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Le polymorphisme du monde

Une créature sortie d'Independence Day.

L'une des créatures biomécaniques d'"Independence Day".

Les leçons de dame Nature (I)

A quoi peuvent bien ressembler d'éventuelles créatures extraterrestres ? Le cinéma nous en propose quelques spécimens depuis plus d'un siècle. Nous avons le choix entre des créatures humanoïdes comme les Sélénites de H.G.Wells, les Martiens aux visages les plus divers et Mr.Spock, héros de "Star Trek”. Nous avons les "petits gris" représentés par les créatures de "Rencontre du 3eme type" ou les Asgards de "Stargate SG-1". Nous avons également toutes leurs variantes plus ou moins molles et visqueuses entre "La Chose", "Alien" et "The Abyss", les entités biomécaniques et cyborgs d’"Independence Day" et "Star Trek" ou encore les créatures androïdes de "Terminator" ou "Star Wars" sans parler des projections et autres programmes anthropomorphes pour ne citer que "Matrix".

Mais ces créatures ont-elles un sens ? Une créature comme "Alien" ou "Yoda" le Maître Jedi de "Star Wars" peut-elle réellement exister ? 

Pour répondre à cette question nous devons tout d'abord connaître les conditions qui prédisposent à l'apparition d'une vie complexe dans des conditions normales et extrêmes. Cela fait appel à nos connaissances en chimie organique et en biologie notamment. A ce sujet, le magazine Pour la Science a publié plusieurs articles d'un grand intérêt dans son dossier "Science et Fiction".

Il faut avant tout définir ce qu'est la vie telle que nous l'entendons : un organisme est dit vivant lorsqu'il échange de la matière et de l'énergie avec son environnement en conservant son autonomie, lorsqu'il se reproduit et évolue par sélection naturelle, la matière étant capable de s'auto-organiser sans être programmée. Nous avons vu qu'on peut également définir la vie d'un point de vue physique en prenant pour exemple la cellule eucaryote, dont le noyau est séparé du cytoplasme.

Une mule.

Dans ce contexte, si beaucoup d'organismes semblent vivant au premier regard, certains d'entre eux sont exclus de cette famille car soit ils ne sont pas constitués de matière organique, soit ils vivent au dépens d'autres organismes ou ils sont stériles. Prenons quelques exemples.

Une spore est vivante, c'est une cellule capable de se reproduire. Un microbe est vivant mais pas un virus puisque qu'il doit s'attacher à une cellule eucaryote pour se reproduire. Un virus informatique n'est pas vivant non plus car il doit être programmé. Une usine qui produit de l'énergie ou un quartz en croissance n'appartient pas non plus à cette grande famille des êtres vivants car tous deux sont inertes d'un point de vue biologique et ne sont pas constitués de cellules eucaryotes.

Enfin, si la mule est vivante et présente des organes reproducteurs normaux, elle est stérile pour des raisons génétiques (on a enregistré quelque 60 naissances depuis 1527). Sans hybridation avec des ânes ou des chevaux, cette race est vouée à l'extinction. Cela dit, stérile ne signifie pas dégénéré. De l'avis de tous les spécialistes, les mules et autres bardots sont plus intelligents que les chevaux.

Les bases de la chimie extraterrestre

Un organisme vivant tel que nous venons de le définir ou en prenant l'être humain comme référence représente l'aboutissement d'un programme génétique. Ce programme est une séquence d'acides aminés formant l'ADN. Cet ADN qui se trouve dans le noyau de chaque cellule eucaryote est constitué de briques élémentaires, les bases organiques A, G, C, T. La combinaison de ces différentes lettres par triplet permet de former jusqu'à 64 codons différents.

Doc Lynette Cook.

Une protéine contient jusqu'à 500 codons. Elle forme une molécule active que la cellule va utiliser pour assurer son métabolisme.

La molécule d'ADN humain contient une série de codons formant des gènes : on dénombre entre 30000 et 100000 gènes dont une bonne partie semble inactifs ou dupliqués, sans doute les résidus accumulés au fil des éons et non abandonnés.

L'ADN forme une double hélice parallèle inversée dont l'information représente 3 milliards de caractères (~3 GB), l'équivalent d'une bibliothèque d'au moins 5000 livres ou d'un site Internet deux fois plus étend que celui-ci.

Ce code génétique encyclopédique définit tous les traits d'un organisme et sont uniquement transmis au cours de la reproduction. Tout copie imparfaite conduira à une mutation, souvent fatale ou stérile.

