Depuis des décennies, Vénus est la grande tentation du système solaire. Vue de loin, c’est un phare éclatant ; de près, sa surface est un monde souterrain écrasé et brûlé où le plomb fondrait. Pourtant, juste au-dessus de ce paysage infernal, dans les nuages d’acide sulfurique qui enveloppent la planète, les conditions sont plus tempérées et peut-être plus intéressantes pour les astrobiologistes que la surface rocheuse en dessous.
Une nouvelle étude, menée par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology et publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, suggère que la chimie de la vie - du moins celle qui pourrait sous-tendre la biologie - pourrait être plus durable qu’on ne le pensait jusqu’ici.
Un monde en deux parties
Vénus est souvent comparée à Titan, la plus grande lune de Saturne, parce que tous deux sont dissimulés sous de denses atmosphères que les télescopes optiques ne peuvent pas traverser. Il faut du radar pour cartographier ce qui se trouve en dessous. Mais, contrairement à la brume monotone de Titan, l’atmosphère de Vénus offre un spectacle dramatique et tourbillonnant. À la surface, la réalité est loin d’être agréable : des températures torrides et des pressions écrasantes en font l’un des endroits les plus hostiles du système solaire.
L’atmosphère raconte une autre histoire. À certaines altitudes, les températures et pressions approchent des valeurs proches de celles de la Terre, faisant des nuages un refuge potentiel tentant pour la vie microbienne. La question a toujours été de savoir si la biochimie pouvait fonctionner dans un nuage composé d’acide sulfurique concentré plutôt que d’eau liquide. Beaucoup d’astrobiologistes ont supposé que l’eau est le solvant essentiel à la vie. La nouvelle étude remet en cause cette hypothèse.
Les peptides : les briques de la vie
Les protéines sont indispensables à la vie telle que nous la connaissons. Mais avant qu’une protéine puisse fonctionner comme enzyme ou composant structurel, sa chaîne d’acides aminés doit se replier en une forme tridimensionnelle très spécifique. Si le repliement échoue, la protéine devient souvent inutile, voire nuisible.
Les peptides, courtes chaînes d’acides aminés, sont les précurseurs plus simples des protéines complètes. Étudier leur comportement dans des environnements semblables à celui de Vénus offre aux chercheurs un moyen direct de se demander si la chimie nécessaire à la biologie pourrait survivre à des conditions qui sembleraient hostiles à la vie sur Terre.
Le Dr Sara Seager, professeure de sciences planétaires au MIT et coautrice de l’étude, explique l’importance du repliement. « La vie a besoin d’avoir des protéines spécialement façonnées pour qu’elles aient une cible spécifique à laquelle se fixer et puissent accomplir leur fonction », a-t-elle déclaré.
Si de petits peptides peuvent rester intacts et se replier correctement dans l’acide sulfurique, alors la chimie fondamentale de la vie pourrait être possible bien au-delà de la zone habitable de la Terre.
Tester la chimie des nuages de Vénus
Pour l’étudier, l’équipe a conçu une série d’expériences de laboratoire utilisant la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire. La spectroscopie RMN permet d’observer en détail la structure moléculaire et l’arrangement physique de composés chimiques. La technique exige une préparation minutieuse des échantillons, surtout lorsqu’on travaille avec un solvant aussi corrosif qu’un acide sulfurique à 98 %.
Les chercheurs ont placé trois peptides différents dans des conditions censées reproduire les nuages de Vénus, où l’acide sulfurique est presque pur et où l’eau est quasiment absente. L’idée précédente voulait qu’un tel environnement rompe les liaisons peptidiques, détruisant les chaînes avant qu’elles puissent faire quoi que ce soit de biologiquement pertinent.
Les résultats ont contredit cette attente. L’équipe a réussi à observer les trois peptides former des structures repliées, et celles-ci sont restées stables pendant plusieurs semaines. L’environnement ne les a pas détruites. Au contraire, les peptides semblaient s’adapter à un milieu sans eau, restant intacts assez longtemps pour fonctionner.
L’équipe attribue ce comportement justement à l’absence d’eau. Sur Terre, l’eau est omniprésente et soutient généralement la vie, mais c’est aussi une molécule capable d’attaquer et de rompre les liaisons peptidiques, un processus appelé hydrolyse. Dans l’acide sulfurique concentré de l’atmosphère supérieure de Vénus, l’eau est presque totalement indisponible. Sans eau pour favoriser l’hydrolyse, les liaisons chimiques de ces peptides sont restées stables, permettant aux chaînes de se replier.
