Une nouvelle recherche menée par l'American Museum of All-natural History et financée par la NASA identifie un processus qui aurait pu être essentiel dans la production des premières molécules organiques sur Terre il y a approximativement 4 milliards d'années, avant l'origine de la vie. Le processus, qui est similaire à ce qui aurait pu se produire dans certains anciens évents hydrothermaux sous-marins, peut également être pertinent pour la recherche de la vie ailleurs dans l'univers. Les détails de l'étude sont publiés cette semaine dans la revue Proceedings of the Nationwide Academy of Sciences.




Toute vie sur Terre est constituée de molécules organiques – des composés constitués d'atomes de carbone liés à des atomes d'autres éléments tels que l'hydrogène, l'azote et l'oxygène. Dans la vie moderne Mais la plupart de ces voies nécessitent soit de l'énergie de la cellule pour fonctionner, soit on pense qu'elles ont évolué relativement tard. Alors, remark sont nées les premières molécules organiques, avant l'origine de la vie ?

Pour répondre à cette concern, Victor Sojo et Reuben Hudson, chercheur au Museum Gerstner du College or university of the Atlantic dans le Maine, ont conçu une nouvelle configuration basée sur des réacteurs microfluidiques, de minuscules laboratoires autonomes qui permettent aux scientifiques d'étudier le comportement des fluides – et dans ce cas, les gaz aussi – à l'échelle microscopique. Les variations précédentes du réacteur ont tenté de mélanger des bulles d'hydrogène gazeux et de CO2 dans un liquide, mais aucune réduction ne s'est produite, peut-être parce que l'hydrogène gazeux hautement volatil s'est échappé avant qu'il n'ait eu la probability de réagir. La answer est venue de discussions entre Sojo et Hudson, qui ont partagé un banc de laboratoire au Centre RIKEN pour la science des ressources durables à Saitama, au Japon. Le réacteur remaining a été construit dans le laboratoire de Hudson dans le Maine.




« Au lieu de faire barboter les gaz dans les fluides avant la réaction, la principale innovation du nouveau réacteur est que les fluides sont entraînés par les gaz eux-mêmes, donc il y a très peu de probability pour qu'ils s'échappent », a déclaré Hudson.

Les chercheurs ont utilisé leur conception pour combiner l'hydrogène et le CO2 pour produire une molécule organique appelée acide formique (HCOOH). Ce processus synthétique ressemble à la seule voie connue de fixation du CO2 qui ne nécessite pas un apport d'énergie global, appelée voie acétyl-CoA Wooden-Ljungdahl. À son tour, ce processus ressemble à des réactions qui auraient pu avoir lieu dans d'anciens évents hydrothermaux océaniques.

« Les conséquences s'étendent bien au-delà de notre propre biosphère », a déclaré Sojo. « Des systèmes hydrothermaux similaires pourraient exister aujourd'hui ailleurs dans le système solaire, notamment à Encelade et en Europe – les lunes de Saturne et de Jupiter, respectivement – et de façon prévisible dans d'autres mondes rocheux d'eau à travers l'univers.

« Comprendre comment le dioxyde de carbone peut être réduit dans des circumstances géologiques douces est vital pour évaluer la possibilité d'une origine de la vie sur d'autres mondes, ce qui permet de comprendre à quel point la vie peut être commune ou exceptional dans l'univers », a ajouté Laurie Barge de Jet Propulsion de la NASA. Laboratoire, auteur de l'étude.

Les chercheurs ont transformé le CO2 en molécules organiques dans des ailments relativement douces, ce qui signifie que les résultats peuvent également être pertinents pour la chimie de l'environnement. Experience à la crise climatique actuelle, la recherche de nouvelles méthodes de réduction du CO2 est en cours.

« Les résultats de cet article touchent à plusieurs thèmes: de la compréhension des origines du métabolisme, à la géochimie qui sous-tend les cycles de l'hydrogène et du carbone sur Terre, et aussi aux applications de la chimie verte, où le travail bio-géo-inspiré peut aider à promouvoir la chimie réactions dans des problems douces « , a ajouté Shawn E. McGlynn, également auteur de l'étude, basée au Tokyo Institute of Technologies.

Parmi les autres auteurs de cette étude figurent Ruvan de Graaf et Mari Strandoo Rodin du College of the Atlantic, Aya Ohno du RIKEN Centre for Sustainable Resource Science au Japon, Nick Lane de l'University University London, Yoichi MA Yamada de RIKEN, Ryuhei Nakamura de RIKEN et l'Institut de technologie de Tokyo et Dieter Braun de l'Université Ludwig-Maximilians de Munich.

Ce travail a été soutenu en partie par le Maine Room Grant Consortium de la NASA (SG-19-14 et SG-20-19), la US Countrywide Science Foundation (1415189 et 1724300), la Japan Culture for the Advertising of Science (FY2016-PE- 16047 et FY2016-PE-16721), l'Institut national des sciences médicales générales du Nationwide Institutes of Wellbeing (P20GM103423), l'Organisation européenne de biologie moléculaire (ALTF-725 1455-2015), l'Institut d'études avancées de Berlin et la famille Gerstner Fondation.