Origines de la vie : les rouages de la panspermie (1)

Les deux grands paradigmes classiques pour expliquer l'origine, ou les origines, de la vie sur terre sont la panspermie, ou origine extraterrestre de la vie, et l'origine terrestre de la vie.

L'origine terrestre de la vie

Au début des années 1950, Stanley Miller a démontré par ses expérimentations qu'une atmosphère théoriquement semblable à l'atmosphère terrestre primitive formée de gaz dits réducteurs, permet la synthèse, en présence d'eau liquide et de décharges électriques, de composés organiques : les acides aminés. Selon Stanley Miller, les réactions chimiques extrêmement complexes qui surviennent entre une atmosphère réelle et les océans d'une planète telle que la notre, pourraient expliquer l'apparition de la vie. Il a ensuite été démontré expérimentalement, que l'environnement à proximité des cheminées de volcans dans les profondeurs océaniques permet la synthèse d'une variété d'acides aminés et autres molécules organiques, qui pourraient être à l'origine de la vie sur terre.

La panspermie

Les premiers travaux scientifiques dits modernes sur les origines de la vie ont été repris et diffusés dans les années 1920, notamment par Alexander Ivanovich Oparine, biochimiste soviétique. Même s'il est connu pour avoir travaillé sur les mécanismes d'une origine terrestre de la vie, Oparine soutenait l'hypothèse de la panspermie : selon cette hypothèse, la vie existerait partout dans l'univers, distribuée par les météorites, astéroïdes, comètes et autres poussières spaciales. 

Paradigme de Hoyle-Wickramasinghe versus paradigme neo-Darwinien

Le paradigme neo-Darwinien

Selon le paradigme neo-Darwinien, les mécanismes de la sélection naturelle expliquent l'histoire évolutive de la vie sur terre : la diversité génétique et la variabilité génétique des êtres vivants, soumise à la pression de sélection exercée par des environnements différents, engendre l'apparition souvent progressive de nouvelles espèces à partir des précédentes, et qui partagent des caractères communs avec les espèces ancestrales.

Le paradigme de Hoyle-Wickramasinghe

Durant toute leurs carrières, Wickramasinghe et son collaborateur Fred Hoyle, ont soutenu l'hypothèse de la panspermie, et ont proposé un modèle selon lequel la vie sur terre serait, au moins en partie, d'origine extra-terrestre. Le modèle de Hoyle-Wickramasinghe soutient que des virus dormants et des bactéries, contenant de l'ADN et/ou de l'ARN, peuvent survivre dans l'espace lorsqu'ils sont protégés au sein d'astéroïdes et de comètes, et ainsi voyager d'un système solaire à l'autre. Cette hypothèse est soutenue par plusieurs travaux scientifiques, et reprise dans la méta-analyse très récente de Steele et al., publiée dans la revue Progress in Biophysics and Molecular Biology : PubMed

Implication majeure : les transferts horizontaux de gènes

Or on sait que les virus sont vecteurs de transferts d'ADN d'une espèce à l'autre. C'est par exemple ce qui inquiète les scientifiques lorsqu'une espèce de plante génétiquement modifiée (un "OGM") est cultivé sur notre planète : on sait que des virus peuvent intégrer dans leur propre code génétique certains gènes de la plante génétiquement modifiée, et les transmettre à une autre plante, sauvage, qui risque ainsi d'acquérir les mêmes fonctions artificiellement induites chez la plante OGM, et déséquilibrer l'ensemble de l'écosystème. Ainsi, les transferts horizontaux de gènes perpétués par les virus sont un mécanisme d'échange et de mélange de matériel génétique entre les espèces.

En outre, on sait que les virus ont un rôle essentiel dans l'évolution des espèces, en modifiant le code génétique des cellules qu'ils infectent, et participent activement au mécanisme de l'évolution. En génétique humaine, on sait que 8% de notre ADN est d'origine virale.

Ainsi, selon le modèle de Hoyle-Wickramasighe, il est envisageable qu'au cours de l'évolution, certaines espèces de notre planète aient acquises via des virus extra-terrestre, de nouveaux gènes, et donc certaines fonctions issues d'espèces extraterrestres.

Les virus peuvent-ils survivre dans l'espace ?

Thiel et al. ont déposé des plasmides contenant des gènes responsables de résistance aux antibiotique, et d'une fluorescence, à la surface d'une fusée TEXUS-49 en 2014. Après traversée de l'atmosphère terrestre, trajectoire spatiale et retour sur terre, une partie significative de ces gènes était non dégradée, ont pu être intégrés dans le génome de bactéries, qui ont exprimé la résistance aux antibiotique et la fluorescence. Thiel et al