Ce que cela signifie pour la recherche de la vie
L’étude a des implications bien au-delà de Vénus. L’astrobiologie a historiquement privilégié les planètes et lunes où l’eau liquide est présente ou probable. Ce cadre de recherche a guidé des missions vers Mars, les lunes glacées de Jupiter et de Saturne, ainsi que des exoplanètes orbitant dans la zone habitable de leurs étoiles.
Mais les nouvelles découvertes suggèrent que des environnements non terrestres, beaucoup plus acides que tout ce qu’un écosystème terrestre pourrait tolérer, pourraient être tout aussi aptes à soutenir la machinerie moléculaire de la vie. Comme le note l’étude, des planètes aux conditions extrêmes selon les standards terrestres pourraient héberger une vie utilisant d’autres solvants que l’eau, ou au moins une vie capable de tolérer des acides concentrés.
Les nuages vénusiens ne sont pas un environnement doux. L’acide sulfurique n’est pas quelque chose qu’aucun organisme connu pourrait ingérer en quantité significative, bien que certains microbes terrestres prospèrent dans des milieux acides, comme les sources chaudes volcaniques ou les drains miniers acides. Cependant, ces milieux restent fondés sur l’eau. La différence cruciale sur Vénus est que les nuages ne sont pas seulement acides ; ils sont aussi desséchants, avec presque aucune eau disponible.
Cela rend la stabilité des peptides observée ici d’autant plus remarquable. Elle indique un paysage chimique où des molécules organiques complexes peuvent survivre pendant des semaines, peut-être assez longtemps pour participer à des réactions susceptibles de soutenir une biologie primitive.
Pourquoi cette étude compte
Ce travail ne prouve pas que la vie existe sur Vénus. Il fait quelque chose de peut-être plus important : il élargit l’ensemble des lieux à prendre en compte dans la recherche de la vie. Si la chimie fondamentale de la vie peut survivre dans l’acide sulfurique, alors l’habitabilité n’est pas une simple question de température et de présence d’eau liquide.
De futures missions vers Vénus - comme des sondes ballon proposées - pourraient échantillonner directement les couches nuageuses à la recherche de molécules organiques et peut-être de signes de traitement biologique. L’étude du MIT donne à ces missions une justification scientifique plus solide, car elle montre que les briques biologiques les plus fondamentales pourraient survivre dans cet environnement.
Les peptides ne sont qu’un composant de la vie. Pourtant, ils sont essentiels à la machinerie de tous les organismes connus. La capacité des peptides à former des structures stables dans l’acide sulfurique suggère qu’au moins une partie de la boîte à outils moléculaire requise peut fonctionner dans les conditions des nuages vénusiens.
Bien sûr, survivre en laboratoire n’est pas la même chose qu’apparaître dans la nature. Les nuages de Vénus pourraient exister depuis des centaines de millions d’années, laissant largement le temps à une évolution chimique de se produire si des composés stables s’étaient formés. Mais nous ne savons pas encore si l’environnement sévère de la planète et la circulation atmosphérique permettraient aux molécules de persister assez longtemps pour assembler la vie.
La suite
La nouvelle étude publiée dans PNAS rappelle une fois de plus que Vénus ne doit pas être rayée comme un monde mort simplement parce que sa surface est infernale. Les nuages de la planète pourraient être l’un des endroits les plus accessibles du système solaire pour tester si la biochimie terrestre est le seul plan possible pour la vie ou seulement l’un parmi d’autres.
Le rôle de l’eau est particulièrement intrigant. Les chercheurs soulignent que l’absence d’eau aide les peptides à rester stables, ce qui suggère que l’eau - le solvant de la vie sur Terre - pourrait ne pas être une condition préalable à certaines étapes clés de la vie. Les travaux futurs devraient explorer l’interaction d’autres molécules biologiques avec l’acide sulfurique, ainsi que les voies chimiques qui pourraient produire des peptides en premier lieu.
Les implications sont profondes. Si la vie peut être construite à partir de molécules qui se replient et fonctionnent dans l’acide sulfurique concentré, alors la notion de « zone habitable » - cette région étroite autour d’une étoile où de l’eau liquide peut persister à la surface d’une planète - est peut-être bien trop restrictive.
Au lieu de demander où l’eau s’écoule, il faudra peut-être se demander où la chimie peut rester stable et complexe. Vénus, aussi exaspérante soit-elle, pourrait bien se révéler être l’un des meilleurs laboratoires naturels pour étudier cette possibilité.
Cet article est basé sur un reportage de Universe Today. Lire l’article original.
Originally published on universetoday.com