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La vie est peut-être apparue sur Mars avant la Terre


La récente découverte révélant que Mars aurait pu soutenir la vie microbienne soulève la possibilité que la vie ait pu évoluer sur Mars avant de se développer sur Terre.

Selon les chercheurs, les conditions favorables à la vie sur Mars correspondent à une période d'environ 3,8 milliards d'années, ce qui est comparable à celui de la Terre.

Les scientifiques ont émis l'hypothèse que la vie aurait pu commencer sur Mars, puis se rendre sur Terre sur un astéroïde. La dynamique orbitale a montré qu'il est beaucoup plus facile pour les roches de voyager de Mars à la Terre que dans l'autre sens.

Le Mars Curiosity Rover n'a pas encore trouvé de preuves concluantes de la vie sur Mars mais continue ses investigations sur la planète rouge.

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    Y avait-il de la vie sur Mars ?

    Après avoir voyagé plus de six mois dans l'espace, le dernier rover de la NASA a atterri sur la planète rouge le 18 février. L'engin explorateur a atterri dans une zone qui a peut-être abrité la vie sur ce qui était autrefois une Mars inondée d'eau il y a des milliards d'années. La planète est maintenant un désert gelé.

    En développement depuis des décennies, le rover Perseverance est équipé de tout ce dont il a besoin pour traverser le bord d'un ancien lit de lac, le cratère Jezero, à la recherche de preuves microscopiques de la vie ancienne.

    Ce n'était pas un simple voyage. Le voyage vers Mars a pris 203 jours à Persévérance pour parcourir 293 millions de kilomètres pour atteindre la planète.

    À cette distance, les communications entre l'atterrisseur et le contrôle au sol prennent 11 minutes à transmettre. Les ondes radio ne peuvent se déplacer qu'à la vitesse de la lumière, donc à cette distance, le décalage s'applique même aux transmissions les plus rapides. Cela signifiait que le vaisseau spatial devait naviguer et décider lui-même où atterrir en fonction de la mission.

    L'atterrisseur, malgré ces défis, est entré avec succès dans l'atmosphère mince de Mars, baisser la persévérance en toute sécurité sur la surface rocheuse.

    Ce n'était pas le premier rodéo de la NASA. À ce jour, l'agence spatiale a atterri en toute sécurité neuf fois sur Mars. Persévérance marque la cinquième fois que la NASA fait atterrir un rover.

    Au fil des ans, d'autres agences spatiales se sont également aventurées sur la planète rouge. Les voyages de la Terre à Mars menés par l'Agence spatiale européenne, le programme spatial de l'ex-Union soviétique (aujourd'hui Roscosmos de la Fédération de Russie) et bien d'autres se sont poursuivis depuis les années 60.

    À ce jour, il y a eu sept tentatives en dehors de la NASA d'atterrir sur Mars. De ces tentatives, cependant, une seule - Mars 3 - de l'ex-Union soviétique a réussi en 1971. (Depuis la publication de cet article, La Chine a réussi à faire atterrir un rover sur Mars.)

    Le rover Perseverance est entré dans l'histoire en atterrissage dans le cratère Jezero auparavant inexploré.


    Contenu

    Les calottes glaciaires polaires de Mars ont été découvertes au milieu du XVIIe siècle. [ citation requise ] À la fin du XVIIIe siècle, William Herschel a prouvé qu'ils croissent et rétrécissent alternativement, en été et en hiver de chaque hémisphère. Au milieu du XIXe siècle, les astronomes savaient que Mars avait certaines autres similitudes avec la Terre, par exemple que la durée d'un jour sur Mars était presque la même qu'un jour sur Terre. Ils savaient également que son inclinaison axiale était similaire à celle de la Terre, ce qui signifiait qu'elle connaissait des saisons tout comme la Terre, mais presque le double de la longueur en raison de son année beaucoup plus longue. Ces observations ont conduit à une augmentation de la spéculation selon laquelle les éléments d'albédo les plus sombres étaient de l'eau et les plus brillants étaient la terre, d'où la spéculation sur la possibilité que Mars soit habitée par une forme de vie. [17]

    En 1854, William Whewell, membre du Trinity College de Cambridge, a émis l'hypothèse que Mars avait des mers, des terres et peut-être des formes de vie. [18] Les spéculations sur la vie sur Mars ont explosé à la fin du XIXe siècle, à la suite de l'observation au télescope par certains observateurs de canaux martiens apparents, qui se sont avérés plus tard être des illusions d'optique. Malgré cela, en 1895, l'astronome américain Percival Lowell a publié son livre Mars, suivie par Mars et ses canaux en 1906, [19] proposant que les canaux étaient l'œuvre d'une civilisation disparue depuis longtemps. [20] Cette idée a conduit l'écrivain britannique H. G. Wells à écrire La guerre des mondes en 1897, racontant une invasion d'extraterrestres venus de Mars qui fuyaient la dessiccation de la planète. [21]

    L'analyse spectroscopique de l'atmosphère de Mars a commencé sérieusement en 1894, lorsque l'astronome américain William Wallace Campbell a montré que ni l'eau ni l'oxygène n'étaient présents dans l'atmosphère martienne. [22] L'observateur influent Eugène Antoniadi a utilisé le télescope à ouverture de 83 cm (32,6 pouces) de l'observatoire de Meudon à l'opposition de Mars en 1909 et n'a vu aucun canal, les remarquables photos de Mars prises au nouveau dôme de Baillaud à l'observatoire du Pic du Midi a également apporté un discrédit formel à la théorie des canaux martiens en 1909, [23] et la notion de canaux a commencé à tomber en disgrâce. [22]

    Les attributs chimiques, physiques, géologiques et géographiques façonnent les environnements sur Mars. Les mesures isolées de ces facteurs peuvent être insuffisantes pour juger un environnement habitable, mais la somme des mesures peut aider à prédire des emplacements avec un potentiel d'habitabilité plus ou moins grand. [24] Les deux approches écologiques actuelles pour prédire l'habitabilité potentielle de la surface martienne utilisent 19 ou 20 facteurs environnementaux, en mettant l'accent sur la disponibilité de l'eau, la température, la présence de nutriments, une source d'énergie et la protection contre l'ultraviolet solaire et le cosmique galactique. radiation. [25] [26]

    Les scientifiques ne connaissent pas le nombre minimum de paramètres pour déterminer le potentiel d'habitabilité, mais ils sont certains qu'il est supérieur à un ou deux des facteurs du tableau ci-dessous. [24] De même, pour chaque groupe de paramètres, le seuil d'habitabilité de chacun est à déterminer. [24] Les simulations en laboratoire montrent que chaque fois que plusieurs facteurs létaux sont combinés, les taux de survie chutent rapidement. [27] Il n'y a pas encore de simulations complètes de Mars qui incluent tous les facteurs biocides combinés. [27] En outre, la possibilité que la vie martienne ait des exigences de biochimie et d'habitabilité très différentes de celles de la biosphère terrestre est une question ouverte.

      (par exemple, Zn, Ni, Cu, Cr, As, Cd, etc., certains essentiels, mais toxiques à des niveaux élevés)
    • Sols oxydants répartis dans le monde
    • Température
    • Fluctuations diurnes extrêmes de la température
    • Basse pression (Y a-t-il un seuil de basse pression pour les anaérobies terrestres ?)
    • Forte irradiation germicide ultraviolette et événements de particules solaires (effets cumulés à long terme)
    • Oxydants volatils induits par les UV solaires, par exemple O2 − , O − , H2O2, ô3
    • Climat/variabilité (géographie, saisons, variations diurnes et éventuellement obliquité)
    • Substrat (processus du sol, microenvironnements rocheux, composition de la poussière, blindage)
    • CO élevé2 concentrations dans l'atmosphère globale
    • Transport (éolien, écoulement souterrain, eau de surface, glaciaire)

    Modifier passé

    Des modèles récents ont montré que, même avec un CO dense2 l'atmosphère, Mars au début était plus froide que la Terre ne l'a jamais été. [28] [29] [30] [31] Des conditions transitoirement chaudes liées aux impacts ou au volcanisme pourraient avoir produit des conditions favorisant la formation des réseaux de vallées noachiennes tardives, même si les conditions globales noachiennes moyennes étaient probablement glaciales. Le réchauffement local de l'environnement par le volcanisme et les impacts aurait été sporadique, mais il aurait dû y avoir de nombreux événements d'écoulement d'eau à la surface de Mars. [31] Les preuves minéralogiques et morphologiques indiquent une dégradation de l'habitabilité à partir du milieu de l'Hesperian. Les causes exactes ne sont pas bien comprises, mais peuvent être liées à une combinaison de processus, notamment la perte de l'atmosphère primitive, ou l'érosion par impact, ou les deux. [31]

    La perte du champ magnétique martien a fortement affecté les environnements de surface par la perte atmosphérique et l'augmentation du rayonnement, ce changement a considérablement dégradé l'habitabilité de la surface. [33] Lorsqu'il y avait un champ magnétique, l'atmosphère aurait été protégée de l'érosion par le vent solaire, qui assurerait le maintien d'une atmosphère dense, nécessaire à l'existence d'eau liquide à la surface de Mars. [34] La perte de l'atmosphère s'est accompagnée d'une baisse des températures. Une partie de l'inventaire d'eau liquide s'est sublimée et a été transportée vers les pôles, tandis que le reste s'est retrouvé piégé dans le pergélisol, une couche de glace souterraine. [31]

    Les observations sur Terre et la modélisation numérique ont montré qu'un impact de formation de cratère peut entraîner la création d'un système hydrothermal durable lorsque de la glace est présente dans la croûte. Par exemple, un grand cratère de 130 km pourrait soutenir un système hydrothermal actif jusqu'à 2 millions d'années, c'est-à-dire assez longtemps pour que la vie microscopique émerge, [31] mais il est peu probable qu'il ait progressé plus loin sur la voie de l'évolution. [35]

    Des échantillons de sol et de roche étudiés en 2013 par la NASA Curiosité les instruments de bord du rover ont apporté des informations supplémentaires sur plusieurs facteurs d'habitabilité. [36] L'équipe du rover a identifié certains des ingrédients chimiques clés de la vie dans ce sol, notamment le soufre, l'azote, l'hydrogène, l'oxygène, le phosphore et peut-être le carbone, ainsi que des minéraux argileux, suggérant un environnement aqueux d'antan, peut-être un lac. ou un ancien lit de cours d'eau qui avait une acidité neutre et une faible salinité. [36] Le 9 décembre 2013, la NASA a signalé que, sur la base de preuves de Curiosité étudiant Aeolis Palus, le cratère Gale contenait un ancien lac d'eau douce qui aurait pu être un environnement hospitalier pour la vie microbienne. [37] [38] La confirmation que de l'eau liquide coulait autrefois sur Mars, l'existence de nutriments et la découverte antérieure d'un champ magnétique passé qui protégeait la planète du rayonnement cosmique et solaire, [39] [40] ensemble suggèrent fortement que Mars aurait pu avoir les facteurs environnementaux pour soutenir la vie. [41] [42] L'évaluation de l'habitabilité passée n'est pas en elle-même la preuve que la vie martienne a jamais réellement existé. Si c'était le cas, il s'agissait probablement d'une substance microbienne, existant en commun dans les fluides ou sur les sédiments, en liberté ou sous forme de biofilms, respectivement. [33] L'exploration d'analogues terrestres fournit des indices sur comment et où rechercher au mieux des signes de vie sur Mars. [43]

    L'impactite, dont il a été démontré qu'elle préservait les signes de vie sur Terre, a été découverte sur Mars et pourrait contenir des signes de vie ancienne, si la vie avait jamais existé sur la planète. [44]

    Le 7 juin 2018, la NASA a annoncé que le Curiosité rover avait découvert des molécules organiques dans des roches sédimentaires datant de trois milliards d'années. [45] [46] La détection de molécules organiques dans les roches indique que certains des éléments constitutifs de la vie étaient présents. [47] [48]

    Présent Modifier

    En théorie, si la vie existe (ou existait) sur Mars, des preuves de vie pourraient être trouvées, ou mieux préservées, dans le sous-sol, loin des conditions de surface difficiles d'aujourd'hui. [49] La vie actuelle sur Mars, ou ses biosignatures, pourrait se produire à des kilomètres sous la surface, ou dans des points chauds géothermiques souterrains, ou elle pourrait se produire à quelques mètres sous la surface. La couche de pergélisol sur Mars n'est qu'à quelques centimètres sous la surface, et les saumures salées peuvent être liquides quelques centimètres en dessous mais pas loin. L'eau est proche de son point d'ébullition même aux points les plus profonds du bassin de l'Hellas, et ne peut donc rester liquide longtemps à la surface de Mars dans son état actuel, sauf après une soudaine libération d'eau souterraine. [50] [51] [52]

    Jusqu'à présent, la NASA a poursuivi une stratégie de "suivre l'eau" sur Mars et n'a pas cherché de biosignatures pour la vie là-bas directement depuis le Viking missions. Le consensus des astrobiologistes est qu'il peut être nécessaire d'accéder au sous-sol martien pour trouver des environnements actuellement habitables. [49]

    Rayonnement cosmique Modifier

    En 1965, la sonde Mariner 4 a découvert que Mars n'avait pas de champ magnétique global qui protégerait la planète du rayonnement cosmique potentiellement mortel et les observations du rayonnement solaire faites à la fin des années 1990 par le Mars Global Surveyor ont confirmé cette découverte. [53] Les scientifiques spéculent que le manque de blindage magnétique a aidé le vent solaire à emporter une grande partie de l'atmosphère de Mars au cours de plusieurs milliards d'années. [54] En conséquence, la planète a été vulnérable au rayonnement de l'espace pendant environ 4 milliards d'années. [55]

    Récent in situ données de Curiosité rover indique que le rayonnement ionisant des rayons cosmiques galactiques (GCR) et des événements de particules solaires (SPE) peut ne pas être un facteur limitant dans les évaluations d'habitabilité pour la vie à la surface actuelle sur Mars. Le niveau de 76 mGy par an mesuré par Curiosité est similaire aux niveaux à l'intérieur de l'ISS. [56]

    Effets cumulatifs Modifier

    Curiosité le rover a mesuré des niveaux de rayonnement ionisant de 76 mGy par an. [57] Ce niveau de rayonnement ionisant est stérilisant pour la vie dormante à la surface de Mars. Son habitabilité varie considérablement en fonction de son excentricité orbitale et de l'inclinaison de son axe. Si la vie à la surface a été réanimée il y a à peine 450 000 ans, les rovers sur Mars pourraient trouver une vie dormante mais toujours viable à une profondeur d'un mètre sous la surface, selon une estimation. [58] Même les cellules les plus robustes connues ne pourraient pas survivre au rayonnement cosmique près de la surface de Mars puisque Mars a perdu sa magnétosphère et son atmosphère protectrices. [59] [60] Après avoir cartographié les niveaux de rayonnement cosmique à différentes profondeurs sur Mars, les chercheurs ont conclu qu'avec le temps, toute vie dans les premiers mètres de la surface de la planète serait tuée par des doses mortelles de rayonnement cosmique. [59] [61] [62] L'équipe a calculé que les dommages cumulés à l'ADN et à l'ARN par le rayonnement cosmique limiteraient la récupération de cellules dormantes viables sur Mars à des profondeurs supérieures à 7,5 mètres sous la surface de la planète. [61] Même les bactéries terrestres les plus tolérantes aux radiations survivraient à l'état de spores dormantes à seulement 18 000 ans à la surface à 2 mètres - la plus grande profondeur à laquelle le rover ExoMars sera capable d'atteindre - le temps de survie serait de 90 000 à un demi-million. années, selon le type de roche. [63]

    Les données collectées par l'instrument du détecteur d'évaluation des rayonnements (RAD) à bord du Curiosité Le rover a révélé que la dose absorbée mesurée est de 76 mGy/an à la surface [64] et que « les rayonnements ionisants influencent fortement les compositions et structures chimiques, en particulier pour l'eau, les sels et les composants sensibles à l'oxydoréduction tels que les molécules organiques ». [64] Quelle que soit la source des composés organiques martiens (météoriques, géologiques ou biologiques), ses liaisons carbonées sont susceptibles de se rompre et de se reconfigurer avec les éléments environnants en ionisant le rayonnement de particules chargées. [64] Ces estimations améliorées du rayonnement souterrain donnent un aperçu du potentiel de préservation des biosignatures organiques possibles en fonction de la profondeur ainsi que des temps de survie des formes de vie microbiennes ou bactériennes laissées en sommeil sous la surface. [64] Le rapport conclut que la in situ « les mesures de surface et les estimations du sous-sol limitent la fenêtre de préservation de la matière organique martienne après l'exhumation et l'exposition aux rayonnements ionisants dans les premiers mètres de la surface martienne. » [64]

    En septembre 2017, la NASA a signalé que les niveaux de rayonnement à la surface de la planète Mars avaient temporairement doublé et étaient associés à une aurore 25 fois plus lumineuse que toutes celles observées auparavant, en raison d'une tempête solaire majeure et inattendue au milieu du mois. [65]

    Rayonnement UV Modifier

    Sur le rayonnement UV, un rapport de 2014 conclut [66] que « [L]'environnement de rayonnement UV martien est rapidement mortel pour les microbes non protégés, mais peut être atténué par les tempêtes de poussière mondiales et complètement protégé par < 1 mm de régolithe ou par d'autres organismes. De plus, des recherches en laboratoire publiées en juillet 2017 ont démontré que les perchlorates irradiés aux UV provoquent une augmentation de 10,8 fois la mort cellulaire par rapport aux cellules exposées aux rayons UV après 60 secondes d'exposition. [67] [68] La profondeur de pénétration du rayonnement UV dans les sols est de l'ordre du millimètre au millimètre et dépend des propriétés du sol. [68]

    Perchlorates Modifier

    Le régolithe martien est connu pour contenir un maximum de 0,5 % (p/v) de perchlorate (ClO4 − ) qui est toxique pour la plupart des organismes vivants, [69] mais comme ils abaissent considérablement le point de congélation de l'eau et que quelques extrêmophiles peuvent l'utiliser comme source d'énergie (voir Perchlorates - Biologie), cela a suscité des spéculations sur leur influence être sur l'habitabilité. [67] [70] [71]

    Une recherche publiée en juillet 2017 montre que lorsqu'ils sont irradiés avec un flux UV martien simulé, les perchlorates deviennent encore plus mortels pour les bactéries (bactéricide). Même les spores dormantes ont perdu leur viabilité en quelques minutes. [67] De plus, deux autres composés de la surface martienne, les oxydes de fer et le peroxyde d'hydrogène, agissent en synergie avec les perchlorates irradiés pour provoquer une augmentation de 10,8 fois la mort cellulaire par rapport aux cellules exposées au rayonnement UV après 60 secondes d'exposition. [67] [68] Il a également été constaté que les silicates abrasés (quartz et basalte) conduisent à la formation d'espèces réactives toxiques de l'oxygène. [72] Les chercheurs ont conclu que "la surface de Mars est mortelle pour les cellules végétatives et rend une grande partie de la surface et des régions proches de la surface inhabitables". [73] Cette recherche démontre que la surface actuelle est plus inhabitable qu'on ne le pensait auparavant [67] [74] et renforce l'idée d'inspecter au moins quelques mètres dans le sol pour s'assurer que les niveaux de rayonnement seraient relativement bas. [74] [75]

    Cependant, la chercheuse Kenda Lynch a découvert le premier exemple connu d'habitat contenant des perchlorates et des bactéries réductrices de perchlorates dans un environnement analogue : un paléolake à Pilot Valley, dans le désert du Grand Lac Salé, dans l'Utah. [76] Elle a étudié les biosignatures de ces microbes et espère que le rover Mars Perseverance trouvera des biosignatures correspondantes sur son site du cratère Jezero. [77] [78]

    Lignes de pente récurrentes Modifier

    Des caractéristiques de lignes de pente récurrentes (RSL) se forment sur les pentes exposées au soleil à des périodes de l'année où les températures locales dépassent le point de fusion de la glace. Les stries poussent au printemps, s'élargissent à la fin de l'été puis s'estompent en automne. Ceci est difficile à modéliser autrement, sauf en impliquant de l'eau liquide sous une forme ou une autre, bien que les stries elles-mêmes soient considérées comme un effet secondaire et non une indication directe de l'humidité du régolithe. Bien qu'il soit maintenant confirmé que ces caractéristiques impliquent de l'eau liquide sous une forme ou une autre, l'eau pourrait être trop froide ou trop salée pour la vie. À l'heure actuelle, elles sont traitées comme potentiellement habitables, en tant que « régions incertaines, à traiter comme des régions spéciales ».). [79] [80] Ils étaient soupçonnés d'impliquer des saumures qui coulent à l'époque. [81] [82] [83] [84]

    La disponibilité thermodynamique de l'eau (activité de l'eau) limite strictement la propagation microbienne sur Terre, en particulier dans les environnements hypersalins, et il y a des indications que la force ionique de la saumure est une barrière à l'habitabilité de Mars. Les expériences montrent qu'une force ionique élevée, poussée à l'extrême sur Mars par l'apparition omniprésente d'ions divalents, "rend ces environnements inhabitables malgré la présence d'eau biologiquement disponible". [85]

    Fixation de l'azote Modifier

    Après le carbone, l'azote est sans doute l'élément le plus important nécessaire à la vie. Ainsi, des mesures de nitrate sur la plage de 0,1 % à 5 % sont nécessaires pour répondre à la question de sa présence et de sa distribution. Il y a de l'azote (comme N2) dans l'atmosphère à de faibles niveaux, mais cela n'est pas suffisant pour soutenir la fixation de l'azote pour l'incorporation biologique. [86] L'azote sous forme de nitrate pourrait être une ressource pour l'exploration humaine à la fois comme élément nutritif pour la croissance des plantes et pour son utilisation dans des processus chimiques. Sur Terre, les nitrates sont en corrélation avec les perchlorates dans les environnements désertiques, et cela peut également être vrai sur Mars. Le nitrate devrait être stable sur Mars et s'être formé par choc thermique résultant d'un impact ou d'un panache de foudre volcanique sur l'ancienne Mars. [87]