Sachant cela, qu'en est-il de la chimie extraterrestre ? Nous avons vu en bioastronomie que toute forme de vie qui veut survivre doit impérativement boire, se nourrir et procréer. Si l'une de ces actions est impossible à réaliser, l'animal (au sens large) devra choisir soit de passer en état d'hibernation, soit de mourir. Certaines crevettes et même des batraciens peuvent ainsi survivre dans des conditions précaires durant plusieurs années enterrés sous la terre aride du désert de Namibie. Certains végétaux et animalcules peuvent quant à eux survivre sous terre ou figés dans les glaces durant des siècles.

La plupart des formes de vie extraterrestres seront probablement obligées de subir les mêmes lois de la nature. A la base de leur chimie on devrait trouver des molécules carbonées et de l'eau. A partir de là nous réservons à dame Nature le choix des variations possibles. Pur ou composé, le carbone peut se transformer en graphite ou en bitume comme il peut devenir du diamant ou un acide aminé.

L'eau qui est le solvant par excellence (mais pas le seul) ainsi que les molécules de carbone travaillent généralement ensemble au cours du processus de polymérisation pour constituer de longues chaînes carbonées.

L'évolution cosmique.

L'évolution cosmique. Doc Eric Chaisson.

Toutefois ici s'arrêtera vraisemblablement la ressemblance de la vie extraterrestre avec le développement de la vie telle que nous la connaissons.

L'hélice si particulière de l'ADN est vraiment une caractéristique terrestre[1] car elle a été fabriquée sous l'enclume de dame Nature à partir des ingrédients existants dans le fourneau de la Terre et nul par ailleurs. Le Soleil est en grande partie responsable de sa transformation ainsi que l'eau. De telles conditions ne se rencontreront peut-être nulle part, et tout au mieux près d'étoiles jaunes de la classe du Soleil et sur des planètes ni trop chaudes, ni trop froides, où la force de gravité et le taux de radiation sont comparables à ceux que nous connaissons sur Terre. De telles critères placent la barre très haute et rares seront les organismes acceptés dans ce club.

Si un processus identique a une probabilité quasi nulle de se reproduire sur une autre planète, les composés de base peuvent être identiques. L'hydrogène ou le carbone seront toujours présents car ces atomes sont parmi les plus légers et les plus nombreux de la nature. Mais rien ne les oblige à créer des formes similaires à celles que nous connaissons.

Il est tout aussi difficile de dire si une molécule peut jouer un rôle prébiotique. Cela dépend des processus imaginés. La fatalité n'est pas une notion scientifique. Une température ambiante élevée, une pression ou une densité de l'air plus forte donneront aux molécules la possibilité de créer une matière plus ou moins résistante, différente en tous cas, qui engendrera des spécimens adaptés à cet environnement, plus habiles ou plus patauds dans une atmosphère lourde et chaude que sur une planète à l'atmosphère raréfié, peu massive. Les facteurs physiques, la végétation, la composition du sol et de l'atmosphère seront différents et tous les processus biochimiques seront influencés par cet écosystème particulier[2].

Bien que notre recette de la vie ne soit pas encore aussi affinée que celle d'un cordon bleu, nous avons a priori déterminé l'essentiel des ingrédients nécessaires afin que cette "soupe primitive" prenne, définit la température du liquide plongé dans notre éprouvette prébiotique et l'étendue du petit étang chaud de Darwin dans lequel pataugeront les organismes vivants créés durant notre expérience.

Une fois que nous connaîtrons toutes les "contraintes" de l'expérience de la vie et pourrons répéter l'expérience - ce qui est encore loin d'être atteint en laboratoire - ce jour là nous connaîtrons l'alchimie de la vie et comment passe-t-on de l'inerte au vivant.

En attendant de réussir cette expérience qui touche au mythe de la Création, nous n'avons pas d'autres choix que de regarder comment la vie s'est développée autour nous, dans quelles conditions, comment s'y prend-elle pour survivre, etc.

En étudiant les millions d'espèces qui peuplent la Terre et en comprenant comment elles se sont adaptées à leur environnement[3], on peut alors plus facilement se demander si une créature extraterrestre peut respirer n'importe quoi, vivre perpétuellement dans de l'eau acide, sur une planète à forte gravité ou supporter des pressions, des variations de marées ou des radiations intenses.

A consulter : Science et Fiction, Pour la Science

Monstres, exoplanètes, aliens, facultés sensorielles... entre science et fiction

Ten tiny but terrifying micro-monsters, Cosmos magazine

De surprenants insectes ou une idée des formes de vie extraterrestre

La diversité des êtres extraterrestres telle que l'image les scénaristes d'Hollywood : entre Yoda et Jar Jar Brinks de "Star Wars" qui en a inventé plus que de coutume, il peut exister des créatures molles aux voiles délicats comme celles d'Abyss. Des chimères ? Ce n'est pas certain. Ce qui est sûr en revanche c'est que les cinéastes font preuve d'une imagination débridée... Documents Lucasfilms/Star wars et Abyss.

