Le 7 août 1996, journalistes, photographes et opérateurs de télévision ont fait irruption au siège de la NASA à Washington, DC. La foule ne s'est pas concentrée sur le rang de scientifiques assis dans l'auditorium de la NASA, mais sur un petit boîtier en plastique transparent placé sur la table devant eux. À l'intérieur de la boîte se trouvait un oreiller de velours sur lequel était niché comme un joyau de la couronne un rocher - de Mars. Les scientifiques ont annoncé qu'ils avaient trouvé des signes de vie à l'intérieur du météorite. L’administrateur de la NASA, Daniel Goldin, a déclaré avec joie que c’était une journée «incroyable». Il était plus précis qu'il ne le savait.
Les chercheurs ont expliqué que le rocher s'était formé il y a 4, 5 milliards d'années sur Mars, où il est resté jusqu'à 16 millions d'années, date à laquelle il a été lancé dans l'espace, probablement par l'impact d'un astéroïde. La roche a erré dans le système solaire interne jusqu'à il y a 13 000 ans, lorsqu'elle est tombée dans l'Antarctique. Il est resté sur la glace près d'AllanHills jusqu'en 1984, lorsque les géologues en motoneige l'ont récupéré.
Des scientifiques dirigés par David McKay du JohnsonSpaceCenter de Houston ont découvert que la roche, appelée ALH84001, présentait une composition chimique particulière. Il contenait une combinaison de minéraux et de composés carbonés qui sont créés sur Terre par des microbes. Il y avait aussi des cristaux d'oxyde de fer magnétique, appelé magnétite, que certaines bactéries produisent. De plus, McKay a présenté à la foule une vue au microscope électronique de la roche montrant des chaînes de globules ressemblant étrangement aux chaînes que certaines bactéries forment sur Terre. "Nous pensons qu'il s'agit bien de microfossiles de Mars", a déclaré McKay, ajoutant que les preuves n'étaient pas une "preuve absolue" de la vie martienne passée, mais plutôt des "indications dans cette direction".
J. William Schopf, un paléobiologiste de l'Université de Californie à Los Angeles, est l'un des derniers à avoir pris la parole au cours de cette journée. Il est spécialisé dans les fossiles de la Terre. «Je vais vous montrer les preuves les plus anciennes de la vie sur cette planète», a déclaré Schopf au public, et a montré une diapositive d'une chaîne de globules microscopiques fossilisés datant de 3, 465 milliards d'années qu'il avait trouvée en Australie. "Ce sont manifestement des fossiles", a déclaré Schopf, laissant entendre que les images martiennes de la NASA ne l'étaient pas. Il a conclu en citant l'astronome Carl Sagan: «Les demandes extraordinaires exigent des preuves extraordinaires."
Malgré le scepticisme de Schopf, l'annonce de la NASA a été bafouillée dans le monde entier. "Mars a vécu, des émissions de rock Météorite détient des preuves de la vie dans un autre monde", a déclaré le New York Times. "Les fossiles de la planète rouge peuvent prouver que nous ne sommes pas seuls", a déclaré The Independent of London .
Au cours des neuf dernières années, les scientifiques ont beaucoup apprécié les paroles de Sagan. Ils ont examiné la météorite martienne (qui est maintenant exposée au musée national d'histoire naturelle du Smithsonian) et, de nos jours, peu de gens croient qu'elle abritait des microbes martiens.
La controverse a amené les scientifiques à se demander comment ils pouvaient savoir si une odeur de goutte, de cristal ou de produits chimiques était un signe de vie, même sur Terre. Adebate a découvert certaines des preuves les plus anciennes de la vie sur Terre, y compris les fossiles que Schopf avait fièrement exposés en 1996. Ce débat soulève de grandes questions, notamment sur la première évolution de la vie sur Terre. Certains scientifiques avancent que, depuis quelques centaines de millions d'années, cette vie a peu ressemblé à la vie telle que nous la connaissons aujourd'hui.
Les chercheurs de la NASA tirent les leçons du débat sur la vie sur Terre jusqu'à Mars. Si tout se passe comme prévu, une nouvelle génération de rovers arrivera sur Mars au cours de la prochaine décennie. Ces missions intégreront une biotechnologie de pointe conçue pour détecter des molécules individuelles fabriquées par des organismes martiens, vivants ou morts depuis longtemps.