    Le 24 mars 2015, la NASA a signalé que l'instrument SAM sur le Curiosité le rover a détecté des nitrates en chauffant les sédiments de surface. L'azote contenu dans le nitrate est à l'état « fixe », c'est-à-dire qu'il se présente sous une forme oxydée utilisable par les organismes vivants. La découverte soutient l'idée que l'ancienne Mars aurait pu être hospitalière pour la vie. [87] [88] [89] On soupçonne que tout le nitrate sur Mars est une relique, sans contribution moderne. [90] L'abondance des nitrates varie de la non-détection à 681 ± 304 mg/kg dans les échantillons examinés jusqu'à fin 2017. [90] La modélisation indique que les films d'eau condensée transitoires à la surface devraient être transportés à des profondeurs inférieures (≈10 m) potentiellement transporter des nitrates, où les micro-organismes souterrains pourraient prospérer. [91]

    En revanche, le phosphate, l'un des nutriments chimiques considérés comme essentiels à la vie, est facilement disponible sur Mars. [92]

    Basse pression Modifier

    Pour compliquer encore les estimations de l'habitabilité de la surface martienne, on sait très peu de choses sur la croissance des micro-organismes à des pressions proches de celles de la surface de Mars. Certaines équipes ont déterminé que certaines bactéries peuvent être capables de se répliquer cellulaire jusqu'à 25 mbar, mais cela reste au-dessus des pressions atmosphériques trouvées sur Mars (plage de 1 à 14 mbar). [93] Dans une autre étude, vingt-six souches de bactéries ont été choisies en fonction de leur récupération dans les installations d'assemblage d'engins spatiaux, et seulement Serratia liquefaciens la souche ATCC 27592 a présenté une croissance à 7 mbar, 0 °C et CO2-atmosphères anoxiques enrichies. [93]

    L'eau liquide est une condition nécessaire mais non suffisante à la vie telle que la connaissent les humains, car l'habitabilité est fonction d'une multitude de paramètres environnementaux. [94] L'eau liquide ne peut pas exister à la surface de Mars, sauf aux altitudes les plus basses pendant des minutes ou des heures. [95] [96] L'eau liquide n'apparaît pas à la surface elle-même, [97] mais elle pourrait se former en quantités infimes autour des particules de poussière dans la neige chauffée par le Soleil. [98] [99] En outre, les anciennes calottes glaciaires équatoriales sous le sol peuvent lentement se sublimer ou fondre, accessibles depuis la surface via des grottes. [100] [101] [102] [103]

    L'eau sur Mars existe presque exclusivement sous forme de glace d'eau, située dans les calottes polaires martiennes et sous la surface martienne peu profonde, même à des latitudes plus tempérées. [107] [108] Une petite quantité de vapeur d'eau est présente dans l'atmosphère. [109] Il n'y a pas de masses d'eau liquide sur la surface martienne parce que sa pression atmosphérique à la surface est en moyenne de 600 pascals (0,087 psi)—environ 0,6% de la pression moyenne au niveau de la mer de la Terre—et parce que la température est beaucoup trop basse, (210 K (−63 °C)) conduisant à une congélation immédiate. Malgré cela, il y a environ 3,8 milliards d'années, [110] il y avait une atmosphère plus dense, une température plus élevée et de grandes quantités d'eau liquide coulaient à la surface, [111] [112] [113] [114] y compris de grands océans. [115] [116] [117] [118] [119]

    Il a été estimé que les océans primordiaux sur Mars auraient couvert entre 36 % [120] et 75 % de la planète. [121] Le 22 novembre 2016, la NASA a signalé avoir trouvé une grande quantité de glace souterraine dans la région Utopia Planitia de Mars. Le volume d'eau détecté a été estimé à l'équivalent du volume d'eau du lac Supérieur. [104] [105] [106] L'analyse des grès martiens, à l'aide de données obtenues par spectrométrie orbitale, suggère que les eaux qui existaient auparavant à la surface de Mars auraient eu une salinité trop élevée pour supporter la plupart des formes de vie terrestre. Tosca et al. ont constaté que l'eau martienne dans les endroits qu'ils ont étudiés avait tous une activité d'eau, unew ≤ 0,78 à 0,86—un niveau fatal à la plupart des vies terrestres. [122] Les Haloarchaea, cependant, sont capables de vivre dans des solutions hypersalines, jusqu'au point de saturation. [123]

    En juin 2000, des preuves possibles de l'écoulement actuel de l'eau liquide à la surface de Mars ont été découvertes sous la forme de ravines ressemblant à des inondations. [124] [125] Des images similaires supplémentaires ont été publiées en 2006, prises par le Mars Global Surveyor, qui ont suggéré que l'eau coule occasionnellement à la surface de Mars. Les images ont montré des changements dans les parois abruptes des cratères et les dépôts de sédiments, fournissant la preuve la plus solide à ce jour que l'eau les a traversés il y a plusieurs années à peine.

    Il existe un désaccord au sein de la communauté scientifique quant à savoir si les récentes stries de ravines ont été formées ou non par de l'eau liquide. Certains suggèrent que les coulées étaient simplement des coulées de sable sec. [126] [127] [128] D'autres suggèrent qu'il peut s'agir de saumure liquide près de la surface, [129] [130] [131] mais la source exacte de l'eau et le mécanisme derrière son mouvement ne sont pas compris. [132]

    En juillet 2018, des scientifiques ont signalé la découverte d'un lac sous-glaciaire sur Mars, à 1,5 km (0,93 mi) sous la calotte glaciaire polaire sud et s'étendant latéralement sur environ 20 km (12 mi), le premier plan d'eau stable connu sur la planète. [133] [134] [135] [136] Le lac a été découvert à l'aide du radar MARSIS à bord du Mars Express orbiteur, et les profils ont été collectés entre mai 2012 et décembre 2015. [137] Le lac est centré à 193°E, 81°S, une zone plate qui ne présente pas de caractéristiques topographiques particulières mais est entourée de terrains plus élevés, sauf sur son côté oriental, où il y a une dépression. [133]

    Silice Modifier

    En mai 2007, le Esprit Le rover a perturbé une parcelle de terrain avec sa roue inopérante, découvrant une zone riche à 90 % en silice. [138] La caractéristique rappelle l'effet de l'eau de source chaude ou de la vapeur entrant en contact avec les roches volcaniques. Les scientifiques considèrent cela comme la preuve d'un environnement passé qui aurait pu être favorable à la vie microbienne et théorisent qu'une origine possible de la silice peut avoir été produite par l'interaction du sol avec des vapeurs acides produites par l'activité volcanique en présence d'eau. [139]

    Basés sur des analogues terrestres, les systèmes hydrothermaux sur Mars seraient très attractifs pour leur potentiel de préservation des biosignatures organiques et inorganiques. [140] [141] [142] Pour cette raison, les gisements hydrothermaux sont considérés comme des cibles importantes dans l'exploration des preuves fossiles de la vie martienne ancienne. [143] [144] [145]

    En mai 2017, des preuves de la première vie connue sur terre sur Terre ont peut-être été trouvées dans une geysérite vieille de 3,48 milliards d'années et d'autres gisements de minéraux connexes (souvent trouvés autour de sources chaudes et de geysers) découverts dans le craton de Pilbara en Australie occidentale. [146] [147] Ces résultats peuvent être utiles pour décider où rechercher au mieux les premiers signes de vie sur la planète Mars. [146] [147]

    Méthane Modifier

    Méthane (CH4) est chimiquement instable dans l'atmosphère oxydante actuelle de Mars. Il se décomposerait rapidement en raison du rayonnement ultraviolet du Soleil et des réactions chimiques avec d'autres gaz. Par conséquent, une présence persistante de méthane dans l'atmosphère peut impliquer l'existence d'une source pour renouveler continuellement le gaz.

    Des traces de méthane, au niveau de plusieurs parties par milliard (ppb), ont été signalées pour la première fois dans l'atmosphère de Mars par une équipe du Goddard Space Flight Center de la NASA en 2003. [148] [149] De grandes différences dans les abondances ont été mesurées entre les observations réalisées en 2003 et 2006, ce qui suggérait que le méthane était localement concentré et probablement saisonnier. [150] Le 7 juin 2018, la NASA a annoncé avoir détecté une variation saisonnière des niveaux de méthane sur Mars. [15] [151] [47] [48] [152] [153] [154] [46]

    L'ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), lancé en mars 2016, a commencé le 21 avril 2018 à cartographier la concentration et les sources de méthane dans l'atmosphère [155] [156] ainsi que ses produits de décomposition tels que le formaldéhyde et le méthanol. En mai 2019, le Trace Gas Orbiter a montré que la concentration de méthane est inférieure au niveau détectable (< 0,05 ppbv). [157] [158]

    Les principaux candidats à l'origine du méthane de Mars comprennent des processus non biologiques tels que les réactions eau-roche, la radiolyse de l'eau et la formation de pyrite, qui produisent tous H2 qui pourrait ensuite générer du méthane et d'autres hydrocarbures via la synthèse Fischer-Tropsch avec du CO et du CO2. [159] Il a également été démontré que le méthane pouvait être produit par un processus impliquant de l'eau, du dioxyde de carbone et le minéral olivine, connu pour être courant sur Mars. [160] Bien que des sources géologiques de méthane telles que la serpentinisation soient possibles, l'absence de volcanisme actuel, d'activité hydrothermale ou de points chauds [161] ne sont pas favorables au méthane géologique.

    Les micro-organismes vivants, tels que les méthanogènes, sont une autre source possible, mais aucune preuve de la présence de tels organismes n'a été trouvée sur Mars [162] [163] [164] jusqu'en juin 2019, car du méthane a été détecté par le Curiosité vagabond. [165] Les méthanogènes ne nécessitent pas d'oxygène ou de nutriments organiques, ne sont pas photosynthétiques, utilisent de l'hydrogène comme source d'énergie et du dioxyde de carbone (CO2) comme source de carbone, ils pourraient donc exister dans des environnements souterrains sur Mars. [166] Si la vie martienne microscopique produit du méthane, elle réside probablement bien en dessous de la surface, où elle est encore suffisamment chaude pour que de l'eau liquide existe. [167]

    Depuis la découverte en 2003 de méthane dans l'atmosphère, certains scientifiques conçoivent des modèles et in vitro des expériences testant la croissance de bactéries méthanogènes sur un sol martien simulé, où les quatre souches méthanogènes testées ont produit des niveaux substantiels de méthane, même en présence de 1,0 % en poids de sel de perchlorate. [168]

    Une équipe dirigée par Levin a suggéré que les deux phénomènes – production et dégradation de méthane – pourraient être expliqués par une écologie de micro-organismes producteurs et consommateurs de méthane. [169] [170]

    Des recherches de l'Université de l'Arkansas présentées en juin 2015 suggèrent que certains méthanogènes pourraient survivre sur la basse pression de Mars. Rebecca Mickol a découvert que dans son laboratoire, quatre espèces de méthanogènes ont survécu à des conditions de basse pression similaires à un aquifère liquide souterrain sur Mars. Les quatre espèces qu'elle a testées étaient Methanothermobacter wolfeii, Methanosarcina barkeri, Méthanobactérie formicicum, et Methanococcus maripaludis. [166] En juin 2012, des scientifiques ont signalé que la mesure du rapport entre les niveaux d'hydrogène et de méthane sur Mars pourrait aider à déterminer la probabilité de vie sur Mars. [162] [163] Selon les scientifiques, « faible H2/CH4 ratios (moins d'environ 40)" "indiqueraient que la vie est probablement présente et active". [162] Les ratios observés dans la basse atmosphère martienne étaient "environ 10 fois" CH4". [162] Les scientifiques ont suggéré de mesurer le H2 et CH4 flux à la surface martienne pour une évaluation plus précise. D'autres scientifiques ont récemment rapporté des méthodes de détection d'hydrogène et de méthane dans des atmosphères extraterrestres. [171] [172]

    Même si les missions du rover déterminent que la vie martienne microscopique est la source saisonnière du méthane, les formes de vie résident probablement loin sous la surface, hors de portée du rover. [173]

    Formaldéhyde Modifier

    En février 2005, il a été annoncé que le spectromètre de Fourier planétaire (PFS) de l'orbiteur Mars Express de l'Agence spatiale européenne avait détecté des traces de formaldéhyde dans l'atmosphère de Mars. Vittorio Formisano, le directeur du PFS, a émis l'hypothèse que le formaldéhyde pourrait être le sous-produit de l'oxydation du méthane et, selon lui, fournirait la preuve que Mars est soit extrêmement géologiquement active, soit hébergeant des colonies de vie microbienne. [174] [175] Les scientifiques de la NASA considèrent que les découvertes préliminaires valent bien un suivi, mais ont également rejeté les revendications de la vie. [176] [177]

    Expériences biologiques de l'atterrisseur viking Modifier

    Le programme Viking des années 1970 a placé deux atterrisseurs identiques à la surface de Mars chargés de rechercher des biosignatures de la vie microbienne à la surface. Sur les quatre expériences réalisées par chaque atterrisseur Viking, seule l'expérience « Labeled Release » (LR) a donné un résultat positif pour le métabolisme, tandis que les trois autres n'ont pas détecté de composés organiques. Le LR était une expérience spécifique conçue pour tester uniquement un aspect critique étroitement défini de la théorie concernant la possibilité de la vie sur Mars. Par conséquent, les résultats globaux ont été déclarés non concluants. [22] Aucune mission d'atterrisseur sur Mars n'a trouvé de traces significatives de biomolécules ou de biosignatures. L'affirmation d'une vie microbienne existante sur Mars est basée sur d'anciennes données collectées par les atterrisseurs vikings, actuellement réinterprétées comme des preuves suffisantes de la vie, principalement par Gilbert Levin, [178] [179] Joseph D. Miller, [180] Navarro, [181 ] Giorgio Bianciardi et Patricia Ann Straat, [182] que les expériences Viking LR ont détecté une vie microbienne existante sur Mars.

    Les évaluations publiées en décembre 2010 par Rafael Navarro–Gonzáles [183] ​​[184] [185] [186] indiquent que des composés organiques « pourraient être présents » dans le sol analysé par Viking 1 et 2. L'étude a déterminé que le perchlorate - découvert en 2008 par Phoenix Lander [187] [188] - peut détruire les composés organiques lorsqu'ils sont chauffés et produire du chlorométhane et du dichlorométhane comme sous-produit, les composés chlorés identiques découverts par les deux atterrisseurs Viking lorsqu'ils ont effectué les mêmes tests sur Mars. Parce que le perchlorate aurait décomposé tous les composés organiques martiens, la question de savoir si Viking a trouvé ou non des composés organiques est encore grande ouverte. [189] [190]

    Les preuves de la libération étiquetée n'étaient généralement pas acceptées au départ et, à ce jour, ne font pas l'objet d'un consensus de la communauté scientifique. [191]

    Météorites Modifier

    En 2018, il y avait 224 météorites martiennes connues (dont certaines ont été trouvées dans plusieurs fragments). [192] Ceux-ci sont précieux car ce sont les seuls échantillons physiques de Mars disponibles pour les laboratoires liés à la Terre. Certains chercheurs ont fait valoir que les caractéristiques morphologiques microscopiques trouvées dans ALH84001 sont des biomorphes, mais cette interprétation a été très controversée et n'est pas soutenue par la majorité des chercheurs dans le domaine. [193]

    Sept critères ont été établis pour la reconnaissance de la vie passée dans les échantillons géologiques terrestres. Ces critères sont : [193]

    1. Le contexte géologique de l'échantillon est-il compatible avec la vie passée ?
    2. L'âge de l'échantillon et sa localisation stratigraphique sont-ils compatibles avec une vie possible ?
    3. L'échantillon contient-il des preuves de la morphologie cellulaire et des colonies ?
    4. Existe-t-il des preuves de biominéraux montrant des déséquilibres chimiques ou minéraux ?
    5. Existe-t-il des preuves de modèles d'isotopes stables propres à la biologie ?
    6. Y a-t-il des biomarqueurs organiques présents ?
    7. Les caractéristiques sont-elles indigènes à l'échantillon ?

    Pour l'acceptation générale de la vie passée dans un échantillon géologique, essentiellement la plupart ou tous ces critères doivent être satisfaits. Les sept critères n'ont encore été remplis pour aucun des échantillons martiens. [193]

    ALH84001 Modifier

    En 1996, la météorite martienne ALH84001, un spécimen beaucoup plus ancien que la majorité des météorites martiennes récupérées jusqu'à présent, a reçu une attention considérable lorsqu'un groupe de scientifiques de la NASA dirigé par David S. McKay a signalé des caractéristiques microscopiques et des anomalies géochimiques qu'ils considéré comme mieux expliqué par la roche ayant hébergé des bactéries martiennes dans un passé lointain. Certaines de ces caractéristiques ressemblaient à des bactéries terrestres, en plus d'être beaucoup plus petites que n'importe quelle forme de vie connue. Une grande controverse a surgi à propos de cette affirmation et, en fin de compte, toutes les preuves que l'équipe de McKay a citées comme preuves de la vie se sont avérées explicables par des processus non biologiques. Bien que la communauté scientifique ait largement rejeté l'affirmation selon laquelle ALH 84001 contient des preuves de la vie martienne ancienne, la controverse qui lui est associée est maintenant considérée comme un moment historiquement important dans le développement de l'exobiologie. [194] [195]

    Nakhla Modifier

    La météorite de Nakhla est tombée sur Terre le 28 juin 1911, sur la localité de Nakhla, à Alexandrie, en Egypte. [196] [197]

    En 1998, une équipe du Johnson Space Center de la NASA a obtenu un petit échantillon pour analyse. Les chercheurs ont trouvé des phases d'altération aqueuse préterrestres et des objets [198] de la taille et de la forme compatibles avec les nanobactéries fossilisées terrestres. L'analyse par chromatographie en phase gazeuse et spectrométrie de masse (GC-MS) a étudié ses hydrocarbures aromatiques polycycliques de haut poids moléculaire en 2000, et les scientifiques de la NASA ont conclu que jusqu'à 75 % des composés organiques de Nakhla « pourraient ne pas être une contamination terrestre récente ». [193] [199]

    Cela a suscité un intérêt supplémentaire pour cette météorite. Ainsi, en 2006, la NASA a réussi à obtenir un échantillon supplémentaire et plus grand du London Natural History Museum. Sur ce deuxième échantillon, une forte teneur en carbone dendritique a été observée. Lorsque les résultats et les preuves ont été publiés en 2006, certains chercheurs indépendants ont affirmé que les dépôts de carbone étaient d'origine biologique. Il a été remarqué que puisque le carbone est le quatrième élément le plus abondant dans l'Univers, le trouver dans des motifs curieux n'est pas indicatif ou suggérant une origine biologique. [200] [201]

    Shergotty Modifier

    La météorite Shergotty, une météorite martienne de 4 kilogrammes (8,8 lb), est tombée sur Terre à Shergotty, en Inde, le 25 août 1865, et a été récupérée par des témoins presque immédiatement. [202] Il est composé principalement de pyroxène et aurait subi une altération aqueuse préterrestre pendant plusieurs siècles. Certaines caractéristiques de son intérieur suggèrent des vestiges d'un biofilm et de ses communautés microbiennes associées. [193]

    Yamato 000593 Modifier

    Yamato 000593 est la deuxième plus grande météorite de Mars trouvée sur Terre. Des études suggèrent que la météorite martienne s'est formée il y a environ 1,3 milliard d'années à partir d'une coulée de lave sur Mars. Un impact s'est produit sur Mars il y a environ 12 millions d'années et a éjecté la météorite de la surface martienne dans l'espace. La météorite a atterri sur Terre en Antarctique il y a environ 50 000 ans.La masse de la météorite est de 13,7 kg (30 lb) et il s'est avéré qu'elle contenait des preuves de mouvements d'eau passés. [203] [204] [205] Au niveau microscopique, on trouve dans la météorite des sphères riches en carbone par rapport aux zones environnantes dépourvues de telles sphères. Les sphères riches en carbone pourraient avoir été formées par l'activité biotique selon les scientifiques de la NASA. [203] [204] [205]

    Structures ressemblant à des ichnofossiles Modifier

    Les interactions organisme-substrat et leurs produits sont des biosignatures importantes sur Terre car elles représentent une preuve directe du comportement biologique. [206] C'est la récupération des produits fossilisés des interactions vie-substrat (ichnofossiles) qui a révélé des activités biologiques au début de l'histoire de la vie sur Terre, par exemple, les terriers protérozoïques, les microforages archéens et les stromatolites. [207] [208] [209] [210] [211] [212] Deux structures majeures de type ichnofossile ont été signalées sur Mars, à savoir les structures en forme de bâton de Vera Rubin Ridge et les microtunnels des météorites martiennes.

    Les observations à Vera Rubin Ridge par le Mars Space Laboratory Rover Curiosity montrent des structures millimétriques et allongées préservées dans des roches sédimentaires déposées dans des environnements fluvio-lacustres au sein du cratère Gale. Les données morphométriques et topologiques sont uniques aux structures en forme de bâton parmi les caractéristiques géologiques martiennes et montrent que les ichnofossiles sont parmi les analogues morphologiques les plus proches de ces caractéristiques uniques. [213] Néanmoins, les données disponibles ne peuvent pas complètement réfuter deux hypothèses abiotiques majeures, à savoir la fissuration sédimentaire et la croissance cristalline évaporitique en tant que processus génétiques pour les structures.

    Des microtunnels ont été décrits à partir de météorites martiennes. Ils se composent de microtunnels rectilignes à incurvés qui peuvent contenir des zones d'abondance accrue de carbone. La morphologie des microtunnels courbes est cohérente avec les traces biogéniques sur Terre, y compris les traces de microbioérosion observées dans les verres basaltiques. [214] [215] [212] D'autres études sont nécessaires pour confirmer la biogénicité.

