Un nouvel effort pour découvrir les origines de la vie

Depuis Tokyo, les scientifiques tentent de répondre à une des questions les plus épineuses de la science.

C’est seulement le premier jour, et je sens que je vais énerver tout le monde.

Dehors, la pluie tombe à travers Tokyo dans une averse du mois d’août. A l’intérieur, assis en face de moi, une quarantaine de chercheurs provenant de plus de dix pays et presque autant de disciplines, qui sirotent un café et discutent de leur décalage horaire. Nous sommes tous venus à Earth Life Science Institute à Tokyo Institute of Technology campus pour poursuivre un objectif ambitieux et absurde : Nous voulons trouver de nouvelles façons de résoudre la question des origines de la vie, et nous voulons le faire en moins de 72 heures .

Je suis censé diriger cet atelier, un devoir avec lequel je ne me sens pas très à l’aise car ce n’est pas vraiment “ma science”. Ma zone de confort, si tel est le bon terme, est le domaine des exoplanètes et l’astrophysique, mais par rapport au terrain complexe des molécules et de la biologie ces défis paraissent être du gâteaux.

Pour démarrer la réunion, je vais faire la seule chose que je peux raisonnablement faire, qui est de poser les questions scientifiques les plus idiotes auxquelles je peux penser : L’origine de la vie est apparue il y a 4 milliards d’années ? Savons-nous vraiment si les événements à l’origine de la vie ne sont pas apparus ces deniers jours, sur Terre ? Si l’origine de la vie est un processus qui a pris des dizaines de millions d’années, comment pouvons-nous espérer répéter ce processus dans une expérience ? Et que voulons-nous dire quand nous disons que quelque chose est «vivant» ?

Une par une, je parlerai de ma liste de questions naïves, et après chaque article la réponse du groupe est «bonne question, nous ne savons pas !” À la fin de la session, je me sens comme si j’avais enduré une sorte de catharsis scientifique : Je peux être ignorant, mais je suppose que je ne suis pas stupide. Un collègue me dit qu’il est rafraîchissant de voir quelqu’un qui n’a pas peur de tenir tête. Cela est une bonne chose, n’est-ce pas ?

La vérité est que la question des origines de la vie est un problème fastidieux et la science n’y a jamais vraiment fait face. Prenez aléatoirement une centaine de scientifiques pour vous dire comment ils pensent que la vie est née et vous obtiendrez probablement une centaine de réponses légèrement différentes. Pour compliquer les choses, la technologie continue d’ouvrir de nouvelles portes à partir desquelles de nouvelles questions débordent.

Prenez par exemple l’une des premières expériences sur les origines de la vie, réalisée en 1954 par les chimistes Stanley Miller et Harold Urey. Miller et Urey ont placé un mélange de gaz pensé pour représenter l’atmosphère primaire de la Terre – méthane, eau, ammoniac et hydrogène – dans un ballon et ont déclenché une foudre artificielle pour observer ce qu’il se passe.

Après l’exécution de l’expérience pendant environ une semaine, la substance visqueuse rose au fond du flacon contenait un mélange d’un petit nombre d’acides aminés, des “composants clés” pour la biochimie terrestre. Des expériences plus élaborées ont produit une grande variété de ces composés. Ces mécanismes n’ont pas créé la vie, mais très probablement les débuts de la vie, ce qui était assez étonnant.

Juste après la mort de Miller en 2007, 50 ans flacons de ces premières expériences ont été découverts et les résidus à l’intérieur ont été examinés avec des spectromètres de pointe et des appareils de chromatographie. Remarquablement, il semble que la vieille expérience avait effectivement produit un tableau encore plus riche de molécules organiques. L’implication était puissante : Si une expérience simple dans un ballon peut arriver à ce stade, une planète entière doit être en mesure de faire mieux.

Le dernier demi-siècle a vu un nombre ahurissant de conclusions qui parlent des origines de la vie non pas comme quelque chose de bizarre, mais comme quelque chose d’à peu près inévitable. La découverte de systèmes hydrothermaux crachant une matière première chimique dans la profondeur des océans est un excellent exemple. Les révolutions en génomique et en protéomique ont révélé une toute nouvelle carte de la vie, éclairant des pièces fondamentales de la fonction et l’évolution de la vie au cours des 4 derniers milliards d’années. Et dans des domaines aussi divers que la physique et l’économie, nous avons vu l’émergence d’une génération spontanée de l’ordre, ou d’un procédé, ou le comportement, qui peut se produire à partir de l’interaction de nombreux joueurs simples, qu’ils soient des molécules ou des oiseaux en groupe.