La recherche de la vie sur Mars est devenue plus urgente, en partie grâce aux sondes des deux rovers qui parcourent maintenant la surface de Mars et à un autre vaisseau spatial qui tourne autour de la planète. Ces derniers mois, ils ont fait une série de découvertes étonnantes qui, encore une fois, incitent les scientifiques à croire que Mars héberge la vie - ou l’a déjà fait dans le passé. Lors d'une conférence aux Pays-Bas en février, un auditoire d'experts de Mars a été interrogé sur la vie martienne. Quelque 75% des scientifiques ont déclaré qu'ils pensaient que la vie existait jadis et 25% d'entre eux pensent que Mars héberge la vie aujourd'hui.
La recherche des restes fossiles d'organismes unicellulaires primitifs tels que des bactéries a pris son envol en 1953, lorsque Stanley Tyler, géologue économique à l'Université du Wisconsin, déconcerté par les roches vieilles de 2, 1 milliards d'années qu'il avait rassemblées en Ontario, au Canada. . Ses roches noires vitreuses connues sous le nom de cherts étaient chargées de filaments microscopiques étranges et de boules creuses. Travaillant avec le paléobotoniste de Harvard Elso Barghoorn, Tyler a suggéré que les formes étaient en réalité des fossiles, laissés par d'anciennes formes de vie telles que les algues. Avant les travaux de Tyler et Barghoorn, peu de fossiles antérieurs à la période cambrienne avaient été découverts. À présent, les deux scientifiques affirmaient que la vie était présente bien plus tôt dans les 4, 55 milliards d’histoire de notre planète. Combien de temps il restait à découvrir plus tard.
Au cours des décennies suivantes, des paléontologues africains ont découvert des traces fossiles de bactéries microscopiques vieilles de 3 milliards d'années vivant dans des récifs marins gigantesques. Les bactéries peuvent également former ce qu'on appelle des biofilms, des colonies qui se développent en couches minces sur des surfaces telles que les rochers et le fond de l'océan, et les scientifiques ont trouvé des preuves solides de biofilms datant de 3, 2 milliards d'années.
Mais au moment de la conférence de presse de la NASA, la plus ancienne réclamation concernant des fossiles appartenait à William Schopf (UCLA), l'homme qui avait parlé avec scepticisme des découvertes de la NASA lors de la même conférence. Au cours des années 60, 70 et 80, Schopf était devenu un expert reconnu dans le domaine des formes de vie anciennes, découvrant des fossiles dans le monde entier, notamment des bactéries fossilisées vieilles de 3 milliards d'années en Afrique du Sud. Puis, en 1987, certains de ses collègues et lui-même ont déclaré avoir trouvé des fossiles microscopiques datant de 3, 465 milliards d’années sur un site appelé Warrawoona, dans l’ouest australien - ceux qu’il exposerait lors de la conférence de presse de la NASA. Les bactéries présentes dans les fossiles étaient si sophistiquées, indique Schopf, qu'elles indiquaient que «la vie était florissante à cette époque et qu'elle était donc bien plus ancienne qu'il y a 3, 5 milliards d'années».
Depuis lors, les scientifiques ont mis au point d'autres méthodes pour détecter les signes de la jeunesse de la vie sur Terre. L'une consiste à mesurer différents isotopes, ou formes atomiques, du carbone; le rapport des isotopes indique que le carbone faisait autrefois partie d'un être vivant. En 1996, une équipe de chercheurs a déclaré avoir trouvé la signature de la vie dans des roches du Groenland datant de 3, 83 milliards d’années.
Les signes de vie en Australie et au Groenland étaient remarquablement vieux, d'autant plus que la vie n'aurait probablement pas perduré sur Terre pendant les premiers centaines de millions d'années. En effet, les astéroïdes le bombardaient, faisaient bouillir les océans et stérilisaient probablement la surface de la planète il y a environ 3, 8 milliards d'années. Les preuves fossiles suggèrent que la vie est apparue peu après le refroidissement de notre monde. Comme Schopf l'a écrit dans son livre Cradle of Life, sa découverte de 1987 «nous dit que l'évolution initiale a très vite progressé».
Un démarrage rapide de la vie sur Terre pourrait signifier que la vie pourrait aussi émerger rapidement sur d'autres mondes, soit des planètes semblables à la Terre entourant d'autres étoiles, soit peut-être même d'autres planètes ou lunes de notre propre système solaire. Parmi ceux-ci, Mars a longtemps semblé le plus prometteur.