    Le givrage et le dégivrage saisonniers de la calotte glaciaire sud entraînent la formation de canaux radiaux en forme d'araignée sculptés sur une glace d'un mètre d'épaisseur par la lumière du soleil. Ensuite, le CO sublimé2 – et probablement de l'eau – augmentent la pression à l'intérieur, produisant des éruptions ressemblant à des geysers de fluides froids souvent mélangés à du sable basaltique sombre ou à de la boue. [216] [217] [218] [219] Ce processus est rapide, observé en l'espace de quelques jours, semaines ou mois, un taux de croissance assez inhabituel en géologie – en particulier pour Mars. [220]

    Une équipe de scientifiques hongrois propose que les caractéristiques les plus visibles des geysers, les taches sombres des dunes et les canaux d'araignées, pourraient être des colonies de micro-organismes martiens photosynthétiques, qui hivernent sous la calotte glaciaire, et lorsque la lumière du soleil revient au pôle au début du printemps, la lumière pénètre dans la glace, les micro-organismes effectuent la photosynthèse et chauffent leur environnement immédiat. Une poche d'eau liquide, qui normalement s'évaporerait instantanément dans la mince atmosphère martienne, est piégée autour d'eux par la glace sus-jacente. Au fur et à mesure que cette couche de glace s'amincit, les micro-organismes apparaissent à travers le gris. Lorsque la couche a complètement fondu, les micro-organismes se dessèchent rapidement et noircissent, entourés d'une auréole grise. [221] [222] [223] Les scientifiques hongrois croient que même un processus de sublimation complexe est insuffisant pour expliquer la formation et l'évolution des taches sombres des dunes dans l'espace et le temps. [224] [225] Depuis leur découverte, l'écrivain de fiction Arthur C. Clarke a promu ces formations comme méritant d'être étudiées d'un point de vue astrobiologique. [226]

    Une équipe multinationale européenne suggère que si de l'eau liquide est présente dans les canaux des araignées pendant leur cycle de dégivrage annuel, elles pourraient constituer une niche où certaines formes de vie microscopiques auraient pu se retirer et s'adapter à l'abri du rayonnement solaire. [227] Une équipe britannique envisage également la possibilité que de la matière organique, des microbes, voire de simples plantes puissent coexister avec ces formations inorganiques, surtout si le mécanisme inclut de l'eau liquide et une source d'énergie géothermique. [220] Ils remarquent également que la majorité des structures géologiques peuvent être expliquées sans invoquer aucune hypothèse organique de "vie sur Mars". [220] Il a été proposé de développer l'atterrisseur Mars Geyser Hopper pour étudier les geysers de près. [228]

    La protection planétaire de Mars vise à prévenir la contamination biologique de la planète. [229] Un objectif majeur est de préserver les archives planétaires des processus naturels en empêchant les introductions microbiennes d'origine humaine, également appelées contamination directe. Il existe de nombreuses preuves de ce qui peut arriver lorsque des organismes de régions de la Terre qui ont été isolés les uns des autres pendant de longues périodes sont introduits dans l'environnement de chacun. Les espèces qui sont contraintes dans un environnement peuvent prospérer - souvent de manière incontrôlable - dans un autre environnement au détriment des espèces d'origine qui étaient présentes. À certains égards, ce problème pourrait être aggravé si des formes de vie d'une planète étaient introduites dans l'écologie totalement étrangère d'un autre monde. [230]

    La principale préoccupation du matériel contaminant Mars découle de la stérilisation incomplète par satellite de certaines bactéries terrestres résistantes (extrêmophiles) malgré tous les efforts. [26] [231] Le matériel comprend les atterrisseurs, les sondes écrasées, l'élimination du matériel en fin de mission et l'atterrissage dur des systèmes d'entrée, de descente et d'atterrissage. Cela a incité des recherches sur les taux de survie des micro-organismes résistants aux rayonnements, y compris les espèces Déinocoque radiodurans et genres Brevundimonas, Rhodocoque, et Pseudomonas dans des conditions martiennes simulées. [232] Les résultats de l'une de ces expériences d'irradiation expérimentale, combinés à une modélisation de rayonnement précédente, indiquent que Brevundimonas sp. MV.7 placé à seulement 30 cm de profondeur dans la poussière martienne pourrait survivre au rayonnement cosmique jusqu'à 100 000 ans avant de subir une réduction de population de 10⁶. [232] Les cycles diurnes semblables à ceux de Mars dans la température et l'humidité relative ont affecté la viabilité de Déinocoque radiodurans cellules assez sévèrement. [233] Dans d'autres simulations, Déinocoque radiodurans n'a également pas réussi à se développer sous basse pression atmosphérique, en dessous de 0 °C, ou en l'absence d'oxygène. [234]

    Depuis les années 1950, les chercheurs ont utilisé des conteneurs qui simulent les conditions environnementales sur Mars pour déterminer la viabilité d'une variété de formes de vie sur Mars. De tels dispositifs, appelés « jarres de Mars » ou « chambres de simulation de Mars », ont été décrits et utilisés pour la première fois dans les recherches de l’US Air Force dans les années 1950 par Hubertus Strughold, et popularisés dans la recherche civile par Joshua Lederberg et Carl Sagan. [235]

    Le 26 avril 2012, des scientifiques ont rapporté qu'un lichen extrêmophile a survécu et a montré des résultats remarquables sur la capacité d'adaptation de l'activité photosynthétique dans le temps de simulation de 34 jours dans des conditions martiennes dans le Mars Simulation Laboratory (MSL) maintenu par le Centre aérospatial allemand (DLR ). [236] [237] [238] [239] [240] [241] La capacité de survivre dans un environnement n'est pas la même que la capacité de prospérer, de se reproduire et d'évoluer dans ce même environnement, ce qui nécessite une étude plus approfondie. [27] [26]

    Bien que de nombreuses études indiquent une résistance à certaines des conditions martiennes, elles le font séparément, et aucune n'a considéré la gamme complète des conditions de surface martiennes, y compris la température, la pression, la composition atmosphérique, le rayonnement, l'humidité, le régolithe oxydant et d'autres, le tout à la en même temps et en combinaison. [242] Les simulations en laboratoire montrent que chaque fois que plusieurs facteurs létaux sont combinés, les taux de survie chutent rapidement. [27]

    Salinité et température de l'eau Modifier

    Des astrobiologistes financés par la NASA étudient les limites de la vie microbienne dans des solutions à forte concentration en sel à basse température. [243] Toute masse d'eau liquide sous les calottes glaciaires polaires ou souterraines est susceptible d'exister sous une pression hydrostatique élevée et d'avoir une concentration en sel importante. Ils savent que le site d'atterrissage de Phénix lander, s'est avéré être un régolithe cimenté avec de la glace d'eau et des sels, et les échantillons de sol contenaient probablement du sulfate de magnésium, du perchlorate de magnésium, du perchlorate de sodium, du perchlorate de potassium, du chlorure de sodium et du carbonate de calcium. [243] [244] [245] Les bactéries terrestres capables de croître et de se reproduire en présence de solutions très salées, appelées halophiles ou « amatrices de sel », ont été testées pour leur survie en utilisant des sels couramment trouvés sur Mars et à des températures décroissantes. [243] Les espèces testées comprennent Halomonas, Marinocoque, Nesterenkonia, et Virgibacille. [243] Des simulations en laboratoire montrent que chaque fois que plusieurs facteurs environnementaux martiens sont combinés, les taux de survie chutent rapidement, [27] cependant, des bactéries halophiles ont été cultivées en laboratoire dans des solutions aqueuses contenant plus de 25 % de sels communs sur Mars, et ce, à partir de 2019, les expériences intégreront une exposition à basse température, aux sels et à haute pression. [243]

    Mars-2 Modifier

    Mars-1 a été le premier vaisseau spatial lancé vers Mars en 1962, [246] mais la communication a été perdue en route vers Mars. Avec Mars-2 et Mars-3 en 1971-1972, des informations ont été obtenues sur la nature des roches de surface et les profils d'altitude de la densité de surface du sol, sa conductivité thermique et les anomalies thermiques détectées à la surface de Mars. Le programme a découvert que sa calotte polaire nord a une température inférieure à -110 °C (-166 °F) et que la teneur en vapeur d'eau dans l'atmosphère de Mars est cinq mille fois inférieure à celle de la Terre. Aucun signe de vie n'a été trouvé. [247]

    Mariner 4 Modifier

    La sonde Mariner 4 a effectué le premier survol réussi de la planète Mars, renvoyant les premières images de la surface martienne en 1965. Les photographies montraient une Mars aride sans rivières, océans ou aucun signe de vie. De plus, il a révélé que la surface (au moins les parties qu'il a photographiées) était couverte de cratères, indiquant un manque de tectonique des plaques et d'altération de quelque nature que ce soit au cours des 4 derniers milliards d'années. La sonde a également découvert que Mars n'a pas de champ magnétique global qui protégerait la planète des rayons cosmiques potentiellement mortels. La sonde a pu calculer la pression atmosphérique sur la planète à environ 0,6 kPa (par rapport aux 101,3 kPa de la Terre), ce qui signifie que l'eau liquide ne pouvait pas exister à la surface de la planète. [22] Après Mariner 4, la recherche de la vie sur Mars s'est transformée en une recherche d'organismes vivants ressemblant à des bactéries plutôt que d'organismes multicellulaires, car l'environnement était clairement trop dur pour ceux-ci. [22] [248] [249]

    Viking orbiteurs Modifier

    L'eau liquide est nécessaire à la vie et au métabolisme connus, donc si de l'eau était présente sur Mars, les chances qu'elle ait soutenu la vie auraient pu être déterminantes. Les Viking les orbiteurs ont trouvé des preuves de vallées fluviales possibles dans de nombreuses régions, d'érosion et, dans l'hémisphère sud, de ruisseaux ramifiés. [250] [251] [252]

    Expériences biologiques vikings Modifier

    La mission principale des sondes Viking du milieu des années 1970 était de réaliser des expériences destinées à détecter des micro-organismes dans le sol martien car les conditions favorables à l'évolution des organismes multicellulaires ont cessé il y a environ quatre milliards d'années sur Mars. [253] Les tests ont été formulés pour rechercher une vie microbienne similaire à celle trouvée sur Terre. Sur les quatre expériences, seule l'expérience Labeled Release (LR) a donné un résultat positif, [ douteux - discuter ] montrant une augmentation de 14 CO2 production lors de la première exposition du sol à l'eau et aux nutriments. Tous les scientifiques s'accordent sur deux points des missions Viking : que le 14 CO radiomarqué2 a évolué dans l'expérience Labeled Release, et que le GCMS n'a détecté aucune molécule organique. Il y a des interprétations très différentes de ce que ces résultats impliquent : un manuel d'astrobiologie de 2011 note que le GCMS était le facteur décisif en raison duquel « Pour la plupart des scientifiques vikings, la conclusion finale était que le Viking les missions n'ont pas réussi à détecter la vie dans le sol martien." [254]

    Norman Horowitz a été à la tête de la section de biosciences du Jet Propulsion Laboratory pour les missions Mariner et Viking de 1965 à 1976. Horowitz a estimé que la grande polyvalence de l'atome de carbone en fait l'élément le plus susceptible d'apporter des solutions, même exotiques, aux problèmes. de survie de la vie sur d'autres planètes. [255] Cependant, il a également considéré que les conditions trouvées sur Mars étaient incompatibles avec la vie basée sur le carbone.

    L'un des concepteurs de l'expérience Labeled Release, Gilbert Levin, pense que ses résultats constituent un diagnostic définitif de la vie sur Mars. [22] L'interprétation de Levin est contestée par de nombreux scientifiques. [256] Un manuel d'astrobiologie de 2006 notait que « avec des échantillons terrestres non stérilisés, cependant, l'ajout de plus de nutriments après l'incubation initiale produirait alors encore plus de gaz radioactif alors que les bactéries dormantes se mettaient en action pour consommer la nouvelle dose de nourriture. ce qui n'est pas le cas du sol martien sur Mars, les deuxième et troisième injections de nutriments n'ont produit aucune autre libération de gaz marqué." [257] D'autres scientifiques soutiennent que les superoxydes dans le sol pourraient avoir produit cet effet sans que la vie soit présente. [258] Un consensus presque général a rejeté les données de libération marquée comme preuve de vie, car le chromatographe en phase gazeuse et le spectromètre de masse, conçus pour identifier la matière organique naturelle, n'ont pas détecté de molécules organiques. [178] Plus récemment, des niveaux élevés de produits chimiques organiques, en particulier de chlorobenzène, ont été détectés dans la poudre forée dans l'une des roches, nommée "Cumberland", analysée par le Curiosité vagabond. [259] [260] Les résultats de la mission Viking concernant la vie sont considérés par la communauté d'experts en général comme peu concluants. [22] [258] [261]

    En 2007, lors d'un séminaire du Laboratoire de géophysique de la Carnegie Institution (Washington, D.C., États-Unis), l'enquête de Gilbert Levin a été à nouveau évaluée. [178] Levin maintient toujours que ses données originales étaient correctes, car les expériences de contrôle positif et négatif étaient en ordre. [182] De plus, l'équipe de Levin, le 12 avril 2012, a rapporté une spéculation statistique, basée sur d'anciennes données - réinterprétées mathématiquement par une analyse de cluster - des expériences Labeled Release, qui pourraient suggérer des preuves d'une "vie microbienne existante sur Mars". [182] [262] Les critiques rétorquent que la méthode n'a pas encore été prouvée efficace pour différencier les processus biologiques et non biologiques sur Terre, il est donc prématuré de tirer des conclusions. [263]

    Une équipe de recherche de l'Université nationale autonome du Mexique dirigée par Rafael Navarro-González a conclu que l'équipement GCMS (TV-GC-MS) utilisé par le programme Viking pour rechercher des molécules organiques, peut ne pas être assez sensible pour détecter de faibles niveaux de matières organiques. . [186] Klaus Biemann, le chercheur principal de l'expérience GCMS sur Viking a écrit une réfutation. [264] En raison de la simplicité de la manipulation des échantillons, la TV-GC-MS est toujours considérée comme la méthode standard pour la détection organique sur les futures missions sur Mars, donc Navarro-González suggère que la conception des futurs instruments organiques pour Mars devrait inclure d'autres méthodes de détection . [186]

    Après la découverte de perchlorates sur Mars par l'atterrisseur Phoenix, pratiquement la même équipe de Navarro-González a publié un article affirmant que les résultats du Viking GCMS étaient compromis par la présence de perchlorates. [265] Un manuel d'astrobiologie de 2011 note que « bien que le perchlorate soit un oxydant trop pauvre pour reproduire les résultats de la LR (dans les conditions de cette expérience, le perchlorate n'oxyde pas les matières organiques), il oxyde et donc détruit les matières organiques aux températures plus élevées utilisées. dans l'expérience Viking GCMS." [266] Biemann a également écrit un commentaire critique de cet article de Navarro-González, [267] auquel ces derniers ont répondu [268] l'échange a été publié en décembre 2011.

    Atterrisseur Phoenix, 2008 Modifier

    La mission Phoenix a fait atterrir un vaisseau spatial robotique dans la région polaire de Mars le 25 mai 2008 et il a fonctionné jusqu'au 10 novembre 2008. L'un des deux objectifs principaux de la mission était de rechercher une "zone habitable" dans le régolithe martien où la vie microbienne pourrait exister, l'autre objectif principal étant d'étudier l'histoire géologique de l'eau sur Mars. L'atterrisseur dispose d'un bras robotique de 2,5 mètres capable de creuser des tranchées peu profondes dans le régolithe. Il y avait une expérience d'électrochimie qui a analysé les ions dans le régolithe et la quantité et le type d'antioxydants sur Mars. Les données du programme Viking indiquent que les oxydants sur Mars peuvent varier avec la latitude, notant que Viking 2 a vu moins d'oxydants que Viking 1 dans sa position plus au nord. Phoenix a atterri encore plus au nord. [269] Les données préliminaires de Phoenix ont révélé que le sol de Mars contient du perchlorate et qu'il n'est donc peut-être pas aussi favorable à la vie qu'on le pensait auparavant. [270] [271] [188] Le pH et le niveau de salinité étaient considérés comme bénins du point de vue de la biologie. Les analyseurs ont également indiqué la présence d'eau liée et de CO2. [272] Une analyse récente de la météorite martienne EETA79001 a trouvé 0,6 ppm de ClO4 − , 1,4 ppm de ClO3 − , et 16 ppm de NO3 − , probablement d'origine martienne. Le ClO3 − suggère la présence d'autres oxychlores hautement oxydants tels que ClO2 − ou ClO, produit à la fois par oxydation UV du Cl et radiolyse X du ClO4 - . Ainsi, seules les matières organiques hautement réfractaires et/ou bien protégées (sous la surface) sont susceptibles de survivre. [273] De plus, une analyse récente du Phoenix WCL a montré que le Ca(ClO4)2 dans le sol de Phoenix n'a pas interagi avec l'eau liquide sous quelque forme que ce soit, peut-être aussi longtemps que 600 Myr. Si c'était le cas, le Ca(ClO) hautement soluble4)2 au contact de l'eau liquide n'aurait formé que du CaSO4. Cela suggère un environnement très aride, avec une interaction avec l'eau liquide minimale ou nulle. [274]

    Laboratoire scientifique de Mars Modifier

    La mission Mars Science Laboratory est un projet de la NASA qui a lancé le 26 novembre 2011, le Curiosité rover, un véhicule robotique à propulsion nucléaire, équipé d'instruments conçus pour évaluer les conditions d'habitabilité passées et présentes sur Mars. [275] [276] Le Curiosité le rover a atterri sur Mars sur Aeolis Palus dans le cratère Gale, près d'Aeolis Mons (alias Mount Sharp), [277] [278] [279] [280] le 6 août 2012. [281] [282] [283]

    Le 16 décembre 2014, la NASA a signalé le Curiosité le rover a détecté un "pic décuplé", probablement localisé, dans la quantité de méthane dans l'atmosphère martienne. Les mesures d'échantillons prises "une douzaine de fois sur 20 mois" ont montré des augmentations fin 2013 et début 2014, avec une moyenne de "7 parties de méthane par milliard dans l'atmosphère". Avant et après cela, les lectures étaient en moyenne d'environ un dixième de ce niveau. [259] [260] De plus, de faibles niveaux de chlorobenzène ( C
    6 H
    5 Cl ), ont été détectés dans de la poudre forée dans l'une des roches, nommée "Cumberland", analysée par le rover Curiosity. [259] [260] rover Mars 2020 Mars 2020 – Le Mars 2020 rover est une mission de rover planétaire sur Mars de la NASA, lancée le 30 juillet 2020.Il est destiné à étudier un environnement ancien astrobiologiquement pertinent sur Mars, à étudier ses processus géologiques de surface et son histoire, y compris l'évaluation de son habitabilité passée et son potentiel de préservation des biosignatures dans les matériaux géologiques accessibles. [284]

    Futures missions d'astrobiologie Modifier

      est un programme multi-engins spatiaux dirigé par l'Europe actuellement en cours de développement par l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale fédérale russe pour un lancement en 2016 et 2020. [286] Sa mission scientifique principale sera de rechercher d'éventuelles biosignatures sur Mars, passé ou présent. Un rover avec une carotteuse de 2 m (6,6 pi) sera utilisé pour échantillonner diverses profondeurs sous la surface où de l'eau liquide peut être trouvée et où des micro-organismes ou des biosignatures organiques pourraient survivre au rayonnement cosmique. [41] – La meilleure expérience de détection de vie proposée est l'examen sur Terre d'un échantillon de sol de Mars. Cependant, la difficulté de fournir et de maintenir un support vital pendant les mois de transit de Mars à la Terre reste à résoudre. Répondre à des exigences environnementales et nutritionnelles encore inconnues est intimidant, il a donc été conclu que "l'étude des composés organiques à base de carbone serait l'une des approches les plus fructueuses pour rechercher des signes potentiels de vie dans les échantillons retournés par opposition aux approches basées sur la culture". [287]

    Parmi les principales raisons de la colonisation de Mars, citons les intérêts économiques, la recherche scientifique à long terme mieux menée par les humains que les sondes robotiques et la pure curiosité. Les conditions de surface et la présence d'eau sur Mars en font sans doute la planète la plus hospitalière du système solaire, autre que la Terre. La colonisation humaine de Mars nécessiterait in situ utilisation des ressources (ISRU) Un rapport de la NASA indique que « les technologies de pointe applicables incluent la robotique, l'intelligence artificielle, la nanotechnologie, la biologie synthétique, l'impression 3D/la fabrication additive et l'autonomie. Ces technologies combinées aux vastes ressources naturelles devraient permettre, avant et ISRU post-humain pour augmenter considérablement la fiabilité et la sécurité et réduire les coûts de la colonisation humaine de Mars. » [288] [289] [290]


    Les scientifiques ont peut-être trouvé les premières preuves de la vie sur Terre

    Quand la vie sur Terre a-t-elle commencé ? Les scientifiques ont fouillé les archives géologiques, et plus ils regardent en profondeur, plus il semble que la biologie soit apparue au début des 4,5 milliards d'années d'histoire de notre planète. Jusqu'à présent, les géologues ont découvert des traces possibles de vie remontant à 3,8 milliards d'années. Maintenant, une nouvelle étude controversée présente des preuves potentielles que la vie est apparue 300 millions d'années avant cela, pendant la période mystérieuse qui a suivi la formation de la Terre.

    Les indices sont cachés dans des taches microscopiques de graphite, un minéral carboné, emprisonnées à l'intérieur d'un seul grand cristal de zircon. Les zircons se développent dans les magmas, incorporant souvent d'autres minéraux dans leurs structures cristallines de silicium, d'oxygène et de zirconium. Et bien qu'ils couvrent à peine la largeur d'un cheveu humain, les zircons sont presque indestructibles. Ils peuvent survivre aux roches dans lesquelles ils se sont initialement formés, endurant de multiples cycles d'érosion et de dépôt.

    En fait, bien que les roches les plus anciennes de la Terre ne datent que de 4 milliards d'années, les chercheurs ont trouvé des zircons vieux de 4,4 milliards d'années. Ces cristaux offrent un rare aperçu du premier chapitre de l'histoire de la Terre, connu sous le nom d'éon Hadéen. "Ce sont à peu près nos seuls échantillons physiques de ce qui se passait sur Terre avant il y a 4 milliards d'années", explique Elizabeth Bell, géochimiste à l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA) et auteur principal de la nouvelle étude, publié en ligne aujourd'hui dans le Actes de l'Académie nationale des sciences.

