Nous n’avons qu’un seul exemple de formation biologique dans l’univers : la vie sur Terre. Et si la vie pouvait se former autrement ? Comment cherchez-vous vie extraterrestre quand tu je ne sais pas à quoi pourrait ressembler la vie extraterrestre?
Ces questions sont préoccupantes astrobiologistesqui sont des scientifiques qui recherchent la vie au-delà de la Terre. Les astrobiologistes ont tenté d’élaborer des règles universelles régissant l’émergence de systèmes physiques et biologiques complexes sur Terre et au-delà.
je suis un astronome qui a écrit abondamment sur l’astrobiologie. Grâce à mes recherches, j’ai appris que la forme de vie extraterrestre la plus abondante est probablement microbienne, car des cellules individuelles peuvent se former plus facilement que de grands organismes. Mais juste au cas où il y aurait une vie extraterrestre avancée, je suis sur le réseau international. conseil consultatif pour le groupe qui conçoit les messages à envoyer à ces civilisations.
Détecter la vie au-delà de la Terre
Depuis le première découverte d’une exoplanète en 1995, plus de 5 000 exoplanètesou des planètes en orbite autour d’autres étoiles, ont été découvertes.
Beaucoup d’entre eux exoplanètes sont petits et rocheux, comme la Terre, et dans le zones habitables de leurs étoiles. La zone habitable est la plage de distances entre la surface d’une planète et l’étoile autour de laquelle elle orbite qui permettrait à la planète d’avoir de l’eau liquide et ainsi de soutenir la vie telle que nous la connaissons sur Terre.
L’échantillon d’exoplanètes détectées jusqu’à présent projette 300 millions d’expériences biologiques potentielles dans notre galaxie – soit 300 millions d’endroits, y compris des exoplanètes et d’autres corps tels que les lunes, offrant des conditions propices à l’émergence de la biologie.
L’incertitude pour les chercheurs commence par la définition de la vie. Il semble que définir la vie devrait être facile, puisque nous connaissons la vie lorsque nous la voyons, qu’il s’agisse d’un oiseau volant ou d’un microbe se déplaçant dans une goutte d’eau. Mais les scientifiques ne sont pas d’accord sur une définitionet certains pensent qu’une définition complète pourrait ne pas être possible.
La NASA définit la vie comme une « réaction chimique autonome capable d’évolution darwinienne ». Cela signifie des organismes dotés d’un système chimique complexe qui évoluent en s’adaptant à leur environnement. L’évolution darwinienne dit que la survie d’un organisme dépend de sa forme physique dans son environnement.
L’évolution de la vie sur Terre a progressé sur des milliards d’années, depuis les organismes unicellulaires jusqu’aux grands animaux et à d’autres espèces, y compris les humains.
Regarder dessus
Les exoplanètes sont éloignées et des centaines de millions de fois plus faibles que leurs étoiles mères, leur étude est donc un défi. Les astronomes peuvent inspecter les atmosphères et les surfaces des exoplanètes semblables à la Terre en utilisant une méthode appelée spectroscopie chercher signatures chimiques de la vie.
La spectroscopie pourrait détecter signatures de l’oxygène dans l’atmosphère d’une planète, quels microbes appelés algues bleu-vert créés par la photosynthèse sur Terre il y a plusieurs milliards d’années, ou signatures chlorophylliennesqui indiquent la vie végétale.
La définition de la vie donnée par la NASA conduit à des conclusions importantes mais questions sans réponse. L’évolution darwinienne est-elle universelle ? Quelles réactions chimiques peuvent conduire à la biologie hors Terre ?
Évolution et complexité
Toute vie sur Terre, depuis une spore fongique jusqu’à une baleine bleue, a évolué à partir d’un système microbien. dernier ancêtre commun il y a environ 4 milliards d’années.
Les mêmes processus chimiques sont observés dans tous les organismes vivants sur Terre, et ces processus pourrait être universel. Ils peuvent aussi être radicalement différent autre part.
En octobre 2024, un un groupe diversifié de scientifiques réunis sortir des sentiers battus sur l’évolution. Ils voulaient prendre du recul et explorer quels types de processus créaient l’ordre dans l’univers – biologiques ou non – pour comprendre comment étudier l’émergence d’une vie totalement différente de la vie sur Terre.
