L’exobiologie est la science qui étudie les phénomènes liés à l’apparition et au développement de la vie sur terre et ailleurs. Encore appelée astrobiologie, elle est fondamentalement interdisciplinaire, englobant les recherches sur la vie dans l’univers d’une manière générale.
La question de l’existence d’une éventuelle vie extraterrestre reste toujours obscure pour certains. Pour d’autres, elle ne mérite pas d’être posée. Peut-être, nous cohabitons avec des extraterrestres parfois à la maison ou ailleurs. Il est bien d’avoir les bonnes informations sur cette réalité.
Quelle est donc l’origine de l’exobiologie ? Quel est son champ d’action ? Comment explique-t-elle l’origine de la vie ? Existe-t-il des expériences concrètes dans ce domaine et comment se structure l’exobiologie ? Quelles sont les approches pour expliquer la vie sur Terre et ailleurs ? Cet article apporte des informations nécessaires sur ces questions.
Premiers pas vers l’exobiologie
L’exobiologie est apparue dans les années 60 au moment où les ébauches sur l’exploration spatiale ont commencé. La visite sur la lune et sur d’autres planètes a soulevé des questions biologiques. Ne risque-t-on pas de transporter des microbes terrestres sur les autres planètes visitées par des vaisseaux spatiaux ?
Soulignons que Spoutnik est le premier satellite artificiel lancé dans l’espace par l’Union soviétique le 4 octobre 1957. Ce fut un progrès énorme qui a surpris et dépassé les États-Unis. Dès lors, les scientifiques cherchent des moyens pour placer d’autres appareils à bord des vaisseaux spatiaux. Ceux-ci permettront d’étudier la surface de la lune et d’autres planètes. Prouesse de l’intelligence humaine !
Malheureusement, des microbes terrestres peuvent s’introduire dans les sondes spatiales et par là, contaminer d’autres corps du système solaire. National Academy of Sciences (NAS), en 1958, s’est penchée sur la question de la prévention de ces contaminations.
Les résolutions du NAS serviront de repères pour les missions futures sur la lune et d’autres planètes. Le NAS met en garde les scientifiques du danger d’une contamination qui pourrait fausser les résultats des études exploratrices planétaires.
La NASA fut créée le 29 juillet 1958 par les Américains pour rattraper le retard spatial face à l’Union soviétique. Le National Aenorotics and Space Administration (NASA) aura pour objectif de gagner la course pour la conquête de la lune.
Plus tard, le COSPAR (Committee on Space Research) propose une définition des niveaux de contamination acceptables dans un niveau spatial. Dans cette optique, le Space Studies Board désigne l’un de ses membres pour collaborer avec le COSPAR.
Il s’agit du généticien et microbiologiste américain Joshua Lederberg. Leurs travaux consistent à réfléchir sur les protocoles de stérilisation des vaisseaux spatiaux.
De sa naissance
À cette époque, Joshua Lederberg travaillait sur l’hypothèse de la panspermie et la résistance de spores dans l’espace. Il s’intéressait de près à la question de la contamination biologique. C’est donc ce généticien et microbiologiste qui a introduit le terme de l’exobiologie dans un article en 1960.
Au cours de la même année, la NASA met en place une mission en collaboration avec Lederberg. Celui-ci était chargé de développer un procédé servant à des analyses biochimiques des échantillons du sol planétaire.
Ce procédé servirait à l’étude d’une éventuelle vie en dehors de la Terre en s’appuyant sur les contaminations. C’est donc après sa conférence sur l’exobiologie donnée au COSPAR qu’il publie son article qui pose les bases de cette science.
Lederberg s’intéresse surtout aux missions dans l’espace, notamment celles habitées par l’homme et celles avec retour d’échantillons planétaires. Ses travaux portaient sur les contaminations biologiques observées lors de ces missions.
C’est alors qu’il pose les pistes de recherche qu’il appelle « recherche exobiologique » affirmant que :
« L’exobiologie n’est pas plus fantastique que la concrétisation des voyages dans l’espace ».
Outre les questions de la contamination, d’autres scientifiques commencent à penser à la recherche des traces de vie ailleurs. Après l’expérience de Stanley Miller en 1953, les recherches avaient déjà commencé sur l’origine de la vie.
Rappelons que Miller avait retracé de façon expérimentale certaines étapes de l’évolution chimique ayant précédé la vie. L’exobiologie devient alors la discipline parfaite pouvant relier ces néo-sciences : origine de la vie et exploration spatiale.
Conditions préliminaires de l’exobiologie
L’exobiologie consiste avant tout à chercher des indices de vie actuelle ou passée dans le système solaire et au-delà. Elle s’intéresse également aux conditions ayant permis l’apparition de la vie sur Terre.
Étant donné les nombreuses recherches dans le domaine biologique, l’exobiologie évalue les hypothèses assorties de celles-ci. Cette science participe aussi à l’élaboration des objectifs de recherche sur l’origine de la vie.
Par ailleurs, elle établit les moyens à mettre en œuvre pour recueillir plus de données lors des missions d’exploration spatiale. Tous admettent que l’eau liquide, l’azote, le carbone ou le silicium sont nécessaires pour le développement de la vie sur une planète.