    Dans l'étude, Bell et ses collègues ont examiné les zircons des Jack Hills en Australie-Occidentale, un site qui a fourni plus d'échantillons Hadéens que partout ailleurs sur Terre, à la recherche d'inclusions de minéraux carbonés comme les diamants et le graphite. La simple présence de ces minéraux ne prouve pas que la biologie existait lorsque les zircons se sont formés, mais elle offre l'opportunité de rechercher des signes chimiques de vie. L'équipe a finalement trouvé de petits morceaux de graphite potentiellement non perturbé dans un cristal vieux de 4,1 milliards d'années. Le graphite a un faible ratio d'atomes de carbone lourds et légers, appelés isotopes, ce qui correspond à la signature isotopique de la matière organique. "Sur Terre aujourd'hui, si vous regardiez ce carbone, vous diriez qu'il est biogénique", dit Bell. "Bien sûr, c'est plus controversé pour les Hadéens."

    Les auteurs énumèrent plusieurs processus non biologiques qui pourraient expliquer leurs découvertes, mais ils privilégient l'idée que le graphite a commencé comme matière organique dans les sédiments qui ont été entraînés dans le manteau terrestre lors de la collision des plaques tectoniques. Lorsque les sédiments ont fondu pour former du magma, les températures et les pressions élevées ont transformé le carbone en graphite, qui a finalement abouti à un cristal de zircon.

    Si cette histoire est vraie et que la vie existait il y a 4,1 milliards d'années, Bell dit que les nouveaux résultats corroboreraient les preuves croissantes d'une Terre primitive plus hospitalière que les scientifiques ne l'avaient imaginé. "La vision traditionnelle des premières centaines de millions d'années de la Terre était qu'il s'agissait d'une planète stérile, sans vie et chaude qui était constamment bombardée par des météorites", dit-elle. Mais en partie grâce à la richesse des informations révélées par les zircons de Jack Hills ces dernières années, les scientifiques en sont venus à voir la Terre primitive comme beaucoup plus douce et plus propice à la vie.

    "Nous savons qu'il y avait de l'eau liquide", explique Mark van Zuilen, géomicrobiologiste à l'Institut de physique de la Terre de Paris. « Il n’y a rien qui nous empêche de supposer que la vie était là. » Cependant, van Zuilen et d'autres disent qu'ils ne sont pas sûrs que la nouvelle étude fournisse des preuves convaincantes que c'était le cas.

    Une partie de cette circonspection a ses racines dans l'histoire récente. En 2008, des chercheurs ont annoncé que les inclusions de diamant-graphite dans des zircons vieux de 4,3 milliards d'années avaient des signatures potentiellement biologiques, inspirant Bell et son équipe à commencer à parcourir la propre collection de cristaux Jack Hills de l'UCLA. Mais une analyse ultérieure a montré que les inclusions de 2008 provenaient d'une contamination en laboratoire, et non de la Terre primitive. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont pris des mesures pour éviter des problèmes similaires.

    "Cette expérience négative ne signifie pas que personne ne devrait réessayer", déclare John Eiler, géologue au California Institute of Technology de Pasadena. "Mais disons simplement que je suis prudent." D'une part, dit-il, les chercheurs doivent régler certains débats importants, comme si les inclusions dans les zircons hadéens préservent vraiment le matériau d'origine, ou si elles ont été modifiées, par exemple, lors d'un épisode ultérieur de métamorphisme. Il se demande également si la matière organique peut survivre dans les chambres magmatiques assez longtemps pour former du graphite, jetant le doute sur le mécanisme proposé.

    Ces problèmes mis à part, la plupart des scientifiques, y compris les auteurs, conviennent que les données n'excluent pas encore les explications non biologiques. De nombreux processus abiotiques peuvent produire du carbone avec des signatures isotopiques similaires à celles de la matière organique. Par exemple, le graphite pourrait contenir du carbone provenant de certains types de météorites, qui ont des compositions isotopiques légères. Alternativement, certains invoquent des processus chimiques, comme les réactions dites de Fischer-Tropsch, dans lesquelles le carbone, l'oxygène et l'hydrogène réagissent avec un catalyseur comme le fer pour former du méthane et d'autres hydrocarbures. De telles réactions se sont probablement produites à proximité de sources hydrothermales dans l'Hadéen, dit van Zuilen, et peuvent conférer des signatures isotopiques impossibles à distinguer des matériaux biologiques.

    Une façon de régler la question qui ne repose pas sur les isotopes consiste à étudier Mars, qui, contrairement à la Terre, possède encore des roches de plus de 4 milliards d'années à sa surface. « Si nous pouvons trouver des preuves de l'existence de la vie sur Mars à cette époque, il sera alors plus facile de soutenir qu'elle était également présente sur Terre », déclare Alexander Nemchin, géochimiste à l'Université Curtin de Bentley, en Australie, et auteur principal de l'étude de 2008 sur les inclusions de diamants.

    Pour l'instant, les scientifiques doivent se contenter des zircons, les seuls matériaux qui conservent un enregistrement, même cryptique, de l'éon Hadéen. Bell reconnaît la nécessité de tester l'hypothèse de son équipe sur des échantillons supplémentaires. Elle dit que les chercheurs doivent faire un effort concerté pour trouver plus de carbone Hadean dans les zircons de Jack Hills et voir s'il a aussi des origines potentiellement biologiques. "J'espère que nous n'avons pas eu le hasard de trouver le seul zircon bizarre qui contenait du graphite", dit-elle. "J'espère qu'il y en a en fait une bonne quantité."


    Contenu

    Les fragments de météorites les plus anciens trouvés sur Terre ont environ 4,54 milliards d'années, ce qui, associé principalement à la datation d'anciens gisements de plomb, a estimé l'âge de la Terre à cette époque. [40] La Lune a la même composition que la croûte terrestre mais ne contient pas de noyau riche en fer comme celui de la Terre. De nombreux scientifiques pensent qu'environ 40 millions d'années après la formation de la Terre, elle est entrée en collision avec un corps de la taille de Mars, jetant en orbite des matériaux de croûte qui ont formé la Lune. Une autre hypothèse est que la Terre et la Lune ont commencé à fusionner en même temps mais la Terre, ayant une gravité beaucoup plus forte que la Lune primitive, a attiré presque toutes les particules de fer dans la région. [41]

    Jusqu'en 2001, les roches les plus anciennes trouvées sur Terre avaient environ 3,8 milliards d'années, [42] [40] conduisant les scientifiques à estimer que la surface de la Terre avait été fondue jusque-là. En conséquence, ils ont nommé cette partie de l'histoire de la Terre Hadean. [43] Cependant, l'analyse des zircons formés à 4,4 Ga indique que la croûte terrestre s'est solidifiée environ 100 millions d'années après la formation de la planète et que la planète a rapidement acquis des océans et une atmosphère, qui auraient pu être capables de supporter la vie. [44] [45] [46]

    Les preuves de la Lune indiquent que de 4 à 3,8 Ga, elle a subi un bombardement lourd tardif par des débris laissés par la formation du système solaire, et la Terre aurait dû subir un bombardement encore plus lourd en raison de sa gravité plus forte. [43] [47] Bien qu'il n'y ait aucune preuve directe de conditions sur Terre de 4 à 3,8 Ga, il n'y a aucune raison de penser que la Terre n'a pas été également affectée par ce lourd bombardement tardif. [48] ​​Cet événement pourrait bien avoir supprimé toute atmosphère et océans antérieurs. Dans ce cas, les gaz et l'eau provenant des impacts de comètes pourraient avoir contribué à leur remplacement, bien que le dégazage des volcans sur Terre en aurait fourni au moins la moitié. [49] Cependant, si la vie microbienne souterraine avait évolué à ce stade, elle aurait survécu au bombardement. [50]

    Les premiers organismes identifiés étaient minuscules et relativement sans caractéristiques, et leurs fossiles ressemblent à de petits bâtonnets très difficiles à distinguer des structures résultant de processus physiques abiotiques. La plus ancienne preuve incontestée de la vie sur Terre, interprétée comme une bactérie fossilisée, date de 3 Ga. [51] D'autres découvertes dans des roches datées d'environ 3,5 Ga ont été interprétées comme des bactéries, [52] avec des preuves géochimiques semblant également montrer la présence de vie 3,8 Ga. [53] Cependant, ces analyses ont été étroitement scrutées et des processus non biologiques ont été trouvés qui pourraient produire toutes les "signatures de la vie" qui avaient été rapportées. [54] [55] Bien que cela ne prouve pas que les structures trouvées avaient une origine non biologique, elles ne peuvent pas être considérées comme une preuve claire de la présence de la vie. Les signatures géochimiques des roches déposées 3,4 Ga ont été interprétées comme des preuves de la vie, [51] [56] bien que ces déclarations n'aient pas été complètement examinées par les critiques.

    Des preuves de micro-organismes fossilisés considérés comme âgés de 3,77 à 4,28 milliards d'années ont été trouvées dans la ceinture de roches vertes de Nuvvuagittuq au Québec, Canada, [16] bien que les preuves soient contestées comme non concluantes. [57]

    Les biologistes pensent que tous les organismes vivants sur Terre doivent partager un seul dernier ancêtre universel, car il serait pratiquement impossible que deux ou plusieurs lignées distinctes aient pu développer indépendamment les nombreux mécanismes biochimiques complexes communs à tous les organismes vivants. [59] [60]

    Émergence indépendante sur Terre Modifier

    La vie sur Terre est basée sur le carbone et l'eau. Le carbone fournit des cadres stables pour les produits chimiques complexes et peut être facilement extrait de l'environnement, en particulier du dioxyde de carbone. [46] Il n'y a pas d'autre élément chimique dont les propriétés sont assez similaires à celles du carbone pour être appelé un silicium analogue, l'élément situé directement en dessous du carbone sur le tableau périodique, ne forme pas de très nombreuses molécules stables complexes, et parce que la plupart de ses composés sont de l'eau -insoluble et parce que le dioxyde de silicium est un solide dur et abrasif contrairement au dioxyde de carbone aux températures associées aux êtres vivants, il serait plus difficile à extraire pour les organismes. Les éléments bore et phosphore ont des chimies plus complexes, mais souffrent d'autres limitations par rapport au carbone. L'eau est un excellent solvant et possède deux autres propriétés utiles : le fait que la glace flotte permet aux organismes aquatiques de survivre sous elle en hiver et ses molécules ont des extrémités électriquement négatives et positives, ce qui lui permet de former une plus large gamme de composés que les autres solvants. . D'autres bons solvants, tels que l'ammoniac, ne sont liquides qu'à des températures si basses que les réactions chimiques peuvent être trop lentes pour maintenir la vie et n'ont pas les autres avantages de l'eau. [61] Les organismes basés sur la biochimie alternative peuvent, cependant, être possibles sur d'autres planètes. [62]

    La recherche sur la façon dont la vie pourrait avoir émergé de produits chimiques non vivants se concentre sur trois points de départ possibles : l'auto-réplication, la capacité d'un organisme à produire une progéniture très similaire à son métabolisme, sa capacité à se nourrir et à se réparer et les membranes cellulaires externes, qui permettre aux aliments d'entrer et aux déchets de sortir, mais exclure les substances indésirables. [63] Les recherches sur l'abiogenèse ont encore un long chemin à parcourir, puisque les approches théoriques et empiriques commencent seulement à entrer en contact. [64] [65]

    La réplication d'abord : le monde de l'ARN Modifier

    Même les membres les plus simples des trois domaines modernes de la vie utilisent l'ADN pour enregistrer leurs « recettes » et un ensemble complexe de molécules d'ARN et de protéines pour « lire » ces instructions et les utiliser pour la croissance, l'entretien et l'auto-réplication. La découverte que certaines molécules d'ARN peuvent catalyser à la fois leur propre réplication et la construction de protéines a conduit à l'hypothèse de formes de vie antérieures entièrement basées sur l'ARN. [66] Ces ribozymes auraient pu former un monde d'ARN dans lequel il y avait des individus mais aucune espèce, car les mutations et les transferts de gènes horizontaux auraient signifié que la progéniture de chaque génération était très susceptible d'avoir des génomes différents de ceux avec lesquels leurs parents ont commencé. [67] L'ARN aurait plus tard été remplacé par l'ADN, qui est plus stable et peut donc construire des génomes plus longs, élargissant la gamme de capacités qu'un seul organisme peut avoir. [67] [68] [69] Les ribozymes restent les principaux composants des ribosomes, les "usines de protéines" des cellules modernes. [70] Les preuves suggèrent que les premières molécules d'ARN se sont formées sur Terre avant 4,17 Ga. [71]

    Bien que de courtes molécules d'ARN à auto-réplication aient été produites artificiellement en laboratoire, [72] des doutes ont été émis quant à la possibilité d'une synthèse naturelle non biologique de l'ARN. [73] Les premiers "ribozymes" peuvent avoir été formés d'acides nucléiques plus simples tels que PNA, TNA ou GNA, qui auraient été remplacés plus tard par l'ARN. [74] [75]

    En 2003, il a été proposé que les précipités de sulfure métallique poreux aideraient à la synthèse d'ARN à environ 100 °C (212 °F) et à des pressions au fond de l'océan près des sources hydrothermales. Dans cette hypothèse, les membranes lipidiques seraient les derniers composants cellulaires majeurs à apparaître et, jusque-là, les protocellules seraient confinées dans les pores. [76]

    Le métabolisme d'abord : le monde fer-soufre Modifier

    Une série d'expériences commencées en 1997 a montré que les premières étapes de la formation de protéines à partir de matériaux inorganiques, notamment le monoxyde de carbone et le sulfure d'hydrogène, pouvaient être atteintes en utilisant du sulfure de fer et du sulfure de nickel comme catalyseurs. La plupart des étapes nécessitaient des températures d'environ 100 °C (212 °F) et des pressions modérées, bien qu'une étape nécessitait 250 °C (482 °F) et une pression équivalente à celle trouvée sous 7 kilomètres (4,3 mi) de roche. Par conséquent, il a été suggéré qu'une synthèse auto-entretenue de protéines aurait pu se produire à proximité de sources hydrothermales. [77]

    Les membranes d'abord : le monde lipidique Modifier

    Il a été suggéré que les "bulles" à double paroi de lipides comme celles qui forment les membranes externes des cellules peuvent avoir été une première étape essentielle. [78] Des expériences qui ont simulé les conditions de la Terre primitive ont signalé la formation de lipides, et ceux-ci peuvent spontanément former des liposomes, des "bulles" à double paroi, puis se reproduire. [46] Bien qu'ils ne soient pas intrinsèquement porteurs d'informations comme le sont les acides nucléiques, ils seraient soumis à la sélection naturelle pour la longévité et la reproduction. Les acides nucléiques tels que l'ARN pourraient alors s'être formés plus facilement à l'intérieur des liposomes qu'ils ne l'auraient fait à l'extérieur. [79]

    L'hypothèse de l'argile Modifier

    L'ARN est complexe et il existe des doutes quant à sa capacité à être produit de manière non biologique dans la nature. [73] Certaines argiles, notamment la montmorillonite, ont des propriétés qui en font des accélérateurs plausibles pour l'émergence d'un monde à ARN : elles croissent par auto-réplication de leur schéma cristallin elles sont soumises à un analogue de la sélection naturelle, comme l'"espèce" argileuse qui se développe le plus rapidement dans un environnement particulier devient rapidement dominant et ils peuvent catalyser la formation de molécules d'ARN. [80] Bien que cette idée ne soit pas devenue le consensus scientifique, elle a toujours des partisans actifs. [81]

    Des recherches menées en 2003 ont rapporté que la montmorillonite pouvait également accélérer la conversion des acides gras en « bulles » et que les « bulles » pouvaient encapsuler l'ARN attaché à l'argile. Ces "bulles" peuvent alors croître en absorbant des lipides supplémentaires puis se diviser. La formation des premières cellules peut avoir été facilitée par des processus similaires. [82]

    Une hypothèse similaire présente des argiles riches en fer auto-réplicables comme progéniteurs de nucléotides, de lipides et d'acides aminés. [83]

    La vie "ensemencée" d'ailleurs Modifier

    L'hypothèse de la Panspermie n'explique pas comment la vie est apparue en premier lieu, mais examine simplement la possibilité qu'elle vienne d'un endroit autre que la Terre. L'idée que la vie sur Terre a été « ensemencée » d'ailleurs dans l'Univers remonte au moins au philosophe grec Anaximandre au VIe siècle avant notre ère. [84] Au vingtième siècle, il a été proposé par le physico-chimiste Svante Arrhenius, [85] par les astronomes Fred Hoyle et Chandra Wickramasinghe, [86] et par le biologiste moléculaire Francis Crick et le chimiste Leslie Orgel. [87]

    Il existe trois versions principales de l'hypothèse « ensemencée d'ailleurs » : d'ailleurs dans notre système solaire via des fragments projetés dans l'espace par un grand impact de météore, auquel cas les sources les plus crédibles sont Mars [88] et Vénus [89] par extraterrestre visiteurs, peut-être à la suite d'une contamination accidentelle par des micro-organismes qu'ils ont apportés avec eux [87] et provenant de l'extérieur du Système solaire mais par des moyens naturels. [85] [88]

    Des expériences en orbite terrestre basse, telles que EXOSTACK, ont démontré que certaines spores de micro-organismes peuvent survivre au choc d'être catapultées dans l'espace et que certaines peuvent survivre à l'exposition aux rayonnements de l'espace extra-atmosphérique pendant au moins 5,7 ans. [90] [91] Les scientifiques sont divisés sur la probabilité que la vie survienne indépendamment sur Mars, [92] ou sur d'autres planètes de notre galaxie. [88]

    Les tapis microbiens sont des colonies multicouches et multi-espèces de bactéries et d'autres organismes qui ne font généralement que quelques millimètres d'épaisseur, mais contiennent toujours un large éventail d'environnements chimiques, chacun favorisant un ensemble différent de micro-organismes. [93] Dans une certaine mesure, chaque tapis forme sa propre chaîne alimentaire, car les sous-produits de chaque groupe de micro-organismes servent généralement de « nourriture » ​​pour les groupes adjacents. [94]

    Les stromatolites sont des piliers trapus construits sous forme de micro-organismes dans des tapis qui migrent lentement vers le haut pour éviter d'être étouffés par les sédiments déposés sur eux par l'eau. [93] Il y a eu un débat vigoureux sur la validité de prétendus fossiles d'avant 3 Ga, [95] avec des critiques faisant valoir que les soi-disant stromatolites auraient pu être formés par des processus non biologiques. [54] En 2006, une autre découverte de stromatolites a été signalée dans la même partie de l'Australie que les précédentes, dans des roches datées de 3,5 Ga. [96]

    Dans les tapis sous-marins modernes, la couche supérieure est souvent constituée de cyanobactéries photosynthétiques qui créent un environnement riche en oxygène, tandis que la couche inférieure est sans oxygène et souvent dominée par le sulfure d'hydrogène émis par les organismes qui y vivent. [94] On estime que l'apparition de la photosynthèse oxygénée par les bactéries dans les tapis a augmenté la productivité biologique d'un facteur compris entre 100 et 1000. L'agent réducteur utilisé par la photosynthèse oxygénée est l'eau, qui est beaucoup plus abondante que les agents réducteurs produits géologiquement requis par la photosynthèse non oxygénique antérieure. [97] À partir de ce moment, la vie elle-même a produit beaucoup plus des ressources dont elle avait besoin que les processus géochimiques. [98] L'oxygène est toxique pour les organismes qui ne lui sont pas adaptés, mais augmente considérablement l'efficacité métabolique des organismes adaptés à l'oxygène. [99] [100] L'oxygène est devenu un composant important de l'atmosphère terrestre vers 2,4 Ga. [101] Bien que les eucaryotes aient pu être présents beaucoup plus tôt, [102] [103] l'oxygénation de l'atmosphère était une condition préalable à l'évolution de la plupart des cellules eucaryotes complexes, à partir desquelles tous les organismes multicellulaires sont construits. [104] La limite entre les couches riches en oxygène et sans oxygène dans les tapis microbiens se serait déplacée vers le haut lorsque la photosynthèse s'est arrêtée pendant la nuit, puis vers le bas lorsqu'elle a repris le lendemain. Cela aurait créé une pression de sélection pour que les organismes de cette zone intermédiaire acquièrent la capacité de tolérer puis d'utiliser l'oxygène, éventuellement via l'endosymbiose, où un organisme vit à l'intérieur d'un autre et les deux bénéficient de leur association. [18]

    Les cyanobactéries possèdent les « boîtes à outils » biochimiques les plus complètes de tous les organismes formant des tapis. Par conséquent, ils sont les plus autosuffisants des organismes de tapis et étaient bien adaptés pour se débrouiller seuls à la fois comme tapis flottants et comme premier du phytoplancton, fournissant la base de la plupart des chaînes alimentaires marines. [18]

    Chromatine, noyau, système endomembranaire et mitochondries Modifier

    Les eucaryotes peuvent avoir été présents bien avant l'oxygénation de l'atmosphère [102], mais la plupart des eucaryotes modernes ont besoin d'oxygène, que leurs mitochondries utilisent pour alimenter la production d'ATP, l'approvisionnement énergétique interne de toutes les cellules connues. [104] Dans les années 1970, il a été proposé et, après de nombreux débats, largement accepté que les eucaryotes ont émergé à la suite d'une séquence d'endosymbiose entre les procaryotes. Par exemple : un micro-organisme prédateur a envahi un grand procaryote, probablement un archéen, mais l'attaque a été neutralisée, et l'attaquant a élu domicile et a évolué en la première des mitochondries. a survécu à l'intérieur de l'attaquant et la nouvelle combinaison est devenue l'ancêtre des plantes et ainsi de suite. Après le début de chaque endosymbiose, les partenaires auraient éliminé la duplication improductive des fonctions génétiques en réarrangeant leurs génomes, un processus qui impliquait parfois un transfert de gènes entre eux. [107] [108] [109] Une autre hypothèse propose que les mitochondries étaient à l'origine des endosymbiotes métabolisant le soufre ou l'hydrogène, et sont devenues des consommateurs d'oxygène plus tard. [110] D'autre part, les mitochondries pourraient avoir fait partie de l'équipement d'origine des eucaryotes. [111]

