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Des chercheurs de l’Université de technologie de Chalmers, en Suède, ont apporté une nouvelle contribution à la recherche en cours sur la possibilité que la vie existe sur Titan, la plus grande lune de Saturne. En utilisant des calculs de la mécanique quantique, ils ont montré que les azotosomes, une forme alternative proposée aux membranes cellulaires conventionnelles, ne pourraient pas se former dans les conditions qui y règnent.

La vie ne peut pas être constituée d’azotosomes

Titan a une surface dynamique, avec des précipitations saisonnières, et des lacs et des mers dans ses régions polaires, ainsi qu’une atmosphère dense et riche en azote. Ces similitudes avec la Terre ont conduit de nombreuses personnes à envisager la possibilité que la vie existe. Cependant les liquides sur Titan ne sont pas d »eau, mais des océans de méthane et d’éthane, et la température de surface est d’environ –180 °Celsius.
Les membranes lipidiques, une type membranaire commun à la vie sur Terre, ne pouvaient pas fonctionner dans de telles conditions. Cela a conduit des chercheurs à rechercher des signes de vie sur Titan et à envisager d’autres formes de membranes cellulaires qui pourraient tolérer ces extrêmes. Une telle forme alternative, suggérée par une équipe de l’Université Cornell, est appelée «azotosome».
L’idée des azotosomes a gagné du terrain dans le domaine de l’astrobiologie, et il a été démontré par des calculs que de telles structures survivraient aux conditions sur Titan. Il a été proposé que l’azotosome se soit formé à partir du composé organique acrylonitrile – dont il a été confirmé plus tard qu’il existait sur Titan.
«Titan est un endroit fascinant pour tester notre compréhension des limites de la chimie prébiotique – la chimie qui précède la vie. Quelles structures chimiques, ou biologiques, pourraient se former, avec suffisamment de temps dans des conditions aussi différentes? La suggestion des azotosomes était une proposition vraiment intéressante comme alternative aux membranes cellulaires telles que nous les avons sur Terre», explique Martin Rahm, professeur adjoint au département de chimie et de génie chimique de la Chalmers University of Technology.

Cette structure ne se formerait pas facilement

« Mais notre nouveau document de recherche montre que, malheureusement, bien que cette structure puisse en effet tolérer les extrêmes de Titan, elle ne se formerait pas aussi facilement », explique-t-il. À l’aide de calculs de la mécanique quantique, les chercheurs ont comparé l’énergie de la membrane d’azotosome incorporée dans le méthane avec celle de la forme cristalline moléculaire de l’acrylonitrile – sa glace moléculaire. Ils ont découvert que chaque bloc de construction ajouté à l’azotosome augmentait considérablement son énergie, rendant sa formation progressivement moins probable thermodynamiquement.
Ils concluent que si les azotosomes pourraient survivre sur Titan, ils ne s’auto-assembleraient pas dans de telles conditions. Au lieu de cela, l’acrylonitrile se cristalliserait dans sa glace moléculaire. Malgré les résultats «négatifs» de leur travail, Martin Rahm considère que cette étude fournit des informations très précieuses pour la recherche en cours en astrobiologie.

Le vaisseau Dragonfly cherchera sur Titan des signes de vie 

L’intérêt pour l’astrobiologie sur Titan est très élevé dans la communauté scientifique – à tel point qu’en 2026, la NASA lancera le vaisseau spatial Dragonfly qui fera le voyage de 8 ans vers Titan pour étudier sa surface. Il passera environ 3 ans à survoler à différents endroits autour de cette lune, pour évaluer les conditions d’habitabilité, la chimie prébiotique et à rechercher des signes de vie passée et présente.
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : Chalmers University of Technology
Crédit photo : Pixabay