MILLER

Stanley Miller 1930-2007

Stanley Lloyd Miller est né le 7 mars 1930 à Oakland, Californie. C'est est un biologiste américain considéré comme le père de la chimie des origines de la vie sur la Terre, en grande partie grâce à la célèbre expérience, dite Expérience de Miller-Urey.
A l'âge de 23 ans Stanley Miller travaille comme chercheur à l'Université de Chicago quand il réalise en 1953, l'expérience qui le rend célèbre.
Cette expérience lui permet de publier rapidement sa thèse de doctorat en 1954. Il se rend célèbre par ses travaux expérimentaux sur les origines de la vie et la recréation en laboratoire des conditions de la soupe originelle. Stanley Miller a publié plus de soixante articles scientifiques.
Au début des années 1950, il travaille dans le laboratoire du professeur Harold Urey, prix Nobel de Chimie en 1934 pour la découverte de l'hydrogène lourd, le deutérium.
Dès le début de ses études, Stanley Miller s'intéresse à la chimie primitive qui est à l'origine de la vie sur Terre. Il essaie de réunir les conditions susceptibles de permettre l'apparition des premières molécules dans une Terre prébiotique.
Harold Urey était persuadé que sur la Terre primitive existait une atmosphère contenant les éléments chimiques nécessaires aux structures des êtres vivants.
En 1953, pour vérifier la pertinence de cette théorie, Stanley Miller imagine une expérience physicochimique. L'appareillage est rempli d'une atmosphère de méthane, d'ammoniac et d'hydrogène.
Un ballon rempli d'eau simule un océan primitif (l'eau est chauffée par une résistance, ce qui contribue à enrichir l'atmosphère en vapeur d'eau). Deux électrodes, qui servent à produire des éclairs, fournissent l'énergie au système.

Après une semaine de fonctionnement, différents composés organiques dont 2% d'acides aminés primitifs, précipitent au fond du ballon.
Les acides aminés sont les maillons de base de toutes les chaines protéiques qui existent sur Terre.
Ces résultats furent confirmés tard par d'autres expériences mais entretemps, le concept de soupe de la vie originelle, connait un grand succès.
Presque immédiatement des critiques s'élèvent sur les conditions de l'expérience. Miller et Urey ont utilisé une atmosphère réductrice riche en hydrogène, (CH4, NH3, H2, H2O) et non pas une atmosphère oxydante.
L'atmosphère primitive privilégient plutôt une atmosphère non réductrice, principalement composée de CO2, or l'expérience de Stanley Miller ne fonctionne pas dans ce type d'atmosphère. Une atmosphère moins réductrice (dioxyde de carbone CO2, azote N2, eau H2O) qui provient du volcanisme donne de très mauvais rendements.
Cependant l'expérience de Miller est une étape intéressante dans l'évolution progressive vers la complexité. Il a placé au devant de la scène, la chimie organique dans l'eau et depuis un grand nombre d'expériences ont exploité ce filon.
Aujourd'hui, on crée de nombreux modèles pour résoudre le problème de l'apparition des molécules organiques. Les scientifiques arrivent à produire de nombreuses petites molécules biologiques (acides aminés, sucres, bases nucléiques) dans des conditions pré biotiques, en laboratoires.
Les expériences de Miller et les modèles qui en sont dérivés ne fournissent pas d'explication sur les étapes qui mènent finalement aux cellules vivantes.
Stanley Lloyd Miller est mort d'un arrêt cardiaque, le 20 mai 2007 sans avoir jamais reçu le prix Nobel.

Image : Stanley Lloyd Miller prix Nobel de Chimie en 1934 pour la découverte de l'hydrogène lourd, le deutérium.
Usage non commercial, éducatif uniquement.

La vie n'est plus un privilège terrien

La vie n'est peut-être plus un privilège terrien.
En 1865, l'allemand Hermann Richter estime que l'on fait fausse route en cherchant les origines de la vie sur notre planète. La vie pourrait venir des profondeurs de l'espace, et la Terre aurait très bien pu être ensemencée par des particules célestes grouillants d'êtres vivants, les cosmozoaires. Enfouis au cœur des météorites, ces derniers pourraient traverser l'atmosphère terrestre sans subir de dommage. Cette théorie est considérée avec sérieux par la plupart des scientifiques. Cette théorie, qui affirme que la vie vient du cosmos, porte le nom de panspermie.
Aussi séduisante soit-elle, la panspermie ne fait cependant que repousser le mystère des origines de la vie, en le déplaçant de la Terre vers l'espace.
Si la vie est née en même temps que l'Univers et qu'elle existe depuis toujours, cela explique sa présence sur Terre, sans pour autant résoudre le problème de son apparition dans l'Univers. Cependant la synthèse de molécules organiques semble être un phénomène très courant dans l'espace. Dans le vide interstellaire, les scientifiques ont recensé quelques 120 molécules organiques comportant entre 2 à 13 atomes de carbone. De nombreux corps extraterrestres, comètes et météorites contiennent également une foule de molécules organiques plus ou moins complexes.

L'homme s'interroge maintenant sur le caractère universel du couple carbone/eau. Cette combinaison qui a abouti à la formation des êtres vivants, n'est certainement pas la seule que la Nature a, à sa disposition.
L'ammoniac, constitué d'un atome d'azote relié à trois atomes d'hydrogène (NH3), possède des propriétés physiques proches de celle de l'eau mais contrairement à cette dernière, l'ammoniac n'est liquide qu'entre -78°C et -33°C. Les réactions chimiques pouvant se dérouler dans ce solvant sont donc beaucoup plus lentes que celles prenant place dans l'eau (la vitesse des réactions diminuant avec la température).
En suivant un raisonnement similaire, les exobiologistes ont spéculé sur l'existence de formes de vie bâties non plus sur du carbone, mais sur un atome aux propriétés analogues, le silicium situé juste en dessous du carbone dans la classification périodique des éléments de Mendeleïev, le silicium est lui aussi tétravalent (c'est à dire qu'il peut former quatre liaisons avec d'autres atomes, tout comme le carbone).
Mais ces liaisons sont beaucoup trop solides et nécessitent beaucoup trop d'énergie pour être rompues et autoriser ainsi les innombrables réactions indispensables au vivant.
L'Univers ne semble pas s'être amusé avec le silicium.

Image : L'expérience de Stanley Miller.
L'appareillage est rempli d'une atmosphère de méthane, d'ammoniac et d'hydrogène. Un ballon rempli d'eau simule un océan primitif (l'eau est chauffée par une résistance, ce qui contribue à enrichir l'atmosphère en vapeur d'eau). Deux électrodes, qui servent à produire des éclairs, fournissent l'énergie au système.
Après une semaine de fonctionnement, différents composés organiques dont des acides aminés précipitent au fond du ballon.