    Il y a un débat sur la première apparition des eucaryotes : la présence de stéranes dans les schistes australiens peut indiquer que les eucaryotes étaient présents à 2,7 Ga [103] cependant, une analyse en 2008 a conclu que ces produits chimiques infiltraient les roches à moins de 2,2 Ga et ne prouvent rien sur la origines des eucaryotes. [112] Fossiles des algues Grypania ont été rapportés dans des roches vieilles de 1,85 milliard d'années (datées à l'origine à 2,1 Ga mais révisées plus tard [21] ), et indiquent que les eucaryotes avec des organites avaient déjà évolué. [113] Une collection diversifiée d'algues fossiles a été trouvée dans des roches datées entre 1,5 et 1,4 Ga. [114] Les premiers fossiles connus de champignons datent de 1,43 Ga. [115]

    Plastides Modifier

    Les plastes, la superclasse d'organites dont les chloroplastes sont l'exemple le plus connu, proviendraient de cyanobactéries endosymbiotiques. La symbiose a évolué vers 1,5 Ga et a permis aux eucaryotes de réaliser la photosynthèse oxygénée. [104] Trois lignées évolutives de plastes photosynthétiques ont depuis émergé dans lesquelles les plastes sont nommés différemment : les chloroplastes dans les algues vertes et les plantes, les rhodoplastes dans les algues rouges et les cyanelles dans les glaucophytes. [116]

    Évolution de la reproduction sexuée Modifier

    Les caractéristiques déterminantes de la reproduction sexuée chez les eucaryotes sont la méiose et la fécondation. Il y a beaucoup de recombinaison génétique dans ce type de reproduction, dans laquelle la progéniture reçoit 50% de ses gènes de chaque parent, [117] contrairement à la reproduction asexuée, dans laquelle il n'y a pas de recombinaison. Les bactéries échangent également de l'ADN par conjugaison bactérienne, dont les avantages incluent la résistance aux antibiotiques et à d'autres toxines, et la capacité d'utiliser de nouveaux métabolites. [118] Cependant, la conjugaison n'est pas un moyen de reproduction et n'est pas limitée aux membres de la même espèce - il existe des cas où les bactéries transfèrent l'ADN aux plantes et aux animaux. [119]

    D'autre part, la transformation bactérienne est clairement une adaptation pour le transfert d'ADN entre bactéries d'une même espèce. La transformation bactérienne est un processus complexe impliquant les produits de nombreux gènes bactériens et peut être considérée comme une forme bactérienne de sexe. [120] [121] Ce processus se produit naturellement dans au moins 67 espèces procaryotes (dans sept phyla différents). [122] La reproduction sexuée chez les eucaryotes peut avoir évolué à partir de la transformation bactérienne. [123]

    Les inconvénients de la reproduction sexuée sont bien connus : le remaniement génétique de la recombinaison peut briser des combinaisons de gènes favorables et puisque les mâles n'augmentent pas directement le nombre de descendants dans la génération suivante, une population asexuée peut se reproduire et se déplacer en aussi peu de temps. comme 50 générations une population sexuelle qui est égale à tous les autres égards. [117] Néanmoins, la grande majorité des animaux, des plantes, des champignons et des protistes se reproduisent sexuellement. Il existe des preuves solides que la reproduction sexuée est apparue tôt dans l'histoire des eucaryotes et que les gènes qui la contrôlent ont très peu changé depuis lors. [124] Comment la reproduction sexuée a évolué et a survécu est une énigme non résolue. [125]

    L'hypothèse de la reine rouge suggère que la reproduction sexuée offre une protection contre les parasites, car il est plus facile pour les parasites de développer des moyens de surmonter les défenses de clones génétiquement identiques que ceux d'espèces sexuées qui présentent des cibles mobiles, et il existe des preuves expérimentales à cet effet. Cependant, il y a encore un doute quant à savoir si cela expliquerait la survie des espèces sexuées si plusieurs espèces clones similaires étaient présentes, car l'un des clones peut survivre aux attaques de parasites assez longtemps pour se reproduire avec l'espèce sexuée. [117] De plus, contrairement aux attentes de l'hypothèse de la Reine Rouge, Kathryn A. Hanley et al. ont constaté que la prévalence, l'abondance et l'intensité moyenne des acariens étaient significativement plus élevées chez les geckos sexués que chez les asexués partageant le même habitat. [127] En outre, le biologiste Matthew Parker, après avoir examiné de nombreuses études génétiques sur la résistance aux maladies des plantes, n'a pas réussi à trouver un seul exemple cohérent avec le concept selon lequel les agents pathogènes sont le principal agent sélectif responsable de la reproduction sexuée chez l'hôte. [128]

    Alexey Kondrashov hypothèse de mutation déterministe (DMH) suppose que chaque organisme a plus d'une mutation nocive et que les effets combinés de ces mutations sont plus nocifs que la somme des dommages causés par chaque mutation individuelle. Si tel est le cas, la recombinaison sexuelle des gènes réduira les dommages causés par les mauvaises mutations à la progéniture et en même temps éliminera certaines mauvaises mutations du pool génétique en les isolant chez les individus qui périssent rapidement parce qu'ils ont un nombre de mauvaises mutations supérieur à la moyenne. Cependant, les preuves suggèrent que les hypothèses du DMH sont fragiles car de nombreuses espèces ont en moyenne moins d'une mutation nuisible par individu et aucune espèce ayant fait l'objet d'une enquête ne montre de preuve de synergie entre les mutations nuisibles. [117]

    La nature aléatoire de la recombinaison fait varier l'abondance relative des caractères alternatifs d'une génération à l'autre. Cette dérive génétique est insuffisante à elle seule pour rendre la reproduction sexuée avantageuse, mais une combinaison de dérive génétique et de sélection naturelle peut être suffisante. Lorsque le hasard produit des combinaisons de bons traits, la sélection naturelle donne un grand avantage aux lignées dans lesquelles ces traits deviennent génétiquement liés. D'autre part, les avantages des bons traits sont neutralisés s'ils apparaissent avec les mauvais traits. La recombinaison sexuelle donne aux bons traits la possibilité d'être liés à d'autres bons traits, et les modèles mathématiques suggèrent que cela peut être plus que suffisant pour compenser les inconvénients de la reproduction sexuée. [125] D'autres combinaisons d'hypothèses insuffisantes en elles-mêmes sont également à l'étude. [117]

    La fonction adaptative du sexe reste aujourd'hui un problème majeur non résolu en biologie. Les modèles concurrents pour expliquer la fonction adaptative du sexe ont été examinés par John A. Birdsell et Christopher Wills. [129] Les hypothèses discutées ci-dessus dépendent toutes des effets bénéfiques possibles de la variation génétique aléatoire produite par la recombinaison génétique. Un autre point de vue est que le sexe est né et est maintenu, en tant que processus de réparation des dommages à l'ADN, et que la variation génétique produite est un sous-produit parfois bénéfique. [123] [130]

    Multicellularité Modifier

    Les définitions les plus simples de « multicellulaire », par exemple « avoir plusieurs cellules », pourraient inclure des cyanobactéries coloniales comme Nostoc. Même une définition technique telle que "avoir le même génome mais différents types de cellules" inclurait toujours certains genres d'algues vertes Volvox, qui ont des cellules spécialisées dans la reproduction. [131] La multicellularité a évolué indépendamment dans des organismes aussi divers que les éponges et autres animaux, les champignons, les plantes, les algues brunes, les cyanobactéries, les moisissures visqueuses et les myxobactéries. [21] [132] Par souci de concision, cet article se concentre sur les organismes qui montrent la plus grande spécialisation de cellules et variété de types cellulaires, bien que cette approche de l'évolution de la complexité biologique puisse être considérée comme "plutôt anthropocentrique". [22]

    Les avantages initiaux de la multicellularité peuvent avoir inclus : un partage plus efficace des nutriments qui sont digérés à l'extérieur de la cellule, [134] une résistance accrue aux prédateurs, dont beaucoup ont attaqué en engloutissant la capacité de résister aux courants en attachant à une surface ferme la capacité d'atteindre vers le haut pour filtrer ou obtenir la lumière du soleil pour la photosynthèse [135] la capacité de créer un environnement interne qui protège contre l'extérieur [22] et même la possibilité pour un groupe de cellules de se comporter « intelligemment » en partageant des informations. [133] Ces caractéristiques auraient également permis à d'autres organismes de se diversifier, en créant des environnements plus variés que ne le pourraient les tapis microbiens plats. [135]

    La multicellularité avec des cellules différenciées est bénéfique pour l'organisme dans son ensemble mais désavantageuse du point de vue des cellules individuelles, dont la plupart perdent la possibilité de se reproduire. Dans un organisme multicellulaire asexué, des cellules voyous qui conservent la capacité de se reproduire peuvent prendre le relais et réduire l'organisme à une masse de cellules indifférenciées. La reproduction sexuée élimine ces cellules voyous de la génération suivante et semble donc être une condition préalable à une multicellularité complexe. [135]

    Les preuves disponibles indiquent que les eucaryotes ont évolué beaucoup plus tôt mais sont restés discrets jusqu'à une diversification rapide autour de 1 Ga. Le seul aspect dans lequel les eucaryotes surpassent clairement les bactéries et les archées est leur capacité de variété de formes, et la reproduction sexuée a permis aux eucaryotes d'exploiter cet avantage en produisant organismes avec plusieurs cellules qui diffèrent par leur forme et leur fonction. [135]

    En comparant la composition des familles de facteurs de transcription et des motifs de réseaux régulateurs entre les organismes unicellulaires et les organismes multicellulaires, les scientifiques ont découvert qu'il existe de nombreuses nouvelles familles de facteurs de transcription et trois nouveaux types de motifs de réseaux régulateurs dans les organismes multicellulaires, et de nouveaux facteurs de transcription familiaux sont préférentiellement intégrés à ces derniers. de nouveaux motifs de réseau essentiels au développement multicullulaire. Ces résultats proposent un mécanisme plausible pour la contribution de facteurs de transcription de nouvelle famille et de nouveaux motifs de réseau à l'origine d'organismes multicellulaires au niveau de la régulation transcriptionnelle. [136]

    Preuve fossile Modifier

    Les fossiles du biote Francevillien, datés de 2,1 Ga, sont les premiers organismes fossiles connus clairement multicellulaires. [39] Ils peuvent avoir eu des cellules différenciées. [137] Un autre fossile multicellulaire ancien, Qingshania, daté de 1,7 Ga, semble être constitué de cellules pratiquement identiques. Les algues rouges appelées Bangiomorphe, daté de 1,2 Ga, est le plus ancien organisme connu qui a certainement des cellules différenciées et spécialisées, et est également le plus ancien organisme connu à reproduction sexuée. [135] Les fossiles de 1,43 milliard d'années interprétés comme des champignons semblent avoir été multicellulaires avec des cellules différenciées. [115] L'organisme « chapelet de perles » Horodyskie, trouvé dans des roches datées de 1,5 Ga à 900 Ma, peut avoir été un métazoaire précoce [21] cependant, il a également été interprété comme un foraminifère colonial. [126]

    Les animaux sont des eucaryotes multicellulaires [note 1] et se distinguent des plantes, des algues et des champignons par l'absence de parois cellulaires. [139] Tous les animaux sont mobiles, [140] ne serait-ce qu'à certains stades de la vie. Tous les animaux, à l'exception des éponges, ont des corps différenciés en tissus séparés, y compris les muscles, qui déplacent les parties de l'animal en se contractant, et le tissu nerveux, qui transmet et traite les signaux. [141] En novembre 2019, des chercheurs ont signalé la découverte de Caveasphaera, un organisme multicellulaire trouvé dans des roches vieilles de 609 millions d'années, qui n'est pas facilement défini comme un animal ou un non-animal, qui peut être lié à l'un des premiers exemples d'évolution animale. [142] [143] Études sur les fossiles de Caveasphaera ont suggéré que le développement embryonnaire de type animal est apparu beaucoup plus tôt que les plus anciens fossiles animaux clairement définis. [142] et peut être cohérent avec des études suggérant que l'évolution animale pourrait avoir commencé il y a environ 750 millions d'années. [143] [144]

    Néanmoins, les premiers fossiles d'animaux largement acceptés sont les cnidaires d'apparence plutôt moderne (le groupe qui comprend les méduses, les anémones de mer et les Hydre), peut-être d'environ 580 Ma , bien que les fossiles de la Formation de Doushantuo ne puissent être datés qu'approximativement. Leur présence implique que les lignées cnidaires et bilatériennes avaient déjà divergé. [145]

    Le biote d'Ediacara, qui a prospéré pendant les 40 derniers millions d'années avant le début du Cambrien, [146] ont été les premiers animaux de plus de quelques centimètres de long. Beaucoup étaient plats et avaient une apparence « matelassée », et semblaient si étranges qu'il y avait une proposition de les classer comme un royaume séparé, Vendozoa. [147] D'autres, cependant, ont été interprétés comme des mollusques précoces (Kimberella [148] [149] ), les échinodermes (Arkarua [150] ), et les arthropodes (Spriggina, [151] Parvancorina [152] ). Il y a encore un débat sur la classification de ces spécimens, principalement parce que les caractéristiques diagnostiques qui permettent aux taxonomistes de classer les organismes plus récents, telles que les similitudes avec les organismes vivants, sont généralement absentes chez les Édiacariens. Cependant, il semble peu douteux que Kimberella était au moins un animal bilatérien triploblastique, c'est-à-dire un animal significativement plus complexe que les cnidaires. [153]

    La petite faune coquillier est une collection très mélangée de fossiles trouvés entre la fin de l'Édiacarien et les périodes du Cambrien moyen. Le plus tôt, Cloudina, montre des signes de défense réussie contre la prédation et peut indiquer le début d'une course aux armements évolutive. Certains minuscules coquillages du Cambrien inférieur appartenaient presque certainement à des mollusques, tandis que les propriétaires de certaines « plaques de blindage », Halkieria et Microdictyon, ont finalement été identifiés lorsque des spécimens plus complets ont été trouvés dans les lagerstätten cambriens qui préservaient des animaux à corps mou. [154]

    Dans les années 1970, il y avait déjà un débat pour savoir si l'émergence des phylums modernes était « explosive » ou progressive, mais masquée par la pénurie de fossiles d'animaux précambriens. [154] Une réanalyse des fossiles de la lagerstätte des schistes de Burgess a accru l'intérêt pour la question lorsqu'elle a révélé des animaux, tels que Opabinie, qui ne correspond à aucun phylum connu. À l'époque, ceux-ci ont été interprétés comme la preuve que les embranchements modernes avaient évolué très rapidement dans l'explosion cambrienne et que les « étranges merveilles » des schistes de Burgess montraient que le Cambrien inférieur était une période expérimentale unique d'évolution animale.[156] Les découvertes ultérieures d'animaux similaires et le développement de nouvelles approches théoriques ont conduit à la conclusion que bon nombre des « étranges merveilles » étaient des « tantes » ou des « cousins » évolutifs de groupes modernes [157] - par exemple que Opabinie était un membre des lobopodes, un groupe qui comprend les ancêtres des arthropodes, et qu'il pourrait avoir été étroitement lié aux tardigrades modernes. [158] Néanmoins, il y a encore beaucoup de débats pour savoir si l'explosion cambrienne était vraiment explosive et, si oui, comment et pourquoi elle s'est produite et pourquoi elle semble unique dans l'histoire des animaux. [159]

    Deutérostomes et premiers vertébrés Modifier

    La plupart des animaux au cœur du débat sur l'explosion cambrienne sont des protostomes, l'un des deux principaux groupes d'animaux complexes. L'autre grand groupe, les deutérostomes, contient des invertébrés tels que les étoiles de mer et les oursins (échinodermes), ainsi que les cordés (voir ci-dessous). De nombreux échinodermes ont des "coquilles" de calcite dure, qui sont assez courantes à partir de la petite faune coquillier du Cambrien inférieur. [154] D'autres groupes de deutérostomes ont un corps mou et la plupart des fossiles de deutérostomes cambriens importants proviennent de la faune de Chengjiang, une lagerstätte en Chine. [161] Les cordés sont un autre groupe important de deutérostomiens : les animaux avec un cordon nerveux dorsal distinct. Les chordés comprennent les invertébrés à corps mou tels que les tuniciers ainsi que les vertébrés, des animaux dotés d'une colonne vertébrale. Alors que les fossiles de tuniciers sont antérieurs à l'explosion cambrienne, [162] les fossiles de Chengjiang Haikouichthys et Myllokunmingia semblent être de vrais vertébrés, [30] et Haikouichthys avait des vertèbres distinctes, qui peuvent avoir été légèrement minéralisées. [163] Les vertébrés à mâchoires, comme les acanthodiens, sont apparus pour la première fois à l'Ordovicien supérieur. [164]

    L'adaptation à la vie sur terre est un défi majeur : tous les organismes terrestres doivent éviter le dessèchement et tous ceux au-dessus de la taille microscopique doivent créer des structures spéciales pour résister à la respiration par gravité et les systèmes d'échange de gaz doivent changer les systèmes reproducteurs ne peuvent pas dépendre de l'eau pour transporter les œufs et spermatozoïdes les uns envers les autres. [165] [166] [167] Bien que les premières preuves solides de plantes et d'animaux terrestres remontent à la période ordovicienne (488 à 444 Ma), et qu'un certain nombre de lignées de micro-organismes aient atteint la terre beaucoup plus tôt, [168] [169 ] les écosystèmes terrestres modernes ne sont apparus qu'à la fin du Dévonien, vers 385 à 359 Ma . [170] En mai 2017, des preuves de la première vie connue sur terre ont peut-être été trouvées dans une geysérite vieille de 3,48 milliards d'années et d'autres gisements de minéraux connexes (souvent trouvés autour de sources chaudes et de geysers) découverts dans le craton de Pilbara en Australie occidentale. . [171] [172] En juillet 2018, les scientifiques ont signalé que la première vie sur terre pourrait avoir été des bactéries vivant sur terre il y a 3,22 milliards d'années. [173] En mai 2019, des scientifiques ont signalé la découverte d'un champignon fossilisé, nommé Ourasphaira giraldae, dans l'Arctique canadien, qui a pu pousser sur terre il y a un milliard d'années, bien avant que les plantes ne vivent sur terre. [174] [175] [176]

    Évolution des antioxydants terrestres Modifier

    L'oxygène est un puissant oxydant dont l'accumulation dans l'atmosphère terrestre résulte du développement de la photosynthèse sur 3 Ga, chez les cyanobactéries (algues bleu-vert), qui étaient les organismes photosynthétiques oxygénés les plus primitifs. Les algues brunes accumulent des antioxydants minéraux inorganiques tels que le rubidium, le vanadium, le zinc, le fer, le cuivre, le molybdène, le sélénium et l'iode qui est concentré plus de 30 000 fois la concentration de cet élément dans l'eau de mer. Les enzymes antioxydantes endogènes protectrices et les antioxydants alimentaires exogènes ont aidé à prévenir les dommages oxydatifs. La plupart des antioxydants minéraux marins agissent dans les cellules comme oligo-éléments essentiels dans les métalloenzymes redox et antioxydantes. [ citation requise ]

    Lorsque les plantes et les animaux ont commencé à pénétrer dans les rivières et à atterrir à environ 500 Ma, la carence environnementale de ces antioxydants minéraux marins a été un défi pour l'évolution de la vie terrestre. [177] [178] Les plantes terrestres ont lentement optimisé la production de « nouveaux » antioxydants endogènes tels que l'acide ascorbique, les polyphénols, les flavonoïdes, les tocophérols, etc. de plantes angiospermes. [ citation requise ]

    En fait, les angiospermes (le type de plante dominant aujourd'hui) et la plupart de leurs pigments antioxydants ont évolué au cours de la période du Jurassique supérieur. Les plantes utilisent des antioxydants pour défendre leurs structures contre les espèces réactives de l'oxygène produites lors de la photosynthèse. Les animaux sont exposés aux mêmes oxydants, et ils ont développé des systèmes antioxydants enzymatiques endogènes. [179] L'iode sous la forme de l'ion iodure I- est l'élément essentiel riche en électrons le plus primitif et le plus abondant dans le régime alimentaire des organismes marins et terrestres, et l'iodure agit comme un donneur d'électrons et a cette fonction antioxydante ancestrale dans tous les iodures- concentrant les cellules des algues marines primitives aux vertébrés terrestres plus récents. [180]

    Évolution du sol Modifier

    Avant la colonisation des terres, le sol, combinaison de particules minérales et de matière organique décomposée, n'existait pas. Les surfaces terrestres auraient été soit de la roche nue, soit du sable instable produit par les intempéries. L'eau et tous les nutriments qu'elle contient se seraient évacués très rapidement. [170] Dans la pénéplaine subcambrienne en Suède, par exemple, la profondeur maximale de kaolinitisation par altération néoprotérozoïque est d'environ 5 m, en revanche les gisements de kaolin à proximité développés au Mésozoïque sont beaucoup plus épais. [181] Il a été avancé qu'à la fin du Néoprotérozoïque, le lavage des nappes était un processus dominant d'érosion des matériaux de surface en raison du manque de plantes sur terre. [182]

    Des films de cyanobactéries, qui ne sont pas des plantes mais utilisent les mêmes mécanismes de photosynthèse, ont été trouvés dans les déserts modernes, et uniquement dans des zones impropres aux plantes vasculaires. Cela suggère que les tapis microbiens ont peut-être été les premiers organismes à coloniser les terres arides, peut-être au Précambrien. Les cyanobactéries formant des tapis pourraient avoir progressivement développé une résistance à la dessiccation en se propageant des mers aux zones intertidales puis à la terre. [170] Les lichens, qui sont des combinaisons symbiotiques d'un champignon (presque toujours un ascomycète) et d'un ou plusieurs photosynthétiseurs (algues vertes ou cyanobactéries), [183] ​​sont également d'importants colonisateurs d'environnements sans vie, [170] et leur capacité à se décomposer les roches contribuent à la formation du sol dans des situations où les plantes ne peuvent pas survivre. [183] ​​Les premiers fossiles d'ascomycètes connus datent de 423 à 419 Ma au Silurien. [170]

