Une étude soutenue par la NASA affirme que la vie ancienne a utilisé le molybdène bien plus tôt que prévu

Un métal rare a peut-être joué un rôle central dans la vie bien plus tôt que prévu

Des chercheurs financés par la NASA affirment que la vie sur Terre utilisait le molybdène il y a plus de 3 milliards d’années, une découverte qui fait remonter profondément dans l’histoire de la planète une capacité biochimique importante. L’étude, publiée dans Nature Communications, est décrite comme la première à montrer que le molybdène soutenait la vie ancienne il y a 3,3 à 3,7 milliards d’années, bien avant que ce métal ne devienne abondant dans les océans terrestres.

Le résultat est important parce que le molybdène se trouve au cœur d’enzymes qui accélèrent certaines des réactions les plus déterminantes de la biologie, notamment une partie des cycles du carbone, de l’azote et du soufre. Sans cette aide catalytique, ces réactions peuvent toujours se produire, mais trop lentement pour soutenir la vie telle qu’on la connaît aujourd’hui. En ce sens, demander à quel moment la vie a commencé à utiliser le molybdène revient aussi à demander quand certaines stratégies métaboliques puissantes sont devenues possibles.

Le paradoxe d’un élément rare mais essentiel

Sur la Terre actuelle, le molybdène est relativement accessible. Mais, il y a des milliards d’années, les indices géologiques suggèrent que seules des traces étaient présentes dans les océans. Les niveaux n’ont augmenté que beaucoup plus tard, vers la période où des micro-organismes photosynthétiques ont contribué au Grand Événement d’oxydation, il y a environ 2,45 milliards d’années. Ce long écart a posé une question ouverte aux astrobiologistes : si le molybdène était si rare sur la Terre primitive, la vie précoce s’appuyait-elle sur d’autres métaux à la place ?

Le tungstène revient souvent dans cette discussion parce qu’il peut se comporter de manière similaire dans les cellules et qu’il est encore utilisé par certains organismes vivant dans des environnements extrêmes. Ce nouveau travail suggère que, même en situation de rareté, le molybdène est entré dans la boîte à outils du vivant bien plus tôt que nombre de chercheurs ne l’auraient imaginé.

Pourquoi cela change le portrait du métabolisme primitif

Betül Kaçar, autrice principale à l’University of Wisconsin-Madison, explique que la question n’est pas une simple curiosité chimique. Le molybdène occupe les centres actifs d’enzymes qui pilotent de grandes réactions à l’échelle planétaire. Si des organismes l’intégraient déjà il y a 3,3 à 3,7 milliards d’années, alors d’importants systèmes métaboliques ont peut-être émergé dans des conditions environnementales bien moins favorables qu’aujourd’hui.

Cela soulève un point plus profond sur l’évolution. La vie n’a peut-être pas attendu une abondance géochimique idéale pour adopter un élément utile. Au contraire, elle a pu développer des stratégies pour accéder à des métaux rares et les conserver bien avant que ceux-ci ne deviennent largement disponibles. Le cadrage de l’étude laisse entendre que la biologie ancienne n’était pas seulement opportuniste, mais aussi remarquablement adaptable face à la rareté planétaire.

Les implications pour l’astrobiologie dépassent la Terre

Comme ce travail est financé par la NASA et explicitement lié à l’astrobiologie, sa portée dépasse l’histoire propre de la Terre. La répartition des éléments essentiels à la vie est l’un des facteurs pris en compte par les scientifiques pour évaluer si un monde peut abriter la vie. Si la vie peut exploiter un métal rare beaucoup plus tôt qu’on ne le pensait, cela élargit la manière dont les chercheurs peuvent envisager l’habitabilité d’autres planètes ou lunes.

Cela ne signifie pas qu’un environnement présentant des traces de molybdène soit soudain un berceau probable pour la biologie. Mais cela suggère qu’une faible abondance, à elle seule, n’écarte pas forcément une chimie métabolique importante. C’est utile dans un domaine qui tente d’inférer des possibilités biologiques à partir de données planétaires incomplètes.

Une révision du récit de la chimie précoce du vivant

L’étude dialogue aussi avec des travaux antérieurs sur la montée du molybdène dans l’environnement terrestre. Des recherches précédentes avaient suggéré qu’une hausse de disponibilité du molybdène au moment de l’oxygénation de l’atmosphère aurait pu être importante pour la complexité biologique ultérieure. La nouvelle découverte ne contredit pas cette idée générale, mais elle en révise le chapitre initial. La vie semble avoir trouvé un moyen d’utiliser ce métal bien avant que les océans ne le fournissent en quantités proches de celles d’aujourd’hui.

Le résultat est donc à la fois géochimique et évolutif. Il en dit long sur l’environnement de la Terre primitive, mais aussi sur l’ingéniosité des organismes qui y vivaient. La vie ancienne a peut-être fonctionné avec une boîte à outils catalytique plus sophistiquée qu’attendu, même si la planète elle-même restait chimiquement austère.

Pour l’astrobiologie, le message est clair : la rareté ne signifie pas nécessairement absence de fonction. Si une biologie dépendante du molybdène était déjà active sur Terre à une époque aussi ancienne, les scientifiques à la recherche de vie ailleurs devront peut-être réfléchir plus sérieusement à la manière dont les systèmes vivants peuvent exploiter des ressources marginales. Parfois, la preuve la plus révélatrice n’est pas qu’un ingrédient clé était abondant, mais que la vie a appris à s’en servir malgré tout.

Cet article est basé sur un reportage de science.nasa.gov. Lire l’article original.