L’ISS : recherches sur la théorie de la panspermie

Parmi les théories sur l’apparition de la vie sur Terre, il y a celle de la panspermie, où des formes microscopiques de vie auraient été dispersées dans l’espace interplanétaire, par exemple par des astéroïdes, et ainsi auraient semé la vie d’une planète à une autre.

L’eau sur une planète = signe de vie ? (photo libre de droit de Cristian Palmer)

Les signes de « vie » potentielle et d’eau sur d’autres planètes et corps cosmiques renforcent cette théorie. Mais comment ces « graines de vie » survivent-elles à l’espace, un milieu hostile, froid et soumis à de fortes radiations ?

Tanpopo pour tester la théorie de la panspermie

L’expérience Tanpopo (pissenlit en japonais, une espèce végétale dont les graines sont disséminées par le vent) s’est déroulée à l’ISS de mai 2015 à février 2018.

Son objectif : tester l’hypothèse de la panspermie et vérifier l’origine possible des composés organiques transportés depuis l’espace par les micrométéorites.

Tanpopo a regardé si des micro-organismes peuvent s’échapper de la Terre et atteindre d’autres corps célestes (comme Mars et Jupiter).

Logo de l’expérience Tanpopo (crédit Université de Tokyo de pharmacie et des sciences de la vie)

Pour cette étude, des plaquettes ont été exposées dans l’espace sur le mécanisme ExHam (Exposed Experiment Handrail Attachment Mechanism) de l’ISS, au niveau du module JEM (Japonese Exposure Facility) du laboratoire japonais Kibo. Elles ont été placées à l’extérieur et ensuite rentrées pour retour sur Terre et analyses grâce au bras robotique du module Kibo.

Schéma représentant l’emplacement du mécanisme ExHam (Exposed Experiment Handrail Attachment Mechanism sur le Exposed Facility du module d’expérimentation japonais (JEM) KIBO de l’ISS (crédit JAXA)

Des blocs d’aérogel en silice ont capturé des microparticules en orbite (micrométéorites, débris spatiaux et particules terrestres transportant des microbes sous forme de bioaérosols) et des panneaux d’exposition contenant des espèces microbiennes et des composés organiques ont été soumis à l’environnement spatial pendant 3 ans.

L’expérience Tantopo installée sur l’ISS (crédit JAXA/NASA)

Les chercheurs japonais de l’expérience Tanpopo, dirigés par le professeur Yamagishi de l’Université de Tokyo, ont ainsi étudié la résistance à l’environnement spatial des bactéries Déinocoques, l’un des organismes les plus résistants aux radiations sur Terre. En effet, il y a douze ans, Yamagishi et son équipe avaient utilisé un avion et des ballons pour retracer quels microbes peuvent être présents dans la haute atmosphère ou la troposphère. Des Deinococcus Radiodurans avaient alors été trouvées jusqu’à environ 12 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre. 

Hypothèses sur les mécanismes de transfert de microbes dans la stratosphère. Les flèches rouges indiquent les altitudes possibles auxquelles les microbes terrestres peuvent atteindre par chaque mécanisme respectif (crédit Akihiko Yamagishi)

Pour l’expérience sur l’ISS, ils ont placé des échantillons de différentes épaisseurs de Deinococcus séchés sur l’ExHam.

Les résultats de l’expérience Tanpopo ont été publiés en août 2020 dans la revue Frontiers in Microbiology.

Les chercheurs ont découvert que toutes les unités de plus de 0,5 millimètre survivaient partiellement dans l’espace. Bien que les bactéries à la surface des agrégats bactériens soient mortes, elles ont créé une couche protectrice pour les micro-organismes en dessous, assurant la survie de toute la colonie. Les bactéries restantes en dessous ont ainsi survécu malgré la déshydratation pendant plusieurs années.

