Une nouvelle étude de l'Université de Stanford suggère que la vie pourrait avoir été déclenchée par des chocs électriques constants générés par des « éclairs » entre des gouttelettes d'eau. Le chaînon manquant le plus important dans l’arbre évolutif est le premier : comment les cellules vivantes naissent-elles de la matière non vivante ? Certains pensent que la Terre primitive contenait une soupe primordiale contenant les ingrédients nécessaires à la vie telle que nous la connaissons : il suffisait d'un catalyseur spécifique pour déclencher des réactions chimiques transformant les composés inorganiques en matière organique.

L’une des idées les plus tenaces est que la foudre peut produire cette étincelle. L'expérience révolutionnaire Miller-Ulay de 1952 a envoyé un choc électrique à travers un flacon contenant de l'eau et des gaz (utilisé pour représenter l'atmosphère primitive de la Terre) et a découvert que certains acides aminés et d'autres biomolécules importantes étaient produits.

Mais cette hypothèse pose certains problèmes. Si ce processus se produisait dans l’océan, les produits chimiques qui en résulteraient seraient trop dilués pour permettre la vie à grande échelle. Si cela se produit dans un étang peu profond, la probabilité d’un coup de foudre dans un espace aussi petit est faible, voire nulle.

Dans une nouvelle recherche, des scientifiques de l'Université de Stanford proposent que l'énergie électrique puisse provenir d'une source plus courante et plus stable – ce qu'ils appellent l'ultra-éclair. Lorsque des gouttelettes d’eau sont projetées dans l’air par des éléments tels que des vagues océaniques ou des cascades, de minuscules charges électriques se forment entre elles. Ces minuscules chocs électriques peuvent déclencher des réactions chimiques complexes sans nécessiter d’électricité externe.

"Les microdécharges entre des gouttelettes d'eau chargées au microscope ont produit toutes les molécules organiques précédemment observées dans l'expérience Miller-Ulay, et nous pensons qu'il s'agit d'un nouveau mécanisme pour la synthèse prébiotique de molécules qui forment les éléments constitutifs de la vie", a déclaré Richard Zare, auteur principal de l'étude.

Pour tester cette idée, les chercheurs ont réalisé une version mise à jour de l’expérience Miller-Ulay. Lorsque l’expérience a commencé, le réservoir était rempli de gaz simulant les débuts de la Terre, notamment de l’azote, du méthane, du dioxyde de carbone et de l’ammoniac. Dans le mélange gazeux, ils ont pulvérisé de minuscules gouttelettes d’eau à température ambiante.

En y regardant de plus près, ils ont constaté que les plus grosses gouttelettes d’eau avaient tendance à avoir une charge positive, tandis que les plus petites gouttelettes d’eau avaient une charge négative. La physique fondamentale nous dit que lorsque des gouttelettes de charges opposées se rapprochent, de minuscules charges sautent entre elles.

Bien qu’ils soient trop rapides pour être vus dans des circonstances normales, les chercheurs ont utilisé des caméras à grande vitesse pour capturer les minuscules éclairs de lumière, confirmant ainsi l’existence du phénomène.

Il est important de noter que dans les anciens échantillons atmosphériques, un simple jet d’eau suffisait à ioniser l’air et à déclencher la formation de molécules organiques dotées de liaisons carbone-azote, telles que le cyanure d’hydrogène, la glycine et l’uracile. Ces liaisons sont parmi les plus courantes en chimie organique, et les molécules dans lesquelles elles se produisent constituent les éléments constitutifs des protéines et de l’ADN.

"Étant donné que la foudre est un phénomène intermittent et imprévisible et que les jets d'eau sont très courants sur Terre, nous pensons que nos résultats fournissent une autre voie possible pour la formation abiotique de liaisons carbone-azote", ont écrit les chercheurs. "Cela signifie que les vagues, les cascades et autres jets d'eau ont peut-être soulevé de grandes quantités de composés organiques sur Terre, et que ces éléments constitutifs ont peut-être finalement commencé à s'accumuler dans les premières formes de vie."

La recherche a été publiée dans la revue Science Advances.