Comment les études de la vie dans des conditions extrêmes nous aident à comprendre quelles formes d'organismes vivants nous rencontrerons dans l'espace et sur d'autres planètes.
Un soir de novembre 1938, le journal télévisé régulier de la radio américaine fut interrompu par un "message d'urgence": des extraterrestres avaient été découverts dans le New Jersey. Des voix paniques de témoins oculaires ont parlé d'envahisseurs agressifs. Des coups de feu retentirent en arrière-plan, signalant que tout était très grave. Les nouvelles, hélas, se sont avérées fausses - c'était juste une émission de radio "Guerre des mondes" de H. G. Wells. Mais tous les auditeurs ne l'ont pas compris.
Même des décennies plus tard, la réaction du public à ce «message spécial» reste controversée. Certains ont affirmé que des milliers de personnes avaient fui dans les rues en panique. D'autres ont déclaré qu'ils n'avaient pas remarqué les troubles et les troubles sociaux intenses. Quoi qu'il en soit, il est devenu clair pour tout le monde: si un jour des extraterrestres sont vraiment découverts, les gens ne seront guère heureux de cet événement.
Mais que se passe-t-il si les premiers extraterrestres ne sont pas des créatures lourdement armées, intelligentes et impitoyables, mais de minuscules micro-organismes, dont nous pouvons rencontrer la ressemblance sur notre planète? Que nous apportera cette découverte et comment peut-elle changer notre compréhension de la vie?
Les chances de trouver des colonies microbiennes en dehors de la Terre sont beaucoup plus élevées que les chances de trouver les Martiens dans le fantasme de Wells. En fait, les scientifiques peuvent faire la première découverte de la vie extraterrestre dans les 20 ans - c'est la période que les représentants de la NASA appellent maintenant. Ce sera un événement marquant dans la longue histoire de l'exploration spatiale humaine. Mais seuls quelques-uns y prêteront vraiment attention. Et dans quelques décennies, de telles nouvelles pourraient devenir routinières, tout comme les nouvelles sur la découverte de nouvelles exoplanètes au début de notre siècle sont devenues courantes.
Michael Varnum, psychologue à l'Université de l'Arizona, a mené plusieurs études pour savoir comment les gens réagiraient à l'annonce de la découverte de microbes inconnus en dehors de la Terre. Il s'est avéré que les gens sont encore plus positifs sur les microbes exotiques que les organismes artificiels créés par les humains dans les laboratoires scientifiques. En 2017, l'astrophysicien René Heller a mené sa propre expérience, demandant à des volontaires de l'aider à décoder un faux signal extraterrestre. Des centaines de personnes ont répondu à son message. Comme Heller s'en rendit compte avec bonheur, de telles découvertes suscitent aujourd'hui plus d'intérêt que l'horreur chez les gens.
Pour le moment, nous n'avons encore rien découvert de vivant sur d'autres planètes: l'astrobiologie reste une science sans objet. Mais l'étude de divers organismes sur la bonne vieille Terre aujourd'hui peut déjà nous en dire long sur ce à quoi nous attendre de la vie que nous rencontrerons dans l'espace. Au cours des cent dernières années, les découvertes des biologistes ont considérablement changé notre compréhension du concept d'êtres vivants. Nous savons maintenant que la vie est beaucoup plus complexe et diversifiée qu'elle ne nous paraissait auparavant.
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Ce n'est pas Mars, c'est le désert d'Atacama au Chili, les conditions dans lesquelles sont en effet très similaires à celles de Mars.
Déserts, espace, océan
L'idée que la vie peut exister sur d'autres planètes a été exprimée par Démocrite. Son prochain apologiste était le magicien et réformateur italien Giordano Bruno. Cette idée était véritablement ancrée au siècle des Lumières et n'a connu depuis lors qu'une courte période de déclin. Au début du 20e siècle, beaucoup étaient convaincus qu'il y avait une civilisation avancée sur Mars qui avait construit un gigantesque réseau de canaux pour irriguer les champs. Les canaux étaient clairement visibles à travers un télescope, et ils ont été vus par des personnes complètement différentes de différentes parties de la planète. En réalité, «l'irrigation martienne» s'est avérée être une illusion d'optique. Malgré cela, l'hypothèse de l'existence de la vie sur Mars et sur d'autres planètes du système solaire semble aujourd'hui encore plus plausible qu'auparavant.
En 2015, des biologistes des universités techniques de l'Arizona et de Berlin ont examiné des échantillons de sol du désert chilien d'Atacama, l'un des endroits les plus secs de la planète. À bien des égards, il ressemble à la surface de Mars. Il s'est avéré que même dans un climat aussi inhospitalier, divers types de bactéries peuvent survivre et se reproduire. Lors d'une longue sécheresse, ils tombent dans une animation suspendue, puis, étant près de l'eau, prennent vie immédiatement. En hibernation, ces bactéries peuvent survivre pendant des centaines, voire des milliers d'années. Les océans ont quitté la surface de Mars il y a environ 2,5 millions d'années. Mais dans les entrailles de la planète, il peut encore y avoir des colonies de bactéries qui attendront leurs chercheurs.
