GEO-ORIGINES Molécules organiques extraterrestres et origine de la vie dans un contexte géologique réaliste - Molécules organiques ...
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GEO-ORIGINES Molécules organiques extraterrestres et origine de la vie dans un contexte géologique réaliste Frances Westall 1 , Frédéric Foucher 1 , Romain Gay 1 , Francesco Piazza 1 , Manuel Moreira 2,3 , Christelle Briois 4 ,Barnabé Cherville 4 et Ziwei Liu 5 1C e n t r e de Biophysique Moléculaire, CNRS, Orléans Cedex, France, 2O b s e r v a t o i r e des Sciences de l’Univers en Région Centre, Orléans Cedex, France , 3 I n s t i t u t d e s S c i e n c e s d e l a T e r r e d ’ O r l é a n s , C N R S / U n i v er s i t é d ’ O r l é a n s , F r a n c e , 4 L a b o r a t o i r e d e P h y s i q u e e t d e C h i m i e d e l ’ E n v i r o n n e m en t e t d e l ’ E s p a c e , C N R S / U n i v e r s i t é d ’ O r l é a n s , F r a n c e 5M R C L a b o r a t o r y o f M o l e c u l a r B i o l o g y , C a m b r i d g e , U K Frances.westall@cnrs.fr
Crédits: NASA
4,4 4,0 3,8 3,5 2,7 2,1 1,6 1,2 0,575 0,22
Origine
de la vie? Plus anciennes La vie Diversification
Eucaryotes? multicellulaire? de la vie Mammifères
Formation traces de vie
de la Terre « Explosion d’Avalon »,
Stromatolithes Isua? Moléculaire Fossiles du Gabon faune de l’Ediacarien
- Eau liquide
- Molécules organiques
Quelles molécules et dans
- C, N, O, P, S + métaux de transitions quelles proportions ?
Quelles conditions ?
- Surfaces minérales
- Energie (UV, chaleur…)
+ de 140 molécules détectées dans les gaz interstellaires dont:
- le méthane CH4
- l'alcool éthylique
C2H5OH
Sci. Advances (2016)
- l'acide acétique CH3COOH
Météorite de Murchison
Contient plusieurs milliers de MO différentes,
notamment 70 acides aminés dont 8
protéinogènes (/20)
+ purines et pyrimidines (bases azotées).
Acides aminés Bases azotées United States Department of Energy
(L-alanine) (adénine)
Expérience de Miller-Urey, 1953
Réaction de Strecker:
HCHO + HCN + NH3 -> NH2-CH2-CN + H2O
NH2-CH2-CN + 2 H2O -> NH2-CH2-COOH + NH3
Glycine
(C2H5NO2)
Oligomérisation de la glycine
Estran + lumière du soleil
Campbell et al., 2019 Fox et al., 2018
Production de
guanine et
d’adénine à
partir de
formamide Barks et al., 2010
La serpentinisation
(altération de la croute océanique)
produit:
H2 : 45% CO2 : 43%
CH4 : 6% N2 : 4%
H2S : 2% SO2, CO
Sulfures de Fe, Zn, Ni, Co
Oxydes métalliques
Hydrocarbones de 16 à 29 C,
CH3SH, CH3COOH, thioesters
Réactions de Fisher –Tropsch: Westall et al., 2013
n CO + 2n+1 H2 -> CnH2n+2 + n H2O
- Réactions chimiques à la surface des minéraux produisent de l’énergie (e.g. pyrite) - Les porosités dans les minéraux et les roches peuvent concentrer les molécules organiques et favoriser leurs interactions (e.g. feldspaths, argiles). - Certains minéraux sont des catalyseurs de réactions chimiques (e.g. magnétite)
GEO-ORIGINES
Molécules organiques
extraterrestres et origine
de la vie dans un contexte
géologique réaliste
Don DixonObjectif:
mettre en contact molécules organiques, eau
liquide, roches et minéraux et atmosphère de CO2
Et soumettre le tout à des UV, des gradients de
température ou de pH, des flux et/ou des cycles
sec-humide.
Westall et al.,
2018Pour simuler les différentes conditions et suivre l’évolution du système en mesurant
température, pression, pH, composition chimique et minéralogique en différents points.
Version 1.0- En moins d’un an, passage du concept à la réalisation:
un grand merci à la MITI !
- Un réacteur prébiotique qui permettra une infinité d’expériences!
- Un système valorisable et utilisable pour de multiples applications et
projets, déjà partie intégrante d’un projet ANR déposé fin 2020.
Dans un premier temps: installation et mise en route!
Puis réalisation d’expériences de complexité croissante. MERCI!
Reproduire la Terre primitive mais aussi Mars au Noachien.Vous pouvez aussi lire