La surface de Mars aujourd'hui ne semble pas être le genre d'endroit propice à la vie. Il fait sec et froid, plongeant jusqu'à -220 degrés Fahrenheit. Sa fine atmosphère ne peut pas bloquer les rayons ultraviolets de l’espace, ce qui dévasterait tout être vivant connu à la surface de la planète. Mais Mars, aussi vieille que la Terre, aurait pu être plus hospitalière dans le passé. Les ravines et les lits de lac asséchés qui marquent la planète indiquent que l'eau y coulait autrefois. Les astronomes affirment également que les premières atmosphères de Mars étaient suffisamment riches en dioxyde de carbone piégeant la chaleur pour créer un effet de serre et réchauffer la surface. En d'autres termes, le début de Mars ressemblait beaucoup au début de la Terre. Si Mars avait été chaud et humide pendant des millions voire des milliards d’années, la vie aurait peut-être eu le temps de sortir. Lorsque les conditions à la surface de Mars se sont dégradées, la vie s’est peut-être éteinte là-bas. Mais les fossiles peuvent avoir été laissés derrière. Il est même possible que la vie ait survécu sur Mars sous la surface, à en juger par les microbes de la Terre qui se développent à des kilomètres sous terre.
Lorsque Mckay de la Nasa a présenté ses images de fossiles martiens à la presse ce jour-là, en 1996, un des millions de personnes qui les a vues à la télévision était un jeune microbiologiste britannique de l'environnement, Andrew Steele. Il venait juste d'obtenir un doctorat à l'Université de Portsmouth, où il étudiait des biofilms bactériens capables d'absorber la radioactivité provenant d'acier contaminé dans des installations nucléaires. Expert en microscopie d'images de microbes, Steele a obtenu le numéro de téléphone de McKay auprès de l'assistance-annuaire et l'a appelé. «Je peux vous obtenir une meilleure image que celle-là», dit-il, et convainc McKay de lui envoyer des fragments du météorite. Les analyses de Steele étaient si bonnes qu'il travailla bientôt pour la NASA.
Ironiquement, cependant, ses travaux sapent les preuves de la NASA: Steele découvrit que des bactéries terrestres avaient contaminé le météorite de Mars. Des biofilms se sont formés et se sont propagés par des fissures dans son intérieur. Les résultats de Steele n'ont pas démenti les fossiles martiens - il est possible que le météorite contienne à la fois des fossiles martiens et des contaminants antarctiques - mais il dit: "Le problème est de savoir comment faire la différence?" Dans le même temps, d'autres scientifiques ont souligné Les processus non vivants sur Mars auraient également pu créer les globules et les amas de magnétite que les scientifiques de la NASA avaient présentés comme preuves fossiles.
Mais McKay reste sur l'hypothèse que ses microfossiles viennent de Mars, affirmant qu'il s'agit d'un ensemble «cohérent avec une origine biologique possible». Toute explication alternative doit rendre compte de toutes les preuves, dit-il, et pas seulement d'un morceau à la fois.
La controverse a soulevé une question profonde dans l'esprit de nombreux scientifiques: que faut-il pour prouver la présence de la vie il y a des milliards d'années? en 2000, Martin Brasier, un paléontologue à Oxford, a emprunté les fossiles Warrawoona originaux au NaturalHistory Museum de Londres, et Steele et ses collègues ont étudié la chimie et la structure des roches. En 2002, ils ont conclu qu'il était impossible de dire si les fossiles étaient réels, soumettant essentiellement les travaux de Schopf au même scepticisme que celui-ci avait exprimé à propos des fossiles de Mars. «L'ironie ne m'a pas échappé», déclare Steele.
Schopf avait notamment proposé que ses fossiles soient des bactéries photosynthétiques capturant la lumière du soleil dans un lagon peu profond. Mais Brasier et Steele et leurs collègues ont conclu que les roches s'étaient formées dans de l'eau chaude chargée de métaux, peut-être autour d'un évent surchauffé au fond de l'océan - ce n'était pas le genre d'endroit où un microbe épris de soleil pourrait prospérer. Et l'analyse microscopique de la roche, dit Steele, était ambiguë, comme il l'a démontré un jour dans son laboratoire en faisant sauter une diapositive du chert Warrawoona sous un microscope connecté à son ordinateur. «Que regardons-nous là-bas?» Demande-t-il en choisissant un gribouillis au hasard sur son écran. «Des saletés anciennes coincées dans un rocher? Regardons-nous la vie? Peut-être peut-être. Vous pouvez voir avec quelle facilité vous pouvez vous tromper. Rien ne dit que les bactéries ne peuvent pas vivre dans cette situation, mais rien ne dit que vous regardez des bactéries. "
Schopf a répondu à la critique de Steele par de nouvelles recherches. En analysant plus en détail ses échantillons, il a découvert qu'ils étaient fabriqués à partir d'une forme de carbone appelée kérogène, ce qui serait normal dans les restes de bactéries. Schopf dit de ses critiques: "Ils aimeraient garder le débat en vie, mais les preuves sont accablantes."
