La fin d'un mythe : l'expérience de Miller
Afin
de vérifier la thèse de l'évolution chimique, Stanley Miller décide
de simuler en laboratoire la composition chimique de l'atmosphère
primitive terrestre telle que les géochimistes la concevaient
à l'époque (début des années 1950).
Il
conçoit donc un système en verre, avec deux ballons reliés par
des tubulures. Un petit ballon situé en bas du montage est rempli
d'eau et porté à 80°C. Il est connecté par l'intermédiaire de
deux tubulures, une chauffée et l'autre refroidie, à un ballon
supérieur, équipé de deux électrodes qui permettent d'établir
une décharge électrique entre elles.
Miller introduit un mélange de méthane, hydrogène, ammoniac qui
s'ajoutent à la vapeur d'eau générée par le ballon inférieur.
Après plusieurs jours de décharges électriques dans ce milieu
gazeux, en présence d'eau liquide, simulant l'évolution de l'atmosphère
primitive terrestre en présence des océans, sous l'influence des
sources d'énergie variées disponibles, Miller analyse chimiquement
la solution aqueuse.
Il y trouve de nombreux composés organiques, en particulier le
formaldéhyde (HCHO) et l'acide cyanhydrique (HCN) ainsi que des
composés d'intérêt biologique : des acides aminés.
Le problème est que l'atmosphère terrestre primitive n'était sans
doute pas constituée de ce que croyaient les chercheurs des années
50 :
-
- pas de quantités importantes de H2 qui est un gaz
léger s'évadant facilement d'une petite planète relativement
chaude comme la Terre,
-
- l'ammoniac est trop facilement détruit par le rayonnement
UV,
- -
la Terre contenait plus de gaz carbonique que de méthane : la
présence de CO2 semble indispensable pour maintenir
par effet de serre une température de surface permettant à l'eau
de rester liquide.
Hors,
au fil des expériences réalisées avec diverses compositions, il
apparaît que seul un mélange gazeux chimiquement réducteur (présence
de carbone sous forme de méthane, de monoxyde de carbone, ou encore
de gaz carbonique, en présence d'une large fraction d'hydrogène)
peut conduire à la synthèse des briques du vivant (quelques-unes
mais pas toutes).
Un mélange chimiquement oxydé (carbone présent sous forme de gaz
carbonique avec absence ou une fraction très minoritaire d'hydrogène)
ne permet ni la synthèse de composés d'intérêt biologique, ni
celle de composés organiques.
Aujourd'hui, l'expérience de Miller reste un évènement historique
et symbolique du départ de l'expérimentation en chimie prébiotique,
mais n'est plus considérée comme une donnée applicable à l'origine
de la vie sur Terre.
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