    La formation du sol aurait été très lente jusqu'à l'apparition des animaux fouisseurs, qui mélangent les composants minéraux et organiques du sol et dont les excréments sont une source majeure de composants organiques. [170] Des terriers ont été trouvés dans des sédiments ordoviciens et sont attribués à des annélides ("vers") ou à des arthropodes. [170] [184]

    Les plantes et la crise du bois du Dévonien supérieur Modifier

    Dans les algues aquatiques, presque toutes les cellules sont capables de photosynthèse et sont presque indépendantes. La vie sur terre exigeait que les plantes deviennent plus complexes et spécialisées en interne : la photosynthèse était plus efficace au sommet, les racines étaient nécessaires pour extraire l'eau du sol, les parties intermédiaires devenaient des supports et des systèmes de transport pour l'eau et les nutriments. [165] [185]

    Des spores de plantes terrestres, peut-être un peu comme des hépatiques, ont été trouvées dans des roches de l'Ordovicien moyen datées d'environ 476 Ma . Dans les roches du Silurien moyen 430 Ma, il y a des fossiles de plantes réelles, y compris des lycopodes telles que Baragwanathia la plupart mesuraient moins de 10 centimètres (3,9 pouces) de hauteur et certains semblent étroitement liés aux plantes vasculaires, le groupe qui comprend les arbres. [185]

    Vers la fin du Dévonien 370 Ma , des arbres tels que Archaeopteris étaient si abondants qu'ils ont changé les systèmes fluviaux de la plupart tressés à principalement sinueux, parce que leurs racines liaient fermement le sol. [186] En fait, ils ont causé la « crise du bois du Dévonien supérieur » [187] parce que :

    • Ils ont retiré plus de dioxyde de carbone de l'atmosphère, réduisant l'effet de serre et provoquant ainsi une ère glaciaire au Carbonifère. [28] Dans les écosystèmes ultérieurs, le dioxyde de carbone « enfermé » dans le bois est renvoyé dans l'atmosphère par décomposition du bois mort. Cependant, les premières preuves fossiles de champignons capables de décomposer le bois proviennent également du Dévonien supérieur. [188]
    • La profondeur croissante des racines des plantes a entraîné une augmentation du lavage des nutriments dans les rivières et les mers par la pluie. Cela a provoqué des proliférations d'algues dont la consommation élevée d'oxygène a provoqué des événements anoxiques dans les eaux plus profondes, augmentant le taux d'extinction des animaux d'eau profonde. [28]

    Invertébrés terrestres Modifier

    Les animaux ont dû changer leurs systèmes d'alimentation et d'excrétion, et la plupart des animaux terrestres ont développé une fécondation interne de leurs œufs. [167] La ​​différence d'indice de réfraction entre l'eau et l'air a nécessité des changements dans leurs yeux. D'autre part, à certains égards, les mouvements et la respiration sont devenus plus faciles et la meilleure transmission des sons à haute fréquence dans l'air a encouragé le développement de l'audition. [166]

    Le plus vieil animal à respiration aérienne connu est Pneumodesme, un mille-pattes archipolypode du Silurien moyen, environ 428 Ma . [189] [190] Sa nature terrestre respirante est mise en évidence par la présence de stigmates, les ouvertures vers les systèmes trachéaux. [191] Cependant, certaines traces fossiles antérieures de la limite Cambrien-Ordovicien vers 490 Ma sont interprétées comme les traces de grands arthropodes amphibies sur les dunes de sable côtières, et peuvent avoir été faites par des euthycarcinoïdes, [192] qui sont considérés comme évolutifs " tantes" des myriapodes. [193] D'autres traces fossiles de la fin de l'Ordovicien un peu plus de 445 Ma représentent probablement des invertébrés terrestres, et il existe des preuves claires de nombreux arthropodes sur les côtes et les plaines alluviales peu avant la limite Silurien-Dévonien, environ 415 Ma , y compris des signes que certains arthropodes mangé des plantes. [194] Les arthropodes étaient bien pré-adaptés pour coloniser la terre, car leurs exosquelettes articulés existants offraient une protection contre la dessiccation, un support contre la gravité et un moyen de locomotion qui ne dépendait pas de l'eau. [167] [195]

    Les archives fossiles d'autres grands groupes d'invertébrés terrestres sont médiocres : aucune pour les vers plats, les nématodes ou les némertiens non parasites. Certains nématodes parasites ont été fossilisés dans des annélides ambrés. les premiers fossiles de gastéropodes sur terre datent de la fin du Carbonifère, et ce groupe a peut-être dû attendre que la litière de feuilles devienne suffisamment abondante pour fournir les conditions humides dont ils ont besoin. [166]

    Les premiers fossiles confirmés d'insectes volants datent du Carbonifère supérieur, mais on pense que les insectes ont développé la capacité de voler au Carbonifère inférieur ou même au Dévonien supérieur. Cela leur a donné un plus large éventail de niches écologiques pour l'alimentation et la reproduction, et un moyen d'échapper aux prédateurs et aux changements défavorables de l'environnement. [196] Environ 99% des espèces d'insectes modernes volent ou sont des descendants d'espèces volantes. [197]

    Vertébrés terrestres anciens Modifier

    Les tétrapodes, vertébrés à quatre membres, ont évolué à partir d'autres poissons rhipidistiens sur une période de temps relativement courte au cours du Dévonien supérieur ( 370 à 360 Ma ). [200] Les premiers groupes sont regroupés sous le nom de Labyrinthodontia. Ils ont conservé des têtards aquatiques ressemblant à des alevins, un système encore observé chez les amphibiens modernes.

    L'iode et le T4/T3 stimulent la métamorphose des amphibiens et l'évolution des systèmes nerveux transformant le têtard aquatique et végétarien en une grenouille terrestre carnivore "plus évoluée" avec de meilleures capacités neurologiques, visuospatiales, olfactives et cognitives pour la chasse. [177] La ​​nouvelle action hormonale de la T3 a été rendue possible par la formation de récepteurs T3 dans les cellules des vertébrés. Tout d'abord, il y a environ 600-500 millions d'années, dans les Chordata primitifs sont apparus les récepteurs alpha T3 avec une action métamorphosante, puis, il y a environ 250-150 millions d'années, chez les oiseaux et les mammifères sont apparus les récepteurs bêta T3 avec des actions métaboliques et thermogénétiques. . [201]

    Des années 1950 au début des années 1980, on pensait que les tétrapodes évoluaient à partir de poissons qui avaient déjà acquis la capacité de ramper sur terre, peut-être pour passer d'une mare qui s'asséchait à une mare plus profonde. Cependant, en 1987, des fossiles presque complets de Acanthostega d'environ 363 Ma a montré que cet animal de transition du Dévonien supérieur avait des pattes, des poumons et des branchies, mais n'aurait jamais pu survivre sur terre : ses membres et ses articulations du poignet et de la cheville étaient trop faibles pour supporter son poids ses côtes étaient trop courtes pour empêcher son poumons d'être écrasés par son poids, sa nageoire caudale en forme de poisson aurait été endommagée en traînant sur le sol. L'hypothèse actuelle est que Acanthostega, qui mesurait environ 1 mètre (3,3 pieds) de long, était un prédateur entièrement aquatique qui chassait dans les eaux peu profondes. Son squelette différait de celui de la plupart des poissons en ce qu'il lui permettait de lever la tête pour respirer de l'air alors que son corps restait immergé, notamment : ses mâchoires présentent des modifications qui lui auraient permis d'avaler de l'air les os à l'arrière de son crâne sont verrouillé ensemble, fournissant des points d'attache solides pour les muscles qui ont soulevé sa tête la tête n'est pas jointe à la ceinture scapulaire et il a un cou distinct. [198]

    La prolifération dévonienne des plantes terrestres peut aider à expliquer pourquoi la respiration de l'air aurait été un avantage : les feuilles tombant dans les ruisseaux et les rivières auraient favorisé la croissance de la végétation aquatique cela aurait attiré les invertébrés au pâturage et les petits poissons qui s'en seraient nourris ils auraient été proies attrayantes mais l'environnement n'était pas propice aux gros poissons prédateurs marins une respiration aérienne aurait été nécessaire car ces eaux auraient été à court d'oxygène, puisque l'eau chaude contient moins d'oxygène dissous que l'eau de mer plus froide et que la décomposition de la végétation aurait utilisé une partie de l'oxygène. [198]

    Des découvertes ultérieures ont révélé des formes de transition antérieures entre Acanthostega et complètement des animaux ressemblant à des poissons. [202] Malheureusement, il existe alors un écart (écart de Romer) d'environ 30 Ma entre les fossiles de tétrapodes ancestraux et les fossiles de vertébrés du Carbonifère moyen qui semblent bien adaptés à la vie sur terre. Certains d'entre eux ressemblent aux premiers parents des amphibiens modernes, dont la plupart ont besoin de garder leur peau humide et de pondre leurs œufs dans l'eau, tandis que d'autres sont considérés comme les premiers parents des amniotes, dont la peau imperméable et les membranes des œufs leur permettent de vivre et se reproduisent loin de l'eau. [199]

    Dinosaures, oiseaux et mammifères Modifier

    Anapsids si les tortues appartiennent ici est débattue [203]

    Les amniotes, dont les œufs peuvent survivre dans des environnements secs, ont probablement évolué à la fin du Carbonifère (330 à 298,9 Ma). Les premiers fossiles des deux groupes d'amniotes survivants, les synapsides et les sauropsides, datent d'environ 313 Ma. [204] [205] Les pélycosaures synapsides et leurs descendants les thérapsides sont les vertébrés terrestres les plus communs dans les lits de fossiles du Permien les plus connus (298,9 à 251,902 Ma). Cependant, à l'époque, ils se trouvaient tous dans des zones tempérées aux latitudes moyennes, et il est prouvé que les environnements plus chauds et plus secs près de l'équateur étaient dominés par les sauropsides et les amphibiens. [206]

    L'événement d'extinction Permien-Trias a anéanti presque tous les vertébrés terrestres, [207] ainsi que la grande majorité des autres formes de vie. [208] Au cours de la lente récupération de cette catastrophe, estimée à 30 millions d'années, [209] un groupe de sauropsides auparavant obscur est devenu le plus abondant et le plus diversifié des vertébrés terrestres : quelques fossiles d'archosauriformes (« formes de lézards dominants ») ont été trouvé dans les roches du Permien supérieur, [210] mais, au Trias moyen, les archosaures étaient les vertébrés terrestres dominants. Les dinosaures se sont distingués des autres archosaures du Trias supérieur et sont devenus les vertébrés terrestres dominants du Jurassique et du Crétacé ( 201,3 à 66 Ma ). [211]

    À la fin du Jurassique, les oiseaux ont évolué à partir de petits dinosaures théropodes prédateurs. [212] Les premiers oiseaux ont hérité des dents et des longues queues osseuses de leurs ancêtres dinosaures, [212] mais certains avaient développé des becs cornés et édentés dès la fin du Jurassique [213] et de courtes queues pygostyles dès le Crétacé inférieur. [214]

    Alors que les archosaures et les dinosaures devenaient de plus en plus dominants au Trias, les successeurs mammifères des thérapsides ont évolué pour devenir de petits insectivores principalement nocturnes. Ce rôle écologique peut avoir favorisé l'évolution des mammifères, par exemple la vie nocturne peut avoir accéléré le développement de l'endothermie ("sang chaud") et des cheveux ou de la fourrure. [215] Vers 195 Ma au début du Jurassique, il y avait des animaux qui ressemblaient beaucoup aux mammifères d'aujourd'hui à bien des égards. [216] Malheureusement, il y a une lacune dans les archives fossiles tout au long du Jurassique moyen. [217] Cependant, les dents fossiles découvertes à Madagascar indiquent que la scission entre la lignée menant aux monotrèmes et celle menant aux autres mammifères vivants s'était produite vers 167 Ma. [218] Après avoir dominé les niches de vertébrés terrestres pendant environ 150 Ma, les dinosaures non aviaires ont péri lors de l'extinction du Crétacé-Paléogène (66 Ma) avec de nombreux autres groupes d'organismes. [219] À l'époque des dinosaures, les mammifères étaient limités à une gamme étroite de taxons, de tailles et de formes, mais leur taille et leur diversité ont augmenté rapidement après l'extinction [220] [221] avec des chauves-souris prenant leur envol à moins de 13 millions ans, [222] et les cétacés à la mer d'ici 15 millions d'années. [223]

    Plantes à fleurs Modifier

    Les premières plantes à fleurs sont apparues vers 130 Ma. [226] Les 250 000 à 400 000 espèces de plantes à fleurs sont plus nombreuses que toutes les autres plantes terrestres combinées et constituent la végétation dominante dans la plupart des écosystèmes terrestres. Il existe des preuves fossiles que les plantes à fleurs se sont diversifiées rapidement au Crétacé inférieur, de 130 à 90 Ma , [224] [225] et que leur essor était associé à celui des insectes pollinisateurs. [225] Parmi les plantes à fleurs modernes Magnolia sont considérés comme proches de l'ancêtre commun du groupe. [224] Cependant, les paléontologues n'ont pas réussi à identifier les premiers stades de l'évolution des plantes à fleurs. [224] [225]

    Insectes sociaux Modifier

    Les insectes sociaux sont remarquables car la grande majorité des individus de chaque colonie sont stériles. Cela semble contraire aux concepts de base de l'évolution tels que la sélection naturelle et le gène égoïste. En fait, il existe très peu d'espèces d'insectes eusociales : seules 15 des 2 600 familles d'insectes vivantes contiennent des espèces eusociales, et il semble que l'eusocialité n'ait évolué indépendamment que 12 fois chez les arthropodes, bien que certaines lignées eusociales se soient diversifiées en plusieurs familles. Néanmoins, les insectes sociaux ont connu un succès spectaculaire, par exemple, bien que les fourmis et les termites ne représentent qu'environ 2% des espèces d'insectes connues, ils forment plus de 50% de la masse totale des insectes.Leur capacité à contrôler un territoire semble être le fondement de leur succès. [227]

    Le sacrifice d'opportunités de reproduction par la plupart des individus a longtemps été expliqué comme une conséquence de la méthode haplodiploïde inhabituelle de détermination du sexe de ces espèces, qui a la conséquence paradoxale que deux filles d'ouvrières stériles de la même reine partagent plus de gènes entre elles qu'elles ne le feraient avec leur progéniture s'ils pouvaient se reproduire. [228] Cependant, E. O. Wilson et Bert Hölldoler soutiennent que cette explication est erronée : par exemple, elle est basée sur la sélection de la parenté, mais il n'y a aucune preuve de népotisme dans les colonies qui ont plusieurs reines. Au lieu de cela, écrivent-ils, l'eusocialité n'évolue que chez les espèces qui subissent une forte pression des prédateurs et des concurrents, mais dans les environnements où il est possible de construire des « forteresses » une fois que les colonies ont établi cette sécurité, elles obtiennent d'autres avantages grâce à la recherche de nourriture coopérative. A l'appui de cette explication, ils citent l'apparition d'eusocialité chez les rats-taupes bathyergides, [227] qui ne sont pas haplodiploïdes. [229]

    Les premiers fossiles d'insectes ont été trouvés dans des roches du Dévonien inférieur datant d'environ 400 Ma , qui ne conservent que quelques variétés d'insectes incapables de voler. Les lagerstätten de Mazon Creek du Carbonifère supérieur, environ 300 Ma , comprennent environ 200 espèces, certaines gigantesques selon les normes modernes, et indiquent que les insectes avaient occupé leurs principales niches écologiques modernes en tant qu'herbivores, détritivores et insectivores. Les termites sociaux et les fourmis apparaissent pour la première fois au Crétacé inférieur, et des abeilles sociales avancées ont été trouvées dans les roches du Crétacé supérieur, mais ne sont devenues abondantes qu'au Cénozoïque moyen. [230]

    Humains Modifier

    L'idée que, avec d'autres formes de vie, les humains modernes ont évolué à partir d'un ancien ancêtre commun a été proposée par Robert Chambers en 1844 et reprise par Charles Darwin en 1871. [231] Les humains modernes ont évolué à partir d'une lignée de marche debout. singes qui a été retracée plus de 6 Ma à Sahelanthrope. [232] Les premiers outils en pierre connus ont été fabriqués vers 2,5 Ma , apparemment par Australopithèque garhi, et ont été trouvés près d'os d'animaux qui portent des égratignures faites par ces outils. [233] Les premiers hominidés avaient un cerveau de la taille d'un chimpanzé, mais il y a eu une multiplication par quatre au cours des 3 derniers Ma. Une analyse statistique suggère que la taille du cerveau des hominidés dépend presque entièrement de la date des fossiles, tandis que l'espèce à laquelle ils sont attribués n'a qu'une faible influence. [234] Il existe un débat de longue date sur la question de savoir si les humains modernes ont évolué dans le monde entier simultanément à partir d'homininés avancés existants ou sont les descendants d'une seule petite population en Afrique, qui a ensuite migré dans le monde entier il y a moins de 200 000 ans et a remplacé les précédents. espèces hominines. [235] Il y a aussi un débat pour savoir si les humains anatomiquement modernes ont eu un "grand bond en avant" intellectuel, culturel et technologique il y a moins de 100 000 ans et, si c'est le cas, si cela était dû à des changements neurologiques qui ne sont pas visibles dans les fossiles. [236]

    La vie sur Terre a subi des extinctions massives occasionnelles au moins depuis 542 Ma. Bien qu'elles fussent des catastrophes à l'époque, les extinctions massives ont parfois accéléré l'évolution de la vie sur Terre. Lorsque la dominance de niches écologiques particulières passe d'un groupe d'organismes à un autre, c'est rarement parce que le nouveau groupe dominant est « supérieur » à l'ancien et généralement parce qu'un événement d'extinction élimine l'ancien groupe dominant et fait place au nouveau. [37] [237]

    Les archives fossiles semblent montrer que les écarts entre les extinctions massives s'allongent et que les taux moyens et de fond d'extinction diminuent. Ces deux phénomènes pourraient être expliqués d'une ou plusieurs manières : [238]

    • Les océans sont peut-être devenus plus accueillants à la vie au cours des 500 derniers Ma et moins vulnérables aux extinctions massives : l'oxygène dissous s'est répandu et a pénétré plus profondément le développement de la vie sur terre a réduit le ruissellement des nutriments et donc le risque d'eutrophisation et les événements anoxiques et les écosystèmes marins se sont diversifiés, de sorte que les chaînes alimentaires étaient moins susceptibles d'être perturbées. [239][240]
    • Les fossiles raisonnablement complets sont très rares, la plupart des organismes éteints ne sont représentés que par des fossiles partiels, et les fossiles complets sont les plus rares dans les roches les plus anciennes. Ainsi, les paléontologues ont attribué par erreur des parties du même organisme à différents genres, qui ont souvent été définis uniquement pour tenir compte de ces découvertes - l'histoire de Anomalocaris en est un exemple. Le risque de cette erreur est plus élevé pour les fossiles plus anciens car ceux-ci sont souvent à la fois différents des parties de tout organisme vivant et mal conservés. De nombreux genres "superflus" sont représentés par des fragments qui ne sont pas retrouvés et les genres "superflus" semblent s'éteindre très rapidement. [238]

    La biodiversité dans les archives fossiles, qui est ". le nombre de genres distincts vivants à un moment donné, c'est-à-dire ceux dont la première occurrence est antérieure et dont la dernière occurrence est postérieure à cette époque" [241] montre une tendance différente : une augmentation assez rapide de 542 à 400 Ma un léger déclin de 400 à 200 Ma , dans lequel l'événement d'extinction dévastateur du Permien-Trias est un facteur important et une augmentation rapide de 200 Ma à nos jours. [241]


    La vie est peut-être apparue sur Terre il y a 4 milliards d'années, selon une étude de fossiles controversés

    En 1992, des chercheurs ont découvert des preuves de ce qui était alors potentiellement la première vie sur Terre : des gribouillis microscopiques vieux de 3,5 milliards d'années enfermés dans des roches australiennes. Depuis lors, cependant, les scientifiques se demandent si ces empreintes représentent vraiment d'anciens micro-organismes, et même si elles le font, si elles sont vraiment si anciennes. Maintenant, une analyse complète de ces microfossiles suggère que ces formations représentent en effet d'anciens microbes, des microbes potentiellement si complexes que la vie sur notre planète doit être apparue quelque 500 millions d'années plus tôt.

    Les nouveaux travaux indiquent que ces premiers micro-organismes étaient étonnamment sophistiqués, capables de photosynthèse et d'utiliser d'autres processus chimiques pour obtenir de l'énergie, explique Birger Rasmussen, géobiologiste à l'Université Curtin de Perth, en Australie, qui n'était pas impliqué dans les travaux. L'étude "déclenchera probablement une vague de nouvelles recherches sur ces roches alors que d'autres chercheurs recherchent des données qui soutiennent ou réfutent cette nouvelle affirmation", ajoute Alison Olcott Marshall, géobiologiste à l'Université du Kansas à Lawrence qui n'a pas été impliquée dans l'effort.

    Dans la nouvelle étude, William Schopf, paléobiologiste à l'Université de Californie à Los Angeles et découvreur des microfossiles australiens, s'est associé à John Valley, géoscientifique à l'Université du Wisconsin à Madison. Valley est un expert dans une technique analytique appelée spectrométrie de masse à ions secondaires (SIMS), qui peut déterminer le rapport des différentes formes de carbone dans un échantillon, ce qui est essentiel pour évaluer s'il est organique.

    Schopf a passé 4 mois à travailler avec des microscopes pour trouver une fine tranche de roche contenant les fossiles avec des spécimens suffisamment accessibles pour être étudiés avec le SIMS. Cet échantillon contenait 11 microfossiles dont la diversité de formes et de tailles suggérait qu'ils représentaient cinq espèces de microbes. Il a également fourni des échantillons de roche ne contenant aucun fossile putatif à des fins de comparaison.

    De nouvelles preuves soutiennent que ces « gribouillis » représentent le début de la vie.