Le désaccord est typique du domaine en évolution rapide. Le géologue Christopher Fedo de l'Université George Washington et le géochronologue Martin Whitehouse du Muséum suédois d'histoire naturelle ont contesté la trace moléculaire de 3, 8 milliards d'années du carbone léger du Groenland, affirmant que la roche s'était formée à partir de lave volcanique, beaucoup trop chaude pour que les microbes résister. D'autres réclamations récentes sont également sous l'assaut. Il y a de cela de nombreuses années, une équipe de scientifiques a fait la une des journaux en faisant état de minuscules tunnels dans des roches africaines vieilles de 3, 5 milliards d'années. Les scientifiques ont expliqué que les tunnels avaient été construits par des bactéries anciennes au moment de la formation de la roche. Mais Steele souligne que des bactéries pourraient avoir creusé ces tunnels des milliards d'années plus tard. «Si vous fréquentiez le London Underground de cette façon, dit Steele, vous diriez qu'il était âgé de 50 millions d'années, car c'est l'âge des roches qui l'entourent».
De tels débats peuvent sembler indécents, mais la plupart des scientifiques sont heureux de les voir se dérouler. «Cela va amener beaucoup de gens à se retrousser les manches et à chercher plus de choses», a déclaré le géologue du MIT, John Grotzinger. Certes, les débats portent sur les subtilités des archives fossiles, et non sur l’existence de microbes, il ya très longtemps. Même un sceptique comme Steele reste convaincu que les biofilms microbiens ont vécu il y a 3, 2 milliards d'années. «Vous ne pouvez pas les manquer», déclare Steele à propos de leurs filaments distinctifs ressemblant à des fibres visibles au microscope. Et pas même les critiques n'ont contesté les dernières nouvelles de Minik Rosing, du musée géologique de l'Université de Copenhague, qui ont trouvé la signature vitale à l'isotope de carbone dans un échantillon de roche datant de 3, 7 milliards d'années issu du Groenland - la plus ancienne preuve non contestée de la vie sur Terre. .
L'enjeu de ces débats n'est pas seulement le moment choisi pour l'évolution de la vie, mais aussi la voie empruntée. En septembre dernier, par exemple, Michael Tice et Donald Lowe de l’Université de Stanford ont décrit des tapis de microbes âgés de 3, 416 milliards d’années conservés dans des roches d’Afrique du Sud. Les microbes, disent-ils, ont effectué la photosynthèse mais n'ont pas produit d'oxygène par la même occasion. De nos jours, un petit nombre d'espèces bactériennes agissent de la même façon, la photosynthèse anoxygénique, et Tice et Lowe suggèrent que de tels microbes, plutôt que ceux classiquement photosynthétiques étudiés par Schopf et d'autres, ont prospéré au début de l'évolution de la vie. La découverte des premiers chapitres de la vie renseignera les scientifiques sur l'histoire de notre planète. Cela guidera également leur recherche de signes de vie ailleurs dans l'univers, à commencer par Mars.
En janvier 2004, les rovers Spirit et Opportunity de la NASA ont commencé à rouler dans le paysage martien. En quelques semaines, Opportunity avait trouvé la meilleure preuve à ce jour que l’eau coulait jadis à la surface de la planète. La chimie de la roche prélevée dans une plaine appelée Meridiani Planum indiquait qu’elle s’était formée des milliards d’années auparavant dans une mer peu profonde et depuis longtemps disparue. L'un des résultats les plus importants de la mission du rover, a déclaré Grotzinger, membre de l'équipe scientifique du rover, a été l'observation du robot selon laquelle les roches de Meridiani Planum ne semblaient pas avoir été écrasées ou cuites au point de donner des roches similaires à celles de la Terre. âge ont été - leur structure cristalline et la superposition restent intactes. Un paléontologue ne pourrait pas demander un meilleur endroit pour préserver un fossile pendant des milliards d'années.
L'année écoulée a été ponctuée de nombreux rapports fascinants. Une sonde en orbite et des télescopes au sol ont détecté du méthane dans l'atmosphère de Mars. Sur Terre, les microbes produisent de grandes quantités de méthane, bien qu’il puisse également être produit par l’activité volcanique ou des réactions chimiques dans la croûte terrestre. En février, des médias ont fait état d'une étude de la NASA qui aurait conclu que le méthane martien aurait pu être produit par des microbes souterrains. Le siège de la NASA a rapidement explosé, craignant peut-être une répétition de la frénésie médiatique entourant le météorite martien, et a déclaré qu'il ne disposait d'aucune donnée directe à l'appui des déclarations de sa vie sur Mars.
