au milieu du xviiie siècle, pense que la nature est pleine de germes de vie capables de s'éparpiller lors du pourrissement puis de s'unir pour produire des microbes. John Needham, l'ami gallois de Buffon, chauffe différentes substances organiques dans une fiole hermétiquement close pour les stériliser. Après traitement, toutes les solutions foisonnent de microbes. L'abbé italien Lazzaro Spallanzani reprend les expériences de Needham en portant les solutions à des températures plus élevées : il détruit les micro-organismes. Une vive polémique s'engage alors sur l'effet de la température. Spallanzani n'arrivera cependant pas à faire accepter l'interprétation scientifique. Une fois encore, la croyance très ancienne en une force vitale l'emporte sur la démonstration expérimentale rigoureuse.

Cette controverse va atteindre son apogée un siècle plus tard avec la publication, en 1860, du traité de Félix Pouchet. Dans cet ouvrage, l'auteur développe une théorie de la génération spontanée étayée par de nombreux exemples expérimentaux qui sont en fait autant d'exemples de contamination par l'air extérieur. C'est en mettant au point, entre 1859 et 1861, un protocole expérimental rigoureux de stérilisation que Pasteur porta le coup de grâce à la théorie de la génération spontanée.

Puisque la naissance de tout être vivant résulte nécessairement d'une génération préexistante, la vie a une histoire et une évolution que l'on essaie de reconstituer en laboratoire.

Il est d'abord difficile de définir la vie. Nous adopterons ici une définition minimaliste de la vie primitive : la vie primitive est un système chimique capable de reproduire l'information moléculaire qu'il porte en faisant quelques erreurs accidentelles de copie qui lui permettent d'évoluer.

La seconde difficulté est liée à la flèche du temps et à sa durée. La flèche du temps confère un sens irréversible à l'évolution. De ce fait, la vie primitive était nécessairement différente de celle que nous connaissons aujourd'hui. À cause du facteur durée, la chimie en laboratoire ne pourra jamais reproduire strictement à l'identique les conditions de la chimie prébiotique.

Les traces des tout premiers systèmes vivants terrestres ont été effacées par l'histoire géologique tourmentée de la Terre, par la présence permanente d'eau (érosion) et par la vie elle-même (production d'oxygène qui est un poison pour la vie primitive). Le chimiste doit donc imaginer la nature des molécules informatives ainsi que les mécanismes qui ont permis de transmettre l'information moléculaire ; il essaie ensuite de reconstituer ces phénomènes en laboratoire après avoir répertorié les ingrédients nécessaires.

Les indices géologiques

Les micro-organismes fossiles les plus anciens ont été découverts en Australie, dans les stromatolites fossiles (J. W. Schopf, 1993) ; ils datent de 3,46 milliards d'années. À cette époque, la vie microbienne était présente sous forme de cyanobactéries filamenteuses, vraisemblablement photoautotrophes, c'est-à-dire capables de fabriquer leurs constituants fondamentaux à partir du dioxyde de carbone atmosphérique. Cette vie primitive était déjà diversifiée, puisque onze taxons différents ont été identifiés.

Les roches les plus anciennes connues sont les sédiments d'Isua (3,8 milliards d'années) et d'Akilia (3,85 milliards d'années) qui sont situés dans le sud-ouest du Groenland (S. J. Mojzsis et al., 1996). Ceux-ci témoignent de l'existence, à cette époque, d'eau liquide sur la Terre et de dioxyde de carbone dans l'atmosphère ; ils renferment aussi des kérogènes, molécules organiques complexes. La proportion des isotopes 12 et 13 du carbone (12C et 13C) organique présente dans ces sédiments est troublante et pourrait témoigner d'une origine biologique. En règle générale, les molécules biologiques qui résultent de la photosynthèse sont caractérisées par un enrichissement en 12C par ra [...]

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Pour citer l’article

André BRACK, « ORIGINE DE LA VIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/origine-de-la-vie/