Là réside l’un des aspects les plus frustrants de l’étude des origines de la vie; des morceaux du puzzle apparaissent tout autour de nous, mais nous ne pouvons toujours pas les assembler avec succès. Même la définition de ce qu’est la vie représente vraiment est un défi. Sans une bonne mesure quantitative de la «vitalité», il est effectivement difficile de parler des origines. Cela nous met en danger de tomber dans l’ancienne fosse philosophique grecque, débattre si oui ou non une flamme est vivante.

Le Japon est un lieu de résonance pour répondre à ces énigmes existentielles : Ces liens entre nous et l’histoire profonde de la planète. Parce que plus que toute autre chose, pour l’œil d’un occidental c’est un pays où un avenir possible respecte continuellement un autre passé.

Comme notre réunion de trois jours progresse, une sorte de magie étrange du Japon semble avoir un effet. La science des origines de la vie se divise en plusieurs sous-domaines. Certains se préoccupent presque exclusivement avec les machineries détaillées des molécules organiques (à base de carbone), les blocs de l’expérience de Miller-Urey et les parties moléculaires plus complexes. Comment ces molécules se comportent dans des environnements différents, et comment elles peuvent s’auto-assembler en structures de plus en plus fonctionnelles ?

D’autres chercheurs sont occupés à discuter du domaine fascinant de la vie artificielle, la quête d’un rendu des systèmes vivants, correspondant à la biologie et prenant des formes entièrement nouvelles. Il y a aussi le travail radicale entrepris sur la vie inorganique, les “mondes à ARN”, les organismes synthétiques dans des laboratoires humides, et plus encore.

Il y a une prise de conscience croissante dans la salle que beaucoup des plus grands problèmes dans ces divers domaines sont tous les mêmes, juste sous des noms différents. Par exemple, cette mesure du système de “vitalité” est un défi commun à des domaines aussi divers que la chimie, la conception d’algorithmes, et l’exploration du système solaire. Une importante réflexion est donnée pour augmenter les enquêtes humaines menées avec des “algorithmes de réflexion” et des robots pour aider à analyser les données et les systèmes incroyablement complexes.

Le progrès le plus tangible vient de deux idées apparemment simples : Nous avons besoin d’une meilleure langue commune et nous devons passer plus de temps à se parler l’un à l’autre.

Est-ce qu’il a fallu parcourir des milliers de kilomètres et réarrangés des calendriers pour découvrir que nous devrions mieux nous entendre ?

Nous décidons qu’il existe différents types d’origines. Ceux-ci incluent le terrestre, plausible et artificielle ou ce qui est réellement arrivé sur Terre, ce qui aurait pu arriver, et ce qui n’est jamais arrivé mais pourrait aujourd’hui. Dans le passé, les chercheurs qui ont réfléchi à ces questions ont souvent, au mieux, ignoré l’autre, ou au pire été consciemment dédaigneux de l’autre. Il est assez clair que le temps est venu de passer à autre chose. Attaquer les problèmes des origines de la vie sous toutes ses formes, ne va probablement pas être une réalisation singulière, aucun génie solitaire ne va lier tous les fils ensembles. C’est tout simplement trop compliqué.

Les scientifiques ont beaucoup de fierté, mais les origines de la vie nous poussent vers un nouveau type de recherche fondamentale, où les approches orthogonales et la bonté des étrangers sont essentielles.

La pluie cesse et la réunion se termine. Une partie d’entre nous décompressent autour d’une bière et du saké dans un restaurant local. Nous sommes tous épuisés et avons besoin d’un peu de calme. Mais lentement, à quelques sièges de là où je suis assis, une conversation surgit entre une bande improbable de roboticiens, théoriciens, et chimistes. Des grands projets commencent à se cristalliser sur la table en bois.

Quelles que soient les origines de la vie sur Terre, il est difficile de ne pas admirer les curieux organismes qui sont apparus au cours des 4 milliards d’années, avec la capacité de se soucier de ces questions. Et ici, sur l’île fragile du Japon, pour ce soir au moins, l’ambiance est optimiste et nous pourrions encore déchiffrer le puzzle.

Source : The Atlantic