La section transversale d’une unité d’exposition. Un treillis métallique est placé en haut de la fenêtre pour éviter la dispersion des fenêtres accidentellement brisées. Les puits de la plaque d’échantillon supérieure ont été remplis de cellules déinococciques à différentes profondeurs. La plaque d’échantillons inférieure est destinée aux échantillons témoins sombres (crédit Akihiko Yamagishi)

Les auteurs ont calculé qu’un granule d’une épaisseur de plus de 0,5 millimètre peut vivre à la surface d’un vaisseau spatial pendant 15 à 45 ans. C’est assez pour supporter les voyages interplanétaires. Et dans l’espace extra-atmosphérique, selon les chercheurs, une colonie d’un diamètre d’environ un millimètre peut potentiellement survivre jusqu’à huit ans. C’est un argument sérieux en faveur de l’hypothèse de la panspermie, qui suppose la possibilité de transférer des organismes d’une planète à une autre à travers l’espace avec les comètes et les astéroïdes.

Les chercheurs notent la limitation suivante à l’expérience : ils n’ont étudié que le séjour des bactéries dans l’espace, sans tenir compte des conditions de séparation d’une planète et d’atterrissage sur une autre, qui nécessitent une évaluation séparée.

L’équipe de recherche de Tanpopo, au centre le Professeur Akihiko Yamagishi (crédit Jaxa)

« L’origine de la vie sur Terre est le plus grand mystère« , a déclaré le directeur de la recherche Akihiko Yamagishi, dans un communiqué de presse universitaire. « Les scientifiques peuvent avoir des points de vue complètement différents sur cette question. Certains pensent que la vie est unique et n’est arrivée qu’une seule fois dans l’univers, tandis que d’autres pensent que cela se produit sur toutes les planètes appropriées. Si la panspermie est possible, la vie devrait se produire beaucoup plus souvent que nous ne le pensions auparavant. Les résultats montrent que les déinocoques radio-résistants peuvent survivre pendant le voyage de la Terre à Mars ou vice versa, qui dure plusieurs mois ou années selon l’orbite« .

Théorie de la massapanspermie

Les travaux des biologistes japonais sont la meilleure preuve à ce jour de la survie des bactéries dans l’espace. Des expériences antérieures ont montré que les bactéries peuvent subir des voyages interplanétaires à la surface de corps pierreux, protégés d’un côté par leur surface, c’est l’hypothèse de la lithopanspermie. 

Représentation de la lithopanspermie (via ww.scienceinschool.org/)

Le professeur Yamagishi a expliqué que les bactéries « ont de multiples copies de génomes et une capacité accrue à réparer les dommages causés à l’ADN ». Lorsque les échantillons ont été réhydratés, les bactéries se sont réparées. Yamagishi a appelé cette découverte la théorie de la «massapanspermie».

« Le temps moyen nécessaire pour que les objets se transfèrent entre Mars et la Terre est d’environ des dizaines de millions d’années« , a déclaré Yamagishi. « Cependant, dans l’orbite la plus courte, cela ne prend que des mois ou des années, bien que la fréquence soit très faible. Si les microbes sur Terre devaient faire de l’auto-stop lors d’un voyage vers Mars, il reste indéterminé si les bactéries survivraient plus de 45 ans.« 

Au-delà de la vérification de la théorie de la panspermie, cette expérience renforce la problématique de la non contamination d’un autre corps céleste que la Terre lors de l’exploration spatiale. Les micro-organismes présents à la surface d’un vaisseau spatial peuvent survivre pendant une longue période de temps et il va être nécessaire de développer de nouvelles mesures afin de ne pas introduire une grande quantité de micro-organismes dérivés de la Terre. La prudence pour les missions de retour d’échantillons de Mars ou d’astéroïdes devra être décuplée sans doute.

Source principale au-delà de la publication : https://www.toyaku.ac.jp/lifescience/newstopics/2020/0826_3998.html

Photo de couverture libre de droits : Vino Li (+ ISS par NASA)

Publicités

1 Comment

Laisser un commentaire

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.