Nous allons voir que l'imagination des scénaristes d'Hollywood et la science peuvent s'allier pour décrire la vie qui pourrait exister sur une autre planète. Nous examinerons les moindres recoins de la Création et tout le nuancier des possibles que nous offre le limon fertile de dame Nature. Nous explorerons les contrées brumeuses et glacées du royaume de la vie restées dans l'ombre et mettrons en lumière les raisons de leurs échecs pour finalement découvrir les plus grandes réussites de dame Nature. Vous verrez que dans cet univers parcouru de mille embûches et autant de voies sans issues, la vie a su s'adapter pour trouver le chemin de son évolution quelles que soient les conditions environnementales et qu'avec un peu de chance, là haut, par-delà les nuages, les civilisations extraterrestres nous attendent.

Une recette à l'échelle de l'univers

Grâce à l'astronautique et au développement de la bioastronomie nous avons réalisé que là haut, dans les terres du ciel, il existait une grande variété de conditions climatiques et de chimie possibles. Malheureusement dans ce pétrin cosmique la recette de la vie ne prend que sous certaines conditions physico-chimiques particulières que l'on ne trouve que dans une toute petite fraction de ces environnements.

Rien que dans le système solaire où il existe dix planètes dont quatre présentent une surface solide exposée sous un Soleil radieux, dans lequel il existe une centaine de lunes et des millions d'astéroïdes et de comètes, la vie ne s'est a priori développée que sur l'une d'entre elle, notre belle planète bleue. Sur tous les autres mondes en l'état actuel des choses la vie telle que nous la connaissons est vouée à l'échec ou leur résistance est mise à l'épreuve. Dame Nature est un cordon bleu très exigent et le moindre ingrédient manquant, l'eau, la chaleur ou même un atome de carbone revient à transformer la soupe en un potage bien amer. 

D'un autre côté la formule de Drake nous dit que le plus petit grain de pollen, le plus petit microbe ou le plus petit être intelligent que nous rencontrons, si nous le multiplions par le nombre de systèmes planétaires favorables à la vie et par le nombre de galaxies existants dans l'univers, ce sont des milliards de havres de vie qui existent dans les étoiles, un monde fantasmagorique en puissance. Hollywood ne s'y est pas trompé et a peuplé tous ces mondes de créatures tantôt pacifiques tantôt belliqueuses, ces dernières nous garantissant un spectacle où les actions sont à la hauteur de leur taille...

En ce qui concerne les extraterrestres à cataloguer comme "extrêmement dangereux", Hollywood nous comble. Il y a "Predator" (John McTiernan, 1987), "Starship Troopers" (Scott Hettrick, 1996) et "Alien, le retour" (James Cameron, 1986) parmi d'autres films de cauchemar.

OVNI et exobiologie : rien de commun

Mais dans ce contexte comment faut-il considérer les OVNI, ces prétendus objets volants non identifiés issus d'une autre planète ? Il est évident que certains témoins ont observé ou entendu quelque chose d'inhabituel mais beaucoup se sont égarés en imaginant qu'il s'agissait d'extraterrestres. Nous décrirons cette problématique dans un autre dossier.

En fait les OVNI n'ont rien à voir avec le sujet qui nous préoccupe, l'exobiologie. Cette science consiste à découvrir les molécules synthétisées dans l'espace par le rayonnement ambiant. On cherche ensuite à comprendre de quelle manière ces molécules peuvent évoluer vers un stade prébiotique où s'organise une chimie extraterrestre. On détermine enfin si un processus similaire peut se déclencher sur la Terre ou sur une autre planète compte tenu de leurs conditions physico-chimiques. C'est toute cette problématique et son extrapolation à d'éventuelles formes de vie évoluées que je vous invite à présent à étudier, un passionnant voyage dans l'univers de l'imagination.

Prochain chapitre

A la fois proche et loin de la Terre

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[1] A propos des populations humaines et du polymorphisme de l'ADN, lire J.Wainscoat et al., Nature, 319, 1986, p491.

[2] Pour avoir une idée de l’aspect et de l’environnement dans lesquels pourraient vivre d'éventuelles créatures extraterrestres, lire A.T.Dickinson/A.Schaller, “Extraterrestrials. A field guide for earthlings”, Camden House, 1994.

[3] Nous y reviendrons dans d'autres articles lorsque nous discuterons de l'évolution des systèmes vivants et de la faculté d'adaptation.


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