La vie serait-elle apparue au sein du mica ? (6/9/2010)

Hansma H.G., 2010. Possible origin of life between mica sheets. Journal of Theoretical Biology 266: 175-188

Cet article a été précédemment publié sur Paléonews.

Helen Hansma vient de proposer une nouvelle théorie concernant la manière dont les premières cellules ont pu apparaître sur Terre. Selon elle, les feuilles de mica sont un catalyseur idéal. Le mica est un minéral formé principalement de silicates d'aluminium et de potassium. C'est un matériau à structure feuilletée, transparent et à l'éclat métallique. Ce minéral est abondant, et les gisements les plus importants à l'heure actuelle se situent en Afrique, en Amérique du Sud, en Inde, en Chine et en Amérique du Nord.

D'après Hansma, c'est le mica qui a permis la polymérisation des premières molécules telles que les protéines ou les acides nucléiques. Les feuillets de mica, épais de 1 nm, fournissent un environnement où l'entropie est faible et où une multitude de compartiments permettent une évolution séparée, tandis que les connexions permettaient aux molécules de former de nouvelles combinaisons. Les propriétés des feuillets de mica ont formé un environnement particulier dans lequel les molécules ont pu être synthétisées et évoluer. Ce minéral peut aussi abriter des glucides et aurait fonctionné comme une cellule prébiotique avant que les cellules ne soient fermées par des membranes. Il aurait ainsi éviter la dispersion et la destruction de ces molécules. Les flux d'eau à travers le mica ont pu favoriser les cycles de polymérisation (en présence d'eau) et d'hydrolyse (en son absence), tout en assurant un apport en nouvelles molécules.

Muscovite

Cristal de mica de type muscovite (© Barry Marsh SOES)

Le mica a aussi pu fournir l'énergie mécanique nécessaire à la polymérisation de molécules telles que les protéines et les acides nucléiques. En s'écartant les feuillets cassaient les molécules, et en se rapprochant les écrasaient et les assemblaient par des liens covalents. Ce travail a deux origines possibles : soit par les mouvements de l'eau lors des cycles de sécheresse-humidification, soit par les changements de température lors des cycles jour-nuit. Cette énergie est renouvelable infiniment et a pu être utilisée pour former des liens, changer la conformation des polymères, et diviser les proto-cellules.

Une observation en faveur de l'hypothèse du mica est que les groupes phosphates de l'ARN et de l'ADN sont espacés de 0,5 nm, comme les charges négatives du minéral. De plus nos cellules sont riches en ions potassium, tout comme le mica. Selon Hansma, le mica fournit un environnement plus grand et plus stable que les argiles, milieu qui était jusqu'à présent considéré comme le berceau de la vie.

Schéma de l`hypothèse du mica à l`origine de la vie

Schéma illustrant l'hypothèse du mica à l'origine de la vie; les traits verts représentent les feuillets de mica, les objets gris représentent respectivement de bas en haut des polymères organiques, des agrégats de matériel organique et des vésicules (Figure issue de Hansma, 2010)

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