    L'analyse a détecté plusieurs ratios de carbone distincts dans le matériau, rapportent aujourd'hui Schopf, Valley et ses collègues dans les Actes de la National Academy of Sciences. Deux types de microfossiles avaient le même ratio de carbone que les bactéries modernes qui utilisent la lumière pour fabriquer des composés carbonés qui alimentent leurs activités - une photosynthèse primitive qui n'implique pas d'oxygène. Deux autres types de microfossiles avaient les mêmes ratios de carbone que les microbes appelés archées qui dépendent du méthane comme source d'énergie et qui ont joué un rôle central dans le développement de la vie multicellulaire. Le rapport d'un type final de microfossiles indiquait que cet organisme produisait du méthane dans le cadre de son métabolisme.

    Le fait qu'il y ait autant de ratios de carbone différents renforce le fait qu'il s'agit de vrais fossiles, dit Schopf. Tout processus inorganique qui aurait pu créer les gribouillis devrait laisser une signature de rapport carbone uniforme, dit-il. Le fait que les microbes étaient déjà si divers à ce stade de l'histoire de la Terre suggère également que la vie sur notre planète pourrait remonter à il y a 4 milliards d'années, dit-il. D'autres chercheurs ont trouvé des signes de vie remontant au moins jusque-là, mais ces résultats sont encore plus controversés que ceux de Schopf.

    « Les nouveaux résultats ajoutent du poids à l'idée que les microstructures sont biologiques », convient Rasmussen. Mais il craint que les microfossiles aient été mal conservés. Olcott Marshall, qui pense que les empreintes rocheuses ne sont pas du tout des fossiles, mais le produit de processus géologiques, est encore plus critique : « Les erreurs produites par cette technique analytique sont si importantes » que les données ne sont pas assez claires pour dire qu'il y a différentes types de microbes dans la roche, dit-elle.

    Mais les experts du SIMS louent le travail. "C'était une expérience très prudente et bien pensée", explique Lara Gamble, chimiste à l'Université de Washington à Seattle qui n'a pas participé à l'étude. "Ils ont fait beaucoup d'efforts pour essayer de s'assurer que tout était correctement calibré."

    Rasmussen espère qu'il y aura des travaux de suivi qui analyseront davantage de microfossiles. « Cela vaut la peine de bien faire les choses, étant donné que nous examinons certaines des traces de vie les plus anciennes possibles », dit-il. « Il est important de perfectionner nos compétences pour reconnaître les anciennes biosignatures sur Terre alors que nous jetons les yeux sur Mars et au-delà. »


    Les quatre civilisations qui existaient sur Terre avant les humains

    Ernst Rifgatovich Muldashev, un chirurgien russe a toujours recherché les traces d'anciennes civilisations qui ont disparu bien avant la montée de l'humanité sur Terre.

    Muldashev croit fermement en l'existence d'une civilisation plus ancienne que nous, et tous ses soupçons sont étayés par des découvertes et des références archéologiques, ainsi que par de nombreuses histoires et légendes d'OVNI.

    Selon lui, il y avait au total quatre civilisations différentes qui existaient avant nous.

    ASURAS, LES INDIGÈNES

    Selon Muldashev, il s'agit de la première civilisation apparue sur Terre il y a plus de 10 millions d'années. C'étaient des êtres très grands, mesurant jusqu'à 165 pieds. Ils ont vécu plus de dix mille ans et ont utilisé la télépathie pour communiquer. Si nous devons faire confiance à Muldashev, ces créatures sont venues d'une planète appelée Phaethon.

    ATLANTÉENS, CEUX NÉS APRÈS

    Les Atlantes sont le résultat d'une évolution physique entreprise par les Asuras. Ils étaient légèrement plus petits et n'avaient pas d'os du tout. Cependant, ils avaient un troisième œil situé entre les sourcils.

    LÉMURIENS, LES CONSTRUCTEURS DU SPHINX

    Les Lémuriens sont apparus après la disparition des Atlantes. Ceux-ci étaient très similaires aux humains, ce qui signifie qu'ils avaient un squelette et étaient différenciés selon le sexe. Ils possédaient toujours un troisième œil. Ils mesuraient environ 26 pieds de haut et ont vécu plus de mille ans. Selon Muldashev, ce sont eux qui ont construit le Sphinx et le Stonehenge.

    BORÉI, LE PLUS SIMILAIRE À L'HOMME

    Ceux-ci étaient très semblables à l'homme, plus que les Lémuriens. La hauteur ne dépassait pas 13 pieds. Ils ont fui la Terre à la suite d'une catastrophe nucléaire survenue sur notre planète il y a plus de 25 000 ans.

    LES ARYENS, APRÈS LA CHUTE DE L'ATLANTE

    Selon Muldashev, une nouvelle race a évolué juste après la disparition de l'Atlantide. Ce sont les ancêtres directs des humains. Cette race n'avait pas de troisième œil et vivait il y a environ 12 000 ans.


    Contenu

    L'existence de Mars en tant qu'objet errant dans le ciel nocturne a été enregistrée par les anciens astronomes égyptiens. Au 2e millénaire avant notre ère, ils connaissaient le mouvement rétrograde apparent de la planète, dans lequel elle semble se déplacer dans le ciel dans la direction opposée à sa progression normale. [2] Mars a été représenté sur le plafond de la tombe de Seti I, sur le plafond du Ramesseum [3] et sur la carte des étoiles de Senenmut. La dernière est la plus ancienne carte stellaire connue, datée de 1534 avant notre ère sur la base de la position des planètes. [2]

    À l'époque de l'empire néo-babylonien, les astronomes babyloniens faisaient des observations systématiques des positions et du comportement des planètes. Pour Mars, ils savaient, par exemple, que la planète faisait 37 périodes synodiques, soit 42 circuits du zodiaque, tous les 79 ans. Les Babyloniens ont inventé des méthodes arithmétiques pour apporter des corrections mineures aux positions prédites des planètes. Cette technique était principalement dérivée de mesures temporelles, comme lorsque Mars s'élevait au-dessus de l'horizon, plutôt que de la position moins connue de la planète sur la sphère céleste. [4] [5]

    Les archives chinoises des apparitions et des mouvements de Mars apparaissent avant la fondation de la dynastie Zhou (1045 av. Des occultations de Mars par Vénus ont été notées en 368, 375 et 405 de notre ère. [6] La période et le mouvement de l'orbite de la planète étaient connus en détail pendant la dynastie Tang (618 CE). [7] [8] [9]

    L'astronomie primitive de la Grèce antique a été influencée par les connaissances transmises par la culture mésopotamienne. Ainsi, les Babyloniens associaient Mars à Nergal, leur dieu de la guerre et de la peste, et les Grecs reliaient la planète à leur dieu de la guerre, Arès. [10] Durant cette période, les mouvements des planètes intéressaient peu les Grecs Hésiode. Travaux et jours (c. 650 avant notre ère) ne fait aucune mention des planètes. [11]

    Les Grecs utilisaient le mot planton faire référence aux sept corps célestes qui se déplaçaient par rapport aux étoiles de fond et ils avaient une vision géocentrique que ces corps se déplaçaient autour de la Terre. Dans son travail, La république (X.616E-617B), le philosophe grec Platon a fourni la plus ancienne déclaration connue définissant l'ordre des planètes dans la tradition astronomique grecque. Sa liste, dans l'ordre du plus proche au plus éloigné de la Terre, était la suivante : la Lune, le Soleil, Vénus, Mercure, Mars, Jupiter, Saturne et les étoiles fixes. Dans son dialogue Timée, Platon a proposé que la progression de ces objets à travers le ciel dépende de leur distance, de sorte que l'objet le plus éloigné se déplace le plus lentement. [12]

    Aristote, un étudiant de Platon, a observé une occultation de Mars par la Lune le 4 mai 357 avant notre ère. [13] De cela il a conclu que Mars doit se trouver plus loin de la Terre que la Lune. Il a noté que d'autres occultations d'étoiles et de planètes avaient été observées par les Égyptiens et les Babyloniens. [14] [15] [16] Aristote a utilisé cette preuve d'observation pour soutenir le séquençage grec des planètes. [17] Son œuvre De Caelo a présenté un modèle de l'univers dans lequel le Soleil, la Lune et les planètes tournent autour de la Terre à des distances fixes. Une version plus sophistiquée du modèle géocentrique a été développée par l'astronome grec Hipparque lorsqu'il a proposé que Mars se déplace le long d'une piste circulaire appelée l'épicycle qui, à son tour, tourne autour de la Terre le long d'un cercle plus grand appelé le déférent. [18] [19]

    Dans l'Égypte romaine au IIe siècle de notre ère, Claudius Ptolemaeus (Ptolémée) a tenté de résoudre le problème du mouvement orbital de Mars. Les observations de Mars avaient montré que la planète semblait se déplacer 40% plus vite d'un côté de son orbite que de l'autre, en conflit avec le modèle aristotélicien de mouvement uniforme. Ptolémée a modifié le modèle du mouvement planétaire en ajoutant un point décalé par rapport au centre de l'orbite circulaire de la planète autour duquel la planète se déplace à un taux de rotation uniforme. Il proposa que l'ordre des planètes, par distance croissante, était : la Lune, Mercure, Vénus, le Soleil, Mars, Jupiter, Saturne et les étoiles fixes. [20] Le modèle de Ptolémée et son ouvrage collectif sur l'astronomie ont été présentés dans la collection en plusieurs volumes Almageste, qui est devenu le traité faisant autorité sur l'astronomie occidentale pour les quatorze siècles suivants. [19]

    Au 5ème siècle de notre ère, le texte astronomique indien Surya Siddhanta a estimé la taille angulaire de Mars à 2 minutes d'arc (1/30 de degré) et sa distance à la Terre à 10 433 000 km (1 296 600 yojana, où un yojana équivaut à huit km dans le Surya Siddhanta). De là, le diamètre de Mars est déduit à 6 070 km (754,4 yojana), ce qui présente une erreur de 11% par rapport à la valeur actuellement acceptée de 6 788 km. Cependant, cette estimation était basée sur une estimation inexacte de la taille angulaire de la planète. Le résultat peut avoir été influencé par les travaux de Ptolémée, qui a répertorié une valeur de 1,57 arc-minute. Les deux estimations sont significativement plus grandes que la valeur obtenue plus tard par le télescope. [21]


    Les mouvements géocentriques de Kepler sur Mars
    de Astronomia Nova (1609)

    Calculs d'opposition modernes
    Ces cartes montrent la direction et la distance de Mars par rapport à la Terre au centre, avec des oppositions et un mouvement rétrograde apparent environ tous les 2 ans et des oppositions les plus proches tous les 15 à 17 ans en raison de l'orbite excentrique de Mars.

    En 1543, Nicolas Copernic publia un modèle héliocentrique dans son ouvrage De revolutionibus orbium coelestium. Cette approche a placé la Terre sur une orbite autour du Soleil entre les orbites circulaires de Vénus et de Mars. Son modèle a expliqué avec succès pourquoi les planètes Mars, Jupiter et Saturne étaient du côté opposé du ciel au Soleil chaque fois qu'elles étaient au milieu de leurs mouvements rétrogrades. Copernic a pu trier les planètes dans leur ordre héliocentrique correct basé uniquement sur la période de leurs orbites autour du Soleil. [22] Sa théorie a progressivement gagné l'acceptation parmi les astronomes européens, en particulier après la publication de la Tables pruténiques par l'astronome allemand Erasmus Reinhold en 1551, qui ont été calculés à l'aide du modèle copernicien. [23]

    Le 13 octobre 1590, l'astronome allemand Michael Maestlin observe une occultation de Mars par Vénus. [24] Un de ses étudiants, Johannes Kepler, est rapidement devenu un adepte du système copernicien. Après avoir terminé ses études, Kepler est devenu l'assistant du noble et astronome danois Tycho Brahe. Avec l'accès accordé aux observations détaillées de Tycho sur Mars, Kepler s'est mis au travail pour assembler mathématiquement un remplaçant aux tables de Pruténique. Après avoir échoué à plusieurs reprises à adapter le mouvement de Mars sur une orbite circulaire comme l'exigeait le copernicanisme, il a réussi à faire correspondre les observations de Tycho en supposant que l'orbite était une ellipse et que le Soleil était situé à l'un des foyers. Son modèle est devenu la base des lois du mouvement planétaire de Kepler, qui ont été publiées dans son ouvrage en plusieurs volumes Épitome Astronomiae Copernicanae (Epitome of Copernican Astronomy) entre 1615 et 1621. [25]

    À son approche la plus proche, la taille angulaire de Mars est de 25 secondes d'arc (une unité de degré), ce qui est beaucoup trop petit pour être résolu à l'œil nu.Par conséquent, avant l'invention du télescope, on ne savait rien de la planète à part sa position dans le ciel. [26] Le scientifique italien Galileo Galilei a été la première personne connue à utiliser un télescope pour faire des observations astronomiques. Ses archives indiquent qu'il a commencé à observer Mars à l'aide d'un télescope en septembre 1610. [27] Cet instrument était trop primitif pour afficher des détails de surface sur la planète, [28] il s'est donc fixé comme objectif de voir si Mars présentait des phases d'obscurité partielle similaires à Vénus ou à la Lune. Bien qu'incertain de son succès, en décembre, il a noté que Mars avait rétréci en taille angulaire. [27] L'astronome polonais Johannes Hevelius réussit à observer une phase de Mars en 1645. [29]

    En 1644, le jésuite italien Daniello Bartoli rapporta avoir vu deux taches plus sombres sur Mars. Au cours des oppositions de 1651, 1653 et 1655, lorsque la planète s'approchait au plus près de la Terre, l'astronome italien Giovanni Battista Riccioli et son étudiant Francesco Maria Grimaldi ont noté des zones de réflectivité différente sur Mars. [28] La première personne à dessiner une carte de Mars qui affichait les caractéristiques du terrain était l'astronome néerlandais Christiaan Huygens. Le 28 novembre 1659, il a fait une illustration de Mars qui montrait la région sombre distincte maintenant connue sous le nom de Syrtis Major Planum, et peut-être l'une des calottes glaciaires polaires. [30] La même année, il réussit à mesurer la période de rotation de la planète, la donnant à environ 24 heures. [29] Il a fait une estimation approximative du diamètre de Mars, devinant qu'il est d'environ 60% de la taille de la Terre, ce qui se compare bien à la valeur moderne de 53%. [31] La première mention définitive de la calotte glaciaire polaire sud de Mars a peut-être été faite par l'astronome italien Giovanni Domenico Cassini, en 1666. Cette même année, il a utilisé des observations des marques de surface sur Mars pour déterminer une période de rotation de 24 h 40 m. Cela diffère de la valeur actuellement acceptée de moins de trois minutes. En 1672, Huygens remarqua une calotte blanche floue au pôle nord. [32]

    Après que Cassini soit devenu le premier directeur de l'Observatoire de Paris en 1671, il s'est attaqué au problème de l'échelle physique du système solaire. La taille relative des orbites planétaires était connue grâce à la troisième loi de Kepler, ce qui était donc nécessaire était la taille réelle de l'une des orbites de la planète. À cette fin, la position de Mars a été mesurée par rapport aux étoiles de fond de différents points de la Terre, mesurant ainsi la parallaxe diurne de la planète. Au cours de cette année, la planète dépassait le point le long de son orbite où elle était la plus proche du Soleil (une opposition périhélique), ce qui en faisait une approche particulièrement proche de la Terre. Cassini et Jean Picard ont déterminé la position de Mars depuis Paris, tandis que l'astronome français Jean Richer a effectué des mesures depuis Cayenne, en Amérique du Sud. Bien que ces observations aient été entravées par la qualité des instruments, la parallaxe calculée par Cassini se situait à moins de 10 % de la valeur correcte. [33] [34] L'astronome anglais John Flamsteed a fait des tentatives de mesure comparables et a obtenu des résultats similaires. [35]

    En 1704, l'astronome italien Jacques Philippe Maraldi "a fait une étude systématique de la calotte sud et a observé qu'elle subissait" des variations au fur et à mesure de la rotation de la planète. Cela indiquait que le capuchon n'était pas centré sur le poteau. Il a observé que la taille de la casquette variait avec le temps. [28] [36] L'astronome britannique d'origine allemande Sir William Herschel a commencé à faire des observations de la planète Mars en 1777, en particulier des calottes polaires de la planète. En 1781, il nota que la calotte sud apparaissait « extrêmement grande », ce qu'il attribuait à ce pôle étant dans l'obscurité au cours des douze derniers mois. En 1784, la calotte sud apparaissait beaucoup plus petite, suggérant ainsi que les calottes varient selon les saisons de la planète et étaient donc constituées de glace. En 1781, il a estimé la période de rotation de Mars à 24 h 39 m 21,67 s et a mesuré l'inclinaison axiale des pôles de la planète par rapport au plan orbital à 28,5°. Il a noté que Mars avait une "atmosphère considérable mais modérée, de sorte que ses habitants bénéficient probablement d'une situation à bien des égards similaire à la nôtre". [36] [37] [38] [39] Entre 1796 et 1809, l'astronome français Honoré Flaugergues a remarqué des obscurcissements de Mars, suggérant que des "voiles de couleur ocre" couvraient la surface. Il s'agit peut-être du premier signalement de nuages ​​jaunes ou de tempêtes sur Mars. [40] [41]

    Au début du 19ème siècle, les améliorations de la taille et de la qualité des optiques des télescopes ont prouvé une avancée significative dans la capacité d'observation. La plus notable de ces améliorations était la lentille achromatique à deux composants de l'opticien allemand Joseph von Fraunhofer qui a essentiellement éliminé le coma, un effet optique qui peut déformer le bord extérieur de l'image. En 1812, Fraunhofer avait réussi à créer un objectif achromatique de 190 mm (7,5 pouces) de diamètre. La taille de cette lentille principale est le principal facteur déterminant la capacité de collecte de lumière et la résolution d'un télescope réfracteur. [42] [43] Pendant l'opposition de Mars en 1830, les astronomes allemands Johann Heinrich Mädler et Wilhelm Beer ont utilisé une lunette astronomique Fraunhofer de 95 mm (3,7 pouces) pour lancer une étude approfondie de la planète. Ils ont choisi une caractéristique située à 8° au sud de l'équateur comme point de référence. (Ceci a plus tard été nommé Sinus Meridiani, et il deviendrait le méridien zéro de Mars.) Au cours de leurs observations, ils ont établi que la plupart des caractéristiques de la surface de Mars étaient permanentes et ont déterminé plus précisément la période de rotation de la planète. En 1840, Mädler a combiné dix années d'observations pour dessiner la première carte de Mars. Plutôt que de donner des noms aux différentes marques, Beer et Mädler les ont simplement désignées avec des lettres, ainsi Meridian Bay (Sinus Meridiani) était caractéristique "une". [29] [43] [44]

    Travaillant à l'Observatoire du Vatican lors de l'opposition de Mars en 1858, l'astronome italien Angelo Secchi a remarqué un grand élément triangulaire bleu, qu'il a nommé le "Scorpion bleu". Cette même formation saisonnière semblable à un nuage a été vue par l'astronome anglais J. Norman Lockyer en 1862, et elle a été vue par d'autres observateurs. [45] Pendant l'opposition de 1862, l'astronome néerlandais Frederik Kaiser a produit des dessins de Mars. En comparant ses illustrations à celles de Huygens et du philosophe naturel anglais Robert Hooke, il a pu affiner davantage la période de rotation de Mars. Sa valeur de 24 h 37 m 22,6 s est précise au dixième de seconde près. [43] [46]

    Le père Secchi a produit certaines des premières illustrations en couleur de Mars en 1863. Il a utilisé les noms d'explorateurs célèbres pour les caractéristiques distinctes. En 1869, il a observé deux caractéristiques linéaires sombres sur la surface qu'il a appelées canal, qui signifie « canaux » ou « grooves » en italien. [47] [48] [49] En 1867, l'astronome anglais Richard A. Proctor a créé une carte plus détaillée de Mars basée sur les dessins de 1864 de l'astronome anglais William R. Dawes. Proctor a nommé les diverses caractéristiques plus claires ou plus sombres d'après les astronomes, passés et présents, qui avaient contribué aux observations de Mars. Au cours de la même décennie, des cartes et une nomenclature comparables ont été produites par l'astronome français Camille Flammarion et l'astronome anglais Nathan Green. [49]

    À l'Université de Leipzig en 1862-1864, l'astronome allemand Johann K. F. Zöllner a développé un photomètre personnalisé pour mesurer la réflectivité de la Lune, des planètes et des étoiles brillantes. Pour Mars, il a dérivé un albédo de 0,27. Entre 1877 et 1893, les astronomes allemands Gustav Müller et Paul Kempf ont observé Mars à l'aide du photomètre de Zöllner. Ils ont trouvé un petit coefficient de phase - la variation de réflectivité avec l'angle - indiquant que la surface de Mars est lisse et sans grandes irrégularités. [50] En 1867, l'astronome français Pierre Janssen et l'astronome britannique William Huggins ont utilisé des spectroscopes pour examiner l'atmosphère de Mars. Tous deux ont comparé le spectre optique de Mars à celui de la Lune. Comme le spectre de ces derniers ne montrait pas de raies d'absorption de l'eau, ils croyaient avoir détecté la présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère de Mars. Ce résultat a été confirmé par l'astronome allemand Herman C. Vogel en 1872 et l'astronome anglais Edward W. Maunder en 1875, mais serait plus tard remis en question. [51] En 1882, un article parut dans Scientific American discutant de la neige sur les régions polaires de Mars et des spéculations sur la probabilité des courants océaniques. [52]

    Une opposition périhélique particulièrement favorable s'est produite en 1877. L'astronome anglais David Gill a profité de cette occasion pour mesurer la parallaxe diurne de Mars depuis l'île de l'Ascension, ce qui a conduit à une estimation de la parallaxe de 8,78 ± 0,01 secondes d'arc. [53] En utilisant ce résultat, il était capable de déterminer plus précisément la distance de la Terre au Soleil, basée sur la taille relative des orbites de Mars et de la Terre. [54] Il a noté que le bord du disque de Mars apparaissait flou à cause de son atmosphère, ce qui limitait la précision qu'il pouvait obtenir pour la position de la planète. [55]