Deux chercheurs présents ont fait valoir que les systèmes complexes de produits chimiques ou de minéraux, lorsqu’ils se trouvent dans des environnements permettant à certaines configurations de mieux persister que d’autres, évoluer pour stocker de plus grandes quantités d’informations. Au fil du temps, le système deviendra plus diversifié et complexe, acquérant les fonctions nécessaires à sa survie, grâce à une sorte de sélection naturelle.
Ils ont émis l’hypothèse qu’il pourrait exister une loi décrivant l’évolution d’une grande variété de systèmes physiques. L’évolution biologique par sélection naturelle ne serait qu’un exemple de cette loi plus large.
En biologie, information fait référence aux instructions stockées dans la séquence de nucléotides d’une molécule d’ADN, qui constituent collectivement le génome d’un organisme et dictent à quoi ressemble l’organisme et comment il fonctionne.
Si vous définissez complexité en termes de théorie de l’informationla sélection naturelle rendra le génome plus complexe à mesure qu’il stockera plus d’informations sur son environnement.
La complexité pourrait être utile pour mesurer la frontière entre la vie et la non-vie.
Cependant, il est faux de conclure que les animaux sont plus complexes que les microbes. L’information biologique augmente avec la taille du génome, mais densité d’information évolutive gouttes. La densité de l’information évolutive est la fraction de gènes fonctionnels dans le génome, ou la fraction du matériel génétique total qui exprime l’adéquation à l’environnement.
Les organismes que les gens considèrent comme primitifs, comme les bactéries, ont un génome avec une densité d’informations élevée et donc paraître mieux conçu que les génomes des plantes ou des animaux.
UN théorie universelle de la vie est encore insaisissable. Une telle théorie inclurait les concepts de complexité et de stockage de l’information, mais elle ne serait pas liée à ADN ou les types particuliers de cellules que nous trouvons en biologie terrestre.
Implications pour la recherche de la vie extraterrestre
Les chercheurs ont exploré alternatives à la biochimie terrestre. Tous les organismes vivants connus, des bactéries aux humains, contiennent de l’eau, et c’est un solvant qui est essentiel à la vie sur Terre. Un solvant est un milieu liquide qui facilite les réactions chimiques d’où la vie pourrait émerger. Mais la vie pourrait également émerger d’autres solvants.
Astrobiologistes Willam Bains et Sara Seager ont exploré des milliers de molécules qui pourraient être associées à la vie. Solvants plausibles comprennent l’acide sulfurique, l’ammoniac, le dioxyde de carbone liquide et même le soufre liquide.
La vie extraterrestre n’existe peut-être pas à base de carbonequi constitue l’épine dorsale de toutes les molécules essentielles de la vie, du moins ici sur Terre. Ce n’est peut-être même pas besoin d’une planète pour survivre.
Des formes de vie avancées sur des planètes extraterrestres pourraient l’être étrange qu’ils soient méconnaissables. Alors que les astrobiologistes tentent de détecter la vie hors Terre, ils devront faire preuve de créativité.
Une stratégie consiste à mesurer signatures minérales sur les surfaces rocheuses des exoplanètes, puisque la diversité minérale suit l’évolution biologique terrestre. Au fur et à mesure que la vie évoluait sur Terre, elle a utilisé et créé des minéraux pour les exosquelettes et les habitats. La centaine de minéraux présents lors de la formation de la vie s’élève aujourd’hui à environ 5 000.
Par exemple, les zircons sont de simples cristaux de silicate qui remontent à une époque antérieure au début de la vie. Un zircon trouvé en Australie est le pièce connue la plus ancienne de la croûte terrestre. Mais d’autres minéraux, comme apatiteun minéral complexe de phosphate de calcium, est créé par la biologie. L’apatite est un ingrédient principal des os, des dents et des écailles de poisson.
Une autre stratégie pour trouver une vie différente de celle sur Terre consiste à détecter témoignage d’une civilisationcomme les lumières artificielles, ou le dioxyde d’azote, un polluant industriel présent dans l’atmosphère. Ce sont des exemples de traceurs de vie intelligente appelés technosignatures.
On ne sait pas exactement comment et quand un première détection de la vie au-delà de la Terre se produira. Cela peut se faire au sein du système solaire, en reniflant l’atmosphère d’exoplanètes ou en détectant des signaux radio artificiels provenant d’une civilisation lointaine.
La recherche est une route sinueusepas un chemin simple. Et c’est pour la vie telle que nous la connaissons – pour la vie telle que nous ne la connaissons pas, tous les paris sont ouverts.
Cet article édité est republié à partir de La conversation sous licence Creative Commons. Lire le article original.
