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Environnements prébiotiques

 

L’objectif est de mieux comprendre la transition du monde minéral au monde pré-biotique puis au monde cellulaire, et les cycles biogéochimiques associés.

La formation puis la stabilisation de composés organiques précurseurs des molécules du vivant est une étape essentielle à l'émergence de la vie. Dans l'hypothèse d'une émergence de la vie en contexte hydrothermal océanique, un nouveau volet expérimental et analytique a pour objectif de comprendre les processus de production de composés carbonés (organiques et inorganiques ; e.g. CH4, hydrocarbures aliphatiques à chaînes courtes, carbonates) lors de l’altération hydrothermale de roches basiques et ultrabasiques abondantes à l’Hadéen (4,5-3,8 Ga).

Ce volet complète l’étude des systèmes hydrothermaux naturels qui ont fait l’objet de différentes campagnes océanographiques (Figure) nationales et internationales.

La mesure des cinétiques réactionnelles et de la variabilité des produits en fonction des conditions physico-chimiques, l’automatisation des systèmes de prélèvements et la caractérisation des composés organiques potentiellement contenus dans les roches et les fluides (µGC couplé aux réacteurs hydrothermaux), constituent les technologies novatrices appliquées à ces travaux (Figure; M. Andréani et coll.). Outre leur intérêt fondamental pour la compréhension des substrats et des sources d’énergie à l’origine de la Vie, ces études ont un fort potentiel (bio) technologiques pour l’amélioration des procédés de production abiotique d’hydrogène, ou de valorisation du CO2 (stockage géologique ou production d’hydrocarbures).

Une autre étape importante pour l’émergence de la Vie est la concentration et la polymérisation des briques élémentaires du vivant : ADN, ARN, acides aminés. Toujours dans un contexte hydrothermal plausible pour l’origine de la vie dans l’océan Hadéen, nous (I. Daniel et coll.) examinons le rôle et la capacité d’adsorption des surfaces des minéraux caractéristiques de ces environnements. Ils résultent de l’altération hydrothermale des péridotites, komatiites, basaltes et gabbros. Les isothermes d’adsorption sont mesurées dans les conditions idoines aux conditions ambiantes et en conditions hydrothermales et leur interprétation est complétée par des analyses in situ (spectroscopie Raman) et ex situ (spectroscopies IR et RX, RMN) des molécules adsorbées et par des calculs théoriques. De nouveaux réacteurs hydrothermaux ont été spécifiquement créés pour cette thématique de recherche (Figure). Le travail engagé est actuellement soutenu par l’ANR – projet PREBIOM (Primitive Earth Biomolecules Interacting with Oceanic Minerals; coordinatrice I. Daniel).

ParticipantsMuriel Andréani (MCF), Isabelle Daniel (Pr), Ulysse Pedreira-Segade (doctorant), Pablo Garcia del Real (post-doc), Jihua Hao (post-doc).