    En août 1877, l'astronome américain Asaph Hall découvrit les deux lunes de Mars à l'aide d'un télescope de 660 mm (26 pouces) à l'observatoire naval américain. [56] Les noms des deux satellites, Phobos et Deimos, ont été choisis par Hall sur la base d'une suggestion de Henry Madan, professeur de sciences à Eton College en Angleterre. [57]

    Au cours de l'opposition de 1877, l'astronome italien Giovanni Schiaparelli a utilisé un télescope de 22 cm (8,7 pouces) pour aider à produire la première carte détaillée de Mars. Ces cartes contenaient notamment des éléments qu'il appelait canal, qui se sont révélés plus tard être une illusion d'optique. Ces canal étaient supposément de longues lignes droites à la surface de Mars auxquelles il a donné des noms de rivières célèbres sur Terre. Son mandat canal a été généralement mal traduit en anglais comme canaux. [58] [59] En 1886, l'astronome anglais William F. Denning a observé que ces traits linéaires étaient de nature irrégulière et montraient des concentrations et des interruptions. En 1895, l'astronome anglais Edward Maunder est devenu convaincu que les caractéristiques linéaires n'étaient que la somme de nombreux petits détails. [60]

    Dans son ouvrage de 1892 La planète Mars et ses conditions d'habitabilité, Camille Flammarion a écrit sur la façon dont ces canaux ressemblaient à des canaux artificiels, qu'une race intelligente pourrait utiliser pour redistribuer l'eau à travers un monde martien mourant. Il a plaidé en faveur de l'existence de tels habitants et a suggéré qu'ils pourraient être plus avancés que les humains. [61]

    Influencé par les observations de Schiaparelli, Percival Lowell a fondé un observatoire avec des télescopes de 30 et 45 cm (12 et 18 pouces). L'observatoire a été utilisé pour l'exploration de Mars lors de la dernière bonne opportunité en 1894 et les oppositions suivantes moins favorables. Il a publié des livres sur Mars et la vie sur la planète, qui ont eu une grande influence sur le public. [62] Le canal ont été trouvés par d'autres astronomes, tels que Henri Joseph Perrotin et Louis Thollon à l'aide d'un réfracteur de 38 cm (15 pouces) à l'Observatoire de Nice en France, l'un des plus grands télescopes de l'époque. [63] [64]

    À partir de 1901, l'astronome américain A. E. Douglass a tenté de photographier les caractéristiques du canal de Mars. Ces efforts ont semblé réussir lorsque l'astronome américain Carl O. Lampland a publié des photographies des canaux supposés en 1905. [65] Bien que ces résultats aient été largement acceptés, ils ont été contestés par l'astronome grec Eugène M. Antoniadi, le naturaliste anglais Alfred Russel Wallace et d'autres comme caractéristiques simplement imaginées. [60] [66] Comme de plus gros télescopes étaient utilisés, moins canal ont été observés. Lors d'une observation en 1909 par Flammarion avec un télescope de 84 cm (33 in), des motifs irréguliers ont été observés, mais aucun canal ont été vus. [67]

    À partir de 1909, Eugène Antoniadi a pu aider à réfuter la théorie de Mars canal en regardant à travers le grand réfracteur de Meudon, la Grande Lunette (objectif 83 cm). [68] Un trio de facteurs d'observation synergise la visualisation à travers le troisième plus grand réfracteur du monde, Mars était en opposition et un temps clair exceptionnel. [68] Le canal dissous sous les yeux d'Antoniadi en divers "taches et taches" à la surface de Mars. [68]

    L'obscurcissement de la surface causé par les nuages ​​jaunes avait été noté dans les années 1870 lorsqu'ils ont été observés par Schiaparelli. Des preuves de tels nuages ​​ont été observées lors des oppositions de 1892 et 1907. En 1909, Antoniadi a noté que la présence de nuages ​​jaunes était associée à l'obscurcissement des caractéristiques de l'albédo. Il a découvert que Mars apparaissait plus jaune lors des oppositions lorsque la planète était la plus proche du Soleil et recevait plus d'énergie. Il a suggéré que le sable ou la poussière soufflés par le vent étaient la cause des nuages. [70] [71]

    En 1894, l'astronome américain William W. Campbell a découvert que le spectre de Mars était identique au spectre de la Lune, jetant le doute sur la théorie naissante selon laquelle l'atmosphère de Mars est similaire à celle de la Terre. Les précédentes détections d'eau dans l'atmosphère de Mars s'expliquaient par des conditions défavorables, et Campbell a déterminé que la signature de l'eau provenait entièrement de l'atmosphère terrestre. Bien qu'il ait reconnu que les calottes glaciaires indiquaient qu'il y avait de l'eau dans l'atmosphère, il ne croyait pas que les calottes étaient suffisamment grandes pour permettre de détecter la vapeur d'eau. [72] À l'époque, les résultats de Campbell étaient considérés comme controversés et critiqués par les membres de la communauté astronomique, mais ils ont été confirmés par l'astronome américain Walter S. Adams en 1925. [73]

    L'astronome allemand balte Hermann Struve a utilisé les changements observés dans les orbites des lunes martiennes pour déterminer l'influence gravitationnelle de la forme aplatie de la planète. En 1895, il a utilisé ces données pour estimer que le diamètre équatorial était 1/190 plus grand que le diamètre polaire. [36] [74] En 1911, il affine la valeur à 1/192. Ce résultat a été confirmé par le météorologue américain Edgar W. Woolard en 1944. [75]

    À l'aide d'un thermocouple sous vide fixé au télescope Hooker de 2,54 m (100 pouces) de l'observatoire du mont Wilson, en 1924, les astronomes américains Seth Barnes Nicholson et Edison Pettit ont pu mesurer l'énergie thermique rayonnée par la surface de Mars. Ils ont déterminé que la température variait de -68 °C (-90 °F) au pôle jusqu'à 7 °C (45 °F) au milieu du disque (correspondant à l'équateur). [76] À partir de la même année, des mesures d'énergie rayonnée de Mars ont été effectuées par le physicien américain William Coblentz et l'astronome américain Carl Otto Lampland. Les résultats ont montré que la température nocturne sur Mars est tombée à -85 °C (-121 °F), indiquant une "énorme fluctuation diurne" des températures. [77] La ​​température des nuages ​​martiens a été mesurée à -30 °C (-22 °F). [78] En 1926, en mesurant les raies spectrales décalées vers le rouge par les mouvements orbitaux de Mars et de la Terre, l'astronome américain Walter Sydney Adams a pu mesurer directement la quantité d'oxygène et de vapeur d'eau dans l'atmosphère de Mars. Il a déterminé que des "conditions désertiques extrêmes" étaient répandues sur Mars. [79] En 1934, Adams et l'astronome américain Theodore Dunham Jr. ont découvert que la quantité d'oxygène dans l'atmosphère de Mars était inférieure à un pour cent de la quantité sur une zone comparable sur Terre. [80]

    En 1927, l'étudiant néerlandais Cyprianus Annius van den Bosch a déterminé la masse de Mars sur la base des mouvements des lunes martiennes, avec une précision de 0,2%. Ce résultat a été confirmé par l'astronome néerlandais Willem de Sitter et publié à titre posthume en 1938. de Mars, ainsi que les autres planètes du système solaire interne, des perturbations gravitationnelles de l'astéroïde de la planète. Sa marge d'erreur estimée était de 0,05 %, [82] mais des vérifications ultérieures ont suggéré que son résultat était mal déterminé par rapport à d'autres méthodes. [83]

    Au cours des années 1920, l'astronome français Bernard Lyot a utilisé un polarimètre pour étudier les propriétés de surface de la Lune et des planètes. En 1929, il a noté que la lumière polarisée émise par la surface martienne est très similaire à celle rayonnée par la Lune, bien qu'il ait émis l'hypothèse que ses observations pourraient s'expliquer par le gel et éventuellement la végétation. Sur la base de la quantité de lumière solaire diffusée par l'atmosphère martienne, il a fixé une limite supérieure de 1/15 de l'épaisseur de l'atmosphère terrestre. Cela a limité la pression de surface à pas plus de 2,4 kPa (24 mbar). [84] En utilisant la spectrométrie infrarouge, en 1947 l'astronome hollandais-américain Gerard Kuiper a détecté du dioxyde de carbone dans l'atmosphère martienne. Il a pu estimer que la quantité de dioxyde de carbone sur une zone donnée de la surface est le double de celle de la Terre. Cependant, parce qu'il a surestimé la pression de surface sur Mars, Kuiper a conclu à tort que les calottes glaciaires ne pouvaient pas être composées de dioxyde de carbone gelé. [85] En 1948, le météorologue américain Seymour L. Hess a déterminé que la formation des minces nuages ​​martiens ne nécessiterait que 4 mm (0,16 in) de précipitations d'eau et une pression de vapeur de 0,1 kPa (1,0 mbar). [78]

    La première nomenclature standard pour les caractéristiques de l'albédo martien a été introduite par l'Union astronomique internationale (UAI) lorsqu'en 1960, ils ont adopté 128 noms de la carte de 1929 d'Antoniadi nommé La Planète Mars. Le Groupe de travail pour la nomenclature des systèmes planétaires (WGPSN) a été créé par l'IAU en 1973 pour normaliser le schéma de nommage pour Mars et d'autres corps. [86]

    Le Programme international de patrouille planétaire a été formé en 1969 en tant que consortium pour surveiller en permanence les changements planétaires. Ce groupe mondial s'est concentré sur l'observation des tempêtes de poussière sur Mars. Leurs images permettent d'étudier globalement les modèles saisonniers martiens et ils ont montré que la plupart des tempêtes de poussière martiennes se produisent lorsque la planète est la plus proche du Soleil. [87]

    Depuis les années 1960, des vaisseaux spatiaux robotiques ont été envoyés pour explorer Mars depuis l'orbite et la surface de manière très détaillée. En outre, la télédétection de Mars depuis la Terre par des télescopes au sol et en orbite s'est poursuivie sur une grande partie du spectre électromagnétique. Ceux-ci incluent des observations infrarouges pour déterminer la composition de la surface, [88] l'observation ultraviolette et submillimétrique de la composition atmosphérique, [89] [90] et des mesures radio des vitesses du vent. [91]

    Le télescope spatial Hubble (HST) a été utilisé pour effectuer des études systématiques de Mars [92] et a pris les images de la plus haute résolution de Mars jamais capturées depuis la Terre. [93] Ce télescope peut produire des images utiles de la planète lorsqu'elle se trouve à une distance angulaire d'au moins 50° du Soleil. Le HST peut prendre des images d'un hémisphère, ce qui donne des vues de systèmes météorologiques entiers. Les télescopes terrestres équipés de dispositifs à couplage de charge peuvent produire des images utiles de Mars, permettant une surveillance régulière de la météo de la planète pendant les oppositions. [94]

    L'émission de rayons X de Mars a été observée pour la première fois par des astronomes en 2001 à l'aide de l'observatoire de rayons X Chandra, et en 2003, il a été démontré qu'elle avait deux composantes.La première composante est causée par les rayons X du Soleil diffusés par la haute atmosphère martienne, la seconde provient des interactions entre les ions qui se traduisent par un échange de charges. [95] L'émission de cette dernière source a été observée jusqu'à huit fois le rayon de Mars par l'observatoire en orbite XMM-Newton. [96]

    En 1983, l'analyse du groupe de météorites shergottite, nakhlite et chassignite (SNC) a montré qu'elles pouvaient provenir de Mars. [97] On pense que la météorite Allan Hills 84001, découverte en Antarctique en 1984, est originaire de Mars, mais elle a une composition entièrement différente de celle du groupe SNC. En 1996, il a été annoncé que cette météorite pourrait contenir des preuves de fossiles microscopiques de bactéries martiennes. Cependant, ce résultat reste controversé. [98] L'analyse chimique des météorites martiennes trouvées sur Terre suggère que la température ambiante près de la surface de Mars a très probablement été inférieure au point de congélation de l'eau (0 C°) pendant une grande partie des quatre derniers milliards d'années. [99]


    D'anciens « extraterrestres » pourraient avoir vécu dans notre système solaire des milliards d'années avant les humains, selon un scientifique

    Le système SOLAIRE que l'humanité appelle chez lui a peut-être déjà été habité par une espèce éteinte d'extraterrestres spatiaux, a suggéré un scientifique de haut niveau.

    Un boffin de l'espace américain a suggéré que d'anciens extraterrestres auraient pu vivre sur Mars, Vénus ou même la planète Terre avant de disparaître sans laisser de trace.

    Dans un article académique fascinant sur les « espèces technologiques indigènes antérieures », Jason T. Wright de la Pennsylvania State University a évoqué la possibilité fascinante que des preuves de ces extraterrestres éteints puissent exister quelque part dans le système solaire.

    Wright est un astronome qui a attiré l'attention du monde entier après avoir suggéré qu'une "mégastructure quotidienne" avait été repérée en orbite autour d'une étoile lointaine.

    Maintenant, l'astronome a déclaré que des extraterrestres avancés auraient peut-être laissé derrière nous des "technosignatures" à trouver - si seulement nous savions où les chercher.

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    "Une espèce technologique indigène antérieure pourrait avoir surgi sur l'ancienne Terre ou sur un autre corps, comme une Vénus pré-serre ou une Mars humide", a-t-il écrit.

    Cependant, la plupart des preuves archéologiques d'une civilisation ancienne auraient probablement été perdues.

    La tectonique des plaques terrestres aurait "effacé" les traces d'une civilisation qui a vécu il y a des milliards d'années.

    Vénus est en proie à un grave effet de serre et subit également un "resurfaçage" similaire qui récurerait sa terre sans artefacts.

    Cela ne laisse qu'une poignée d'endroits où les archéologues pourraient trouver des traces d'une civilisation extraterrestre perdue.

    "Les technosignatures indigènes restantes pourraient être extrêmement anciennes, limitant les endroits où elles pourraient encore être trouvées sous les surfaces de Mars et de la Lune, ou dans le système solaire extérieur", a ajouté Wright.

    Il a déclaré que des preuves extraterrestres étaient probablement enfouies sous le sol, lui permettant de survivre aux impacts d'astéroïdes.

    "Les structures enfouies sous les surfaces pourraient survivre et être découvertes tant qu'elles ne subissent pas une collision si grave que leur nature artificielle soit effacée", a ajouté Wright.

    "Le simple fait de les détruire les rendrait non fonctionnels, mais ils pourraient tout de même être reconnaissables à la technologie.

    "Nous pourrions conjecturer que des colonies ou des bases sur ces objets auraient été construites sous la surface pour diverses raisons, et seraient donc encore découvrables aujourd'hui."

    L'astronome a suggéré que de très vieux vaisseaux spatiaux pourraient encore s'attarder dans la ceinture d'astéroïdes ou la ceinture de Kuiper, un disque au bord du système solaire composé d'objets glacés.

    Ces artefacts sont probablement les restes d'anciennes sondes, bases spatiales ou installations industrielles.

    "Dans le cas d'une espèce technologique indigène antérieure, les artefacts auraient pu avoir des objectifs totalement différents, tels que des opérations d'extraction d'astéroïdes ou des colonies sur d'autres planètes et lunes", a écrit Wright.

    "De telles structures devraient tomber en ruine, surtout si leurs créateurs sont absents."

    Alors, d'où viennent probablement ces extraterrestres ?

    Wright a suggéré qu'ils pourraient venir d'un endroit très proche de chez eux.

    La présence d'une vie intelligente sur Terre rend plus probable que les anciens extraterrestres soient originaires de ce système solaire, plutôt que d'être les descendants d'une "espèce extraterrestre qui a traversé l'espace interstellaire", a-t-il conclu.


    Le bombardement de la Terre par les astéroïdes il y a 3,9 milliards d'années pourrait avoir amélioré la vie précoce, selon une étude de la CU

    Le bombardement de la Terre il y a près de 4 milliards d'années par des astéroïdes aussi gros que le Kansas n'aurait pas eu la puissance de feu pour éteindre le potentiel précoce de la vie sur la planète et pourrait même lui avoir donné un coup de pouce, selon une nouvelle étude de l'Université du Colorado à Boulder.

    Les preuves d'impact provenant d'échantillons lunaires, de météorites et des surfaces grêlées des planètes intérieures brossent un tableau d'un environnement violent dans le système solaire au cours de l'Eon Hadean il y a 4,5 à 3,8 milliards d'années, en particulier à travers un événement cataclysmique connu sous le nom de bombardement lourd tardif vers 3,9 il y a des millions d'années. Bien que beaucoup pensent que le bombardement aurait stérilisé la Terre, la nouvelle étude montre qu'elle n'aurait fait fondre qu'une fraction de la croûte terrestre et que des microbes auraient bien pu survivre dans des habitats souterrains, isolés de la destruction.

    "Ces nouveaux résultats repoussent les débuts possibles de la vie sur Terre bien avant la période de bombardement il y a 3,9 milliards d'années", a déclaré Oleg Abramov, associé de recherche à CU-Boulder. "Cela ouvre la possibilité que la vie ait émergé il y a 4,4 milliards d'années, à peu près au moment où l'on pense que les premiers océans se sont formés."

    Un article sur le sujet par Abramov et le professeur de sciences géologiques CU-Boulder Stephen Mojzsis paraît dans le numéro du 21 mai de Nature.

    Parce que les preuves physiques du premier bombardement de la Terre ont été effacées par les intempéries et la tectonique des plaques au cours des éons, les chercheurs ont utilisé les données des roches lunaires d'Apollo, les enregistrements d'impact de la lune, de Mars et de Mercure, et des études théoriques antérieures pour construire des modèles informatiques tridimensionnels qui reproduire le bombardement. Abramov et Mojzsis ont intégré des estimations de la taille, de la fréquence et de la distribution des astéroïdes dans leurs simulations pour cartographier les dommages causés à la Terre pendant le bombardement intensif tardif, qui aurait duré de 20 à 200 millions d'années.

    Les modèles 3D ont permis à Abramov et Mojzsis de surveiller les températures sous des cratères individuels pour évaluer le réchauffement et le refroidissement de la croûte à la suite d'impacts importants afin d'évaluer l'habitabilité, a déclaré Abramov. L'étude a indiqué que moins de 25 pour cent de la croûte terrestre aurait fondu lors d'un tel bombardement.

    Les chercheurs de CU-Boulder ont même multiplié par 10 l'intensité du barrage d'astéroïdes dans leurs simulations – un événement qui aurait pu vaporiser les océans de la Terre. "Même dans les conditions les plus extrêmes que nous avons imposées, la Terre n'aurait pas été complètement stérilisée par le bombardement", a déclaré Abramov.

    Au lieu de cela, les bouches hydrothermales ont peut-être fourni des sanctuaires pour des microbes extrêmes aimant la chaleur, connus sous le nom de "bactéries hyperthermophiles", à la suite de bombardements, a déclaré Mojzsis. Même si la vie n'avait pas émergé il y a 3,9 milliards d'années, de tels refuges souterrains auraient toujours pu fournir un "creuset" pour l'origine de la vie sur Terre, a déclaré Mojzsis.

    Les chercheurs ont conclu que des microbes souterrains vivant à des températures allant de 175 degrés à 230 degrés Fahrenheit auraient prospéré pendant le bombardement intensif tardif. Les modèles indiquent que les habitats souterrains de ces microbes ont augmenté en volume et en durée en raison des impacts massifs. Certaines espèces microbiennes extrêmes sur Terre aujourd'hui - y compris les soi-disant "insectes non bouillants" découverts dans les bouches hydrothermales du parc national de Yellowstone - prospèrent à 250 ° F.

    Les preuves géologiques suggèrent que la vie sur Terre était présente il y a au moins 3,83 milliards d'années, a déclaré Mojzsis. "Il n'est donc pas déraisonnable de suggérer qu'il y avait de la vie sur Terre il y a 3,9 milliards d'années. Nous savons d'après les archives géochimiques que notre planète était éminemment habitable à cette époque, et cette nouvelle étude pose un problème majeur dans les études sur les origines de la vie par balayant la nécessité d'origines multiples de la vie sur Terre."

    La plupart des planétologues pensent qu'une planète voyou aussi grande que Mars a frappé la Terre d'un coup d'œil il y a 4,5 milliards d'années, se vaporisant elle-même et une partie de la Terre. La collision aurait créé un immense nuage de vapeur à partir duquel les lunes, et plus tard notre lune, se sont fusionnées, a déclaré Mojzsis. "Cet événement, qui a précédé le dernier bombardement lourd d'au moins 500 millions d'années, aurait effectivement touché le bouton de réinitialisation de la Terre", a-t-il déclaré.

    "Mais nos résultats suggèrent fortement qu'aucun événement depuis la formation de la lune n'a été capable de détruire la croûte terrestre et d'effacer toute biosphère présente", a déclaré Mojzsis. "Au lieu d'abattre l'arbre de vie, notre point de vue est que le bombardement l'a élagué."

    Les résultats soutiennent également le potentiel de vie microbienne sur d'autres planètes comme Mars et peut-être même des planètes rocheuses semblables à la Terre dans d'autres systèmes solaires qui pourraient avoir refait surface par des impacts, a déclaré Abramov.

    "Le moment exact où la vie est apparue sur Terre est un sujet très débattu", a déclaré Michael H. New, scientifique de la discipline en astrobiologie de la NASA, responsable du programme d'exobiologie et de biologie évolutive. "Ces découvertes sont importantes car elles indiquent que la vie aurait pu commencer bien avant le dernier bombardement lourd, pendant le soi-disant Hadean Eon de l'histoire de la Terre il y a 3,8 à 4,5 milliards d'années."

    Les recherches d'Abramov et de Mojzsis sont parrainées par le département d'exobiologie et de biologie évolutive du programme d'astrobiologie de la NASA et le programme postdoctoral de la NASA. Le programme d'exobiologie et de biologie évolutive soutient la recherche sur l'origine, l'évolution et la distribution de la vie sur Terre et le potentiel de vie ailleurs. Mojzsis est membre du nouvel Institut des sciences lunaires de la NASA par l'intermédiaire du Center for Lunar Origin and Evolution.


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