Mais quelques jours plus tard, des scientifiques européens ont annoncé qu'ils avaient détecté dans l'atmosphère martienne du formaldéhyde, un autre composé qui, sur Terre, est produit par des êtres vivants. Peu de temps après, des chercheurs de l'Agence spatiale européenne ont publié des images d'Elysium Plains, une région située le long de l'équateur de Mars. Selon eux, la texture du paysage montre que la région était un océan gelé il y a à peine quelques millions d'années - peu de temps, en temps géologique. La mer gelée est peut-être encore là aujourd’hui, ensevelie sous une couche de poussière volcanique. Certains chercheurs des goulottes martiennes affirment que les aquifères souterrains pourraient en produire l’origine, ce qui suggère que l’eau et les formes de vie qui en ont besoin pourraient être cachées sous la surface.
Andrew Steele est l'un des scientifiques qui conçoit la prochaine génération d'équipements permettant de détecter la vie sur Mars. L’un des outils qu’il envisage d’exporter sur Mars est appelé une micropuce, une lame de verre sur laquelle sont fixés différents anticorps. Chaque anticorps reconnaît et se verrouille sur une molécule spécifique, et chaque point d'un anticorps particulier a été conçu pour briller lorsqu'il trouve son partenaire moléculaire. Steele a des preuves préliminaires que le microréseau peut reconnaître les hopanes fossiles, des molécules trouvées dans les parois cellulaires des bactéries, dans les restes d'un biofilm vieux de 25 millions d'années.
En septembre dernier, Steele et ses collègues se sont rendus dans la difficile île de Svalbard, dans l'Arctique, où ils ont testé l'outil dans l'environnement extrême de la région avant de le déployer sur Mars. Pendant que des gardes norvégiens armés surveillaient les ours polaires, les scientifiques passaient des heures assis sur des roches froides à analyser des fragments de pierre. Le voyage a été un succès: les anticorps de la puce à ADN ont détecté des protéines fabriquées par des bactéries résistantes dans les échantillons de roche et les scientifiques ont évité de devenir un aliment pour les ours.
Steele travaille également sur un appareil appelé MASSE (Essais modulaires pour l'exploration du système solaire), qui devrait survivre lors d'une expédition sur Mars de l'Agence spatiale européenne en 2011. Il envisage le rover en train de broyer les roches en poudre, qui peut être placé dans MASSE, qui analysera les molécules avec un microréseau à la recherche de molécules biologiques.
Plus tôt, en 2009, la NASA lancera le robot scientifique Mars Science Laboratory. Il est conçu pour inspecter la surface des roches à la recherche de textures particulières laissées par les biofilms. Le laboratoire Mars peut également rechercher des acides aminés, des éléments constitutifs des protéines ou d’autres composés organiques. La découverte de tels composés ne prouverait pas l'existence de la vie sur Mars, mais cela renforcerait le dossier et inciterait les scientifiques de la NASA à regarder de plus près.
Aussi difficiles que puissent être les analyses sur Mars, elles sont rendues encore plus complexes par la menace de contamination. Neuf engins spatiaux ont visité Mars, à partir de Mars 2, une sonde soviétique qui s'est écrasée sur la planète en 1971, dans Opportunity and Spirit de la NASA. L'un d'entre eux aurait pu être porteur de microbes terrestres faisant de l'auto-stop. «Il se peut qu'ils aient atterri et qu'ils l'aient aimé là-bas, et que le vent puisse les souffler partout», explique Jan Toporski, géologue à l'université de Kiel, en Allemagne. Et le même jeu interplanétaire de voitures tamponneuses qui a balayé un morceau de Mars sur Terre aurait pu faire pleuvoir des morceaux de Terre sur Mars. Si l'une de ces roches terrestres était contaminée par des microbes, les organismes pourraient avoir survécu sur Mars - au moins pour un temps - et y laisser des traces dans la géologie. Néanmoins, les scientifiques sont confiants de pouvoir développer des outils permettant de distinguer les microbes terrestres importés des microbes martiens.
La découverte de signes de vie sur Mars n'est en aucun cas le seul objectif. «Si vous trouvez un environnement habitable et que vous ne le trouvez pas habité, cela vous dit quelque chose», dit Steele. «S'il n'y a pas de vie, alors pourquoi n'y a-t-il pas de vie? La réponse conduit à plus de questions. »La première serait ce qui rend la Terre si riche en vie si spéciale. En fin de compte, les efforts déployés pour détecter la vie primitive sur Mars pourraient s’avérer très précieux, ici même chez nous.
