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Des taches de composés simples à base de carbone auraient pu être les précurseurs des premières cellules vivantes. Une nouvelle étude suggère que de telles gouttelettes auraient pu se former rapidement et facilement sur la Terre primitive.

Des gouttelettes au début de la Terre primitive

«Nous avons pu trouver ces structures de microgouttelettes intéressantes qui pourraient être synthétisées à partir de ressources prébiotiques disponibles à cette époque», déclare Tony Jia de l’institut de technologie de Tokyo au Japon. « Peut-être n’étaient-elles pas les précurseures directes des cellules modernes, mais elles auraient peut-être pu avoir un effet ou jouer un rôle dans l’émergence de la vie initiale. »
Toutes les cellules modernes sont entourées d’une paroi externe appelée membrane, composée de molécules en chaîne longue appelées lipides. Compte tenu de l’omniprésence de ces membranes, de nombreux chercheurs qui étudient les débuts de la vie ont créé de simples sphères à membrane doublée, qui pourraient imiter les premières cellules.
Les gouttelettes que Jia et ses collègues ont fabriquées sont différentes. «Ils n’ont pas de couche externe», explique Jia. « Dans ce sens, ils sont sans membrane. »

Les premières cellules?

L’équipe les a fabriqués à partir de produits chimiques simples appelés acides alpha-hydroxylés. Celles-ci sont fabriquées selon les mêmes processus qui créent les acides aminés, ce qui suggère qu’ils étaient présents sur la Terre primitive, explique Kuhan Chandru, membre de l’équipe, de l’Université nationale de Malaisie. «Vous pouvez également les trouver dans les météorites.» Il a montré en 2018 que les acides alpha-hydroxylés se lient pour former des molécules complexes avec une large plage de températures.
Dans la nouvelle étude, l’équipe a simplement dissous les acides dans l’eau, puis les a laissés sécher à 80 ° Celsius pendant une semaine, imitant les conditions proches d’un étang volcanique.
Les acides se sont transformés en une épaisse gelée, car ils avaient à nouveau formé des molécules complexes. Lorsque les chercheurs ont ajouté de l’eau, la gelée a formé des centaines de gouttelettes réparties sur quelques micromètres. D’autres expériences ont montré que des molécules biologiques, y compris des protéines et de l’ARN, pouvaient pénétrer dans ces gouttelettes tout en remplissant leurs fonctions.

Des cellules sans membrane

Les gouttelettes sans membrane constituaient un élément-clé de la première hypothèse sur l’origine de la vie, qui avait été élaborée par le biologiste russe Alexander Oparin dans les années 20. Cependant, l’idée est tombée en désuétude lorsqu’il est apparu que toutes les cellules avaient des membranes.
L’idée est en train d’être réévaluée, déclare Kate Adamala de l’Université du Minnesota à Minneapolis. Elle soupçonne que la vie a traversé une phase «sans membrane» et que les membranes ne sont apparues que bien plus tard.
Les gouttelettes et les cellules à membrane constituent un conteneur pour les composants de la vie. Ceci est crucial, dit Adamala, car elle maintient toutes les parties ensemble, créant un organisme individuel à partir de ce qui serait autrement un désordre de produits chimiques.

Des gouttelettes sans membranes auraient un avantage

Mais les membranes sont de si bonnes barrières que les premières cellules auraient eu de la difficulté à obtenir de la nourriture, affirme Adamala. Donc, au tout début, des gouttelettes sans membrane seraient préférables.
« Vous n’êtes pas obligé de vous isoler de l’environnement, car ces gouttelettes sont perméables et certaines substances peuvent se diffuser à l’intérieur comme à l’extérieur. »
Cette recherche a été publiée dans PNAS.
Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay

La vie serait apparue sous la forme de gouttelettes martinPréhistoire
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