À la fin des années 1970, une véritable révolution en biologie a été opérée par la découverte de bactéries thermophiles, qui n'ont pas besoin de la lumière du soleil et peuvent habiter les profondeurs de l'océan, créant des écosystèmes sous-marins entiers. Ces bactéries vivent à proximité des sources géothermiques, où l'eau est en contact étroit avec le manteau. La température dans de telles sources peut atteindre 350 ° C. Les bactéries extrémophiles, contrairement à la plupart des autres espèces, reçoivent leur énergie non pas du soleil, mais des métaux dissous dans l'eau. Ces bactéries se nourrissent de vers et de mollusques, et ceux-ci sont à leur tour mangés par de plus grands prédateurs. La découverte a même surpris les scientifiques eux-mêmes.
Holger Jannasch, océanologue, participant aux premières études sur les bactéries thermophiles:
Nous avons été stupéfaits à l'idée que l'énergie solaire, qui est si importante pour l'existence de la vie sur notre planète, pourrait être remplacée par l'énergie terrestre. […] C'est un concept complètement nouveau et, à mon avis, l'une des principales découvertes biologiques du XXe siècle.
Évents hydrothermaux, abritant des espèces inhabituelles de bactéries
On peut bien trouver des écosystèmes sous-marins similaires à celui terrestre sur les lunes de Saturne et de Jupiter - Europe et Encelade. Là aussi, il y a des océans d'eau salée et une activité géothermique importante. L'eau d'Encelade est semblable au lac Mono en Californie. Il y a beaucoup de sel et de soude dans ce lac, et donc il n'y a pas de poisson - mais des bactéries inhabituelles y vivent, qui se sont bien adaptées aux concentrations d'arsenic qui sont mortelles pour d'autres organismes. Des bactéries similaires vivent probablement sur Enceladus.
En 2015, la station spatiale américaine Cassini-Huygens a survolé Encelade - directement à travers des panaches d'eau qui s'élèvent à plusieurs kilomètres au-dessus de la surface gelée du satellite. Dans cette eau, les scientifiques ont réussi à trouver des molécules d'hydrogène. Cela signifie que sous la glace d'Encelade, des processus géologiques ont lieu - tout comme sur Terre. Par conséquent, les micro-organismes d'Encelade (s'ils existent) peuvent recevoir de l'énergie du dioxyde de carbone dissous dans l'eau. C'est la réaction même qui se trouve à la base de tout l'arbre de vie sur Terre.
Plusieurs vols vers l'Europe et Encelade sont prévus pour les années 2030. Ce sont ces corps célestes, sans compter Mars, qui sont aujourd'hui la cible principale des astrobiologistes. Très probablement, c'est là que nous trouvons pour la première fois la vie extraterrestre. Mais d'abord, vous devez toujours l'atteindre. On ne sait pas encore quelle est l'épaisseur des calottes glaciaires d'Europe et d'Encelade - peut-être seulement quelques kilomètres, voire plusieurs dizaines. Les bactéries et les organismes multicellulaires pourront-ils survivre dans des conditions aussi extrêmes?
Au milieu du 20e siècle, des scientifiques soviétiques ont suggéré que de vastes lacs d'eau douce pourraient être cachés sous la glace de l'Antarctique. La glace à l'intérieur du continent se transforme en eau - en partie en raison de l'énorme pression des masses de glace, et en partie en raison de la même activité géothermique. L'existence du lac Vostok, qui tire son nom de la station soviétique, a été confirmée par radar dans les années 1960 et 1970. En 2012, des chercheurs russes ont foré un puits à une profondeur de 3 769 mètres, atteint l'eau et prélevé des échantillons pour analyse. En mars 2013, des scientifiques ont annoncé la découverte d'un nouveau type de bactérie dans les échantillons, dont l'ADN n'est identique qu'à 86% à des organismes connus de la science. Ensuite, ces données ont été réfutées, mais des traces de plusieurs bactéries inhabituelles dans le lac ont encore été trouvées.
La recherche en Antarctique est en cours. Une véritable percée vaut la peine d'attendre lorsque les scientifiques atteignent les couches les plus profondes du lac - aux sources de l'activité géothermique, qui saturent l'eau en minéraux et sont situées à une profondeur d'environ 5000 mètres.
Station de recherche russe "Vostok", sous laquelle, à près de 4 000 mètres de profondeur, se trouve un grand lac d'eau douce.
Si les bactéries peuvent vivre dans les lacs de l'Antarctique - sous une pression énorme et à basse température, «sans lumière, sans carbone organique dissous dans l'eau, avec des ions hautement dilués de substances basiques, isolement à long terme du biote de surface pendant au moins 14 millions d'années et, probablement, avec excès d'oxygène dissous »- alors ils peuvent vivre sur d'autres planètes, que nous considérions auparavant impropres à la vie.
Cependant, il est fort possible que la vie extraterrestre ne soit pas construite sur des modèles terrestres. Les lacs liquides de Titan peuvent abriter des méthanogènes - des organismes qui n'utilisent pas l'eau, mais le méthane comme solvant. Les planètes avec des températures atmosphériques plus élevées peuvent habiter des organismes construits sur une molécule de silicium, plutôt que de carbone, comme il est d'usage sur Terre. Depuis de nombreuses années, les scientifiques se demandent si les virus peuvent être considérés comme des organismes vivants. La bonne réponse dépend de la définition de la vie que nous utilisons. Si l'exploration spatiale se poursuit, ce concept sera révisé plus d'une fois.
Lors de la rédaction de cet article, des matériaux du livre de l'astronome John Willis ont été utilisés «Tous ces mondes sont à vous. Recherches scientifiques sur la vie extraterrestre ", publié par la maison d'édition" Alpina Publisher "en mars de cette année.
Oleg Matfatov