Origine de la vie et synthèse des composés organiques

L'eau sur la planète primitive

Le carbone fixé à 4 atomes d'hydrogène forme la molécule de méthane, l'azote combiné à 3 atomes d'hydrogène crée l'ammoniac, et l'oxygène combiné avec 2 atomes d'hydrogène forme une molécule d'eau.

Synthèse des composés organiques

Les premiers composés organiques formés étaient similaires à ceux actuellement requis pour les cellules vivantes les plus simples. Ces composés sont :

• les sucres
• les matières grasses
• les acides nucléiques
• les protéines

Stanley Miller

En 1953, Stanley Miller présenta dans un document intitulé « Première synthèse » des composés organiques obtenus en laboratoire, reproduisant les conditions présumées de la Terre primitive.

Pour prouver son hypothèse, il créa une expérience dans laquelle il enferma une atmosphère primitive de la Terre et la soumit à une forte décharge électrique. Après une semaine d'analyse des produits de la réaction, il déclara avoir synthétisé des composés organiques, y compris des acides aminés (comme l'alanine), à partir desquels se sont formées des protéines et les composants fondamentaux de la matière organique.

Miller avait réussi à former des composés organiques dans des conditions prébiotiques, c'est-à-dire dans les conditions qui devaient régner sur Terre avant l'apparition de la vie.

Melvin Calvin

En 1961, il fut l'un des premiers à utiliser une source d'énergie cyclotronique. Calvin a combiné des gaz primitifs (dont le méthane marqué au carbone radioactif) et a réussi à synthétiser des acides aminés, des sucres, de l'urée, des acides gras et d'autres composés organiques en exposant le mélange à un flux d'électrons accélérés à grande vitesse par un cyclotron.

Joan Oró

En 1960, il étudia les réactions susceptibles de se produire avec l'acide cyanhydrique et l'ammoniac. En mélangeant ces deux gaz avec de l'eau et en chauffant la solution, il obtint un composé essentiel des acides nucléiques appelé adénine.

Sidney Fox

Sur la base des coacervats d'Oparin, il a montré que les protéines forment thermiquement des microsphères avec un diamètre plus ou moins semblable à celui d'une cellule bactérienne. Ces microsphères, comme les coacervats, sont séparées du milieu extérieur par une couche de surface.

Comme les cellules vivantes, elles présentent des propriétés osmotiques. Elles peuvent fusionner entre elles et se diviser pour atteindre une taille critique.

Comment ces premiers organismes se nourrissaient-ils ?

Hypothèse hétérotrophe

Ce sont des organismes qui se nourrissent d'autres. Leur origine remonte sans doute aux premières formes de vie issues de la matière inerte, incapables de préparer leur propre nourriture. Par conséquent, les organismes les plus primitifs avaient un système métabolique simple ou peu perfectionné, évoluant au fil du temps vers des formes plus complexes.

Organismes hétérotrophes

Les réactions qui favorisaient la stabilité de ces organismes ont été conservées, tandis que les autres ont disparu. Seuls ceux qui possédaient des réactions chimiques internes et une organisation moléculaire favorables ont pu survivre.