Aussi, la stabilité de l’orbite de la planète dans la zone habitable et celle de ses étoiles est également nécessaire. Toutefois, on note une autre hypothèse selon laquelle la vie est possible sans qu’il y ait une « zone habitable » orbitale.
De fait, il est possible qu’une structure biologique puisse s’adapter et s’acclimater à un environnement hostile hors de cette zone. L’exobiologie est la science qui apporte plus de lumière sur cette éventualité du fait de son interdisciplinarité.
Interaction de l’exobiologie et autres disciplines
L’exobiologie est une science qui présente une intersection avec plusieurs autres disciplines. Cela justifie d’ailleurs son incontournable force dans l’appréhension des faits aussi bien terrestres qu’extraterrestres. En effet, elle interagit avec les disciplines ci-après :
- Biologie et biochimie, pour l’étude de la vie telle qu’elle se conçoit jusque-là ;
- Chimie inorganique et organique, pour comprendre l’apparition de la vie sur Terre et, la biochimie prébiotique ;
- Paléontologie, en vue de mieux cerner l’histoire de la vie sur Terre ;
- Géologie, afin de comprendre l’évolution des roches et des sols dans les différents milieux ;
- Climatologie, dans l’optique de comprendre les évolutions d’une atmosphère ;
- Planétologie, afin d’appréhender les processus qui se déroulent sur les planètes, les lunes ou les exoplanètes.
Ses premières expériences
Comme indiqué précédemment, l’exobiologie inclut les recherches sur l’origine de la vie et l’exploration spatiale. En effet, le projet Viking à destination de Mars est le premier projet spatial ayant intégré les expériences exobiologiques.
Alors que la course à la Lune battait son plein, le projet Viking démarre en 1968 sous l’influence de Carl Sagan. Connu pour sa défense des mesures de protection planétaire, il suscite l’intérêt autour des expériences exobiologiques sur Mars.
Expérience Viking
Les sondes vikings sont les premières à se poser sur Mars en 1976. Dans cette exploration spatiale, trois instruments sont destinés à mettre en évidence une activité biologique en surface. Quelques échantillons de sol martien ont été mis à l’épreuve.
L’une de ces expériences était destinée à tester l’assimilation du carbone par d’éventuels organismes vivants autotrophes dans les conditions de Mars. Elle était aussi orientée vers la recherche d’un processus biologique de type photosynthèse.
Les deux autres expériences étaient basées sur les échanges gazeux capables de montrer l’activité biochimique du sol martien.
Les scientifiques s’accordent sur le fait que les résultats de ces expériences ont été en général négatifs. Néanmoins, les expériences d’exobiologie de Viking ont ouvert la voie à l’expérimentation in situ sur la recherche d’une vie extraterrestre.
Suite à la mission Viking, l’exobiologie s’est développée aux États-Unis sous l’impulsion de Carl Sagan. Il a assuré la diffusion des connaissances sur cette discipline de sorte que beaucoup de scientifiques ont poussé plus la réflexion avec plusieurs approches.
Différentes approches dans cette discipline
Comme indiqué plus haut, la première voie d’approche de l’exobiologie est de s’intéresser à l’origine de la vie sur Terre. Pour comprendre l’existence d’une vie ailleurs, il faut connaître comment elle est apparue puis a évolué sur notre planète. Dans ce sens, la vie terrestre sert de référence.
En effet, selon le Florence Raulin-Cerveau (« Histoire de l’exobiologie », Histoire de la recherche contemporaine, Tome V-N° 1 I 2016, http://journals.openedition.org/hrc/1238), la vie ur Terre est l’aboutissement d’une longue évolution chimique de composés organiques carbonés en présence d’eau liquide et sous flux d’énergie, qui a eu lieu pendant les premiers millions d’années de notre planète. L’étude de l’environnement de la Terre primitive, celle de la chimie prébiotique qui s’y est déroulée ainsi que de premiers systèmes vivants, permet alors de mieux comprendre le phénomène plus général « origine de la vie ».
En outre, une autre voie d’approche est l’exploration du système solaire et de ses corps d’intérêt exobiologique. La vérification des hypothèses dans ce cas nécessite un environnement concret. Florence Raulin-Cerveau dit à cet effet que :
« Les mesures in situ réalisées autour ou à la surface d’autres planètes (…) fournissent des données cruciales sur la chimie organique et son évolution dans des environnements extraterrestres ».
L’approche la plus récente est celle de la découverte des exoplanètes le 4 avril 2007. Il s’agit, en effet, de la première planète extrasolaire décelée dans la zone habitable de son étoile. Depuis cette découverte révolutionnaire, on note déjà plus de 2000 planètes gravitant autour d’autres étoiles.
L’exobiologie a connu de grandes avancées depuis les découvertes d’exoplanètes autour des étoiles, dans le système solaire, etc. Toutes les recherches dans ce domaine peuvent se faire dans le système solaire par :
- Télédétection ;
- Mesure in situ ;
- Approche SETI.
Exobiologie : science en pleine structuration
Avec l’exploration spatiale, l’exobiologie commence à se construire progressivement. La Conférence internationale sur l’origine de la vie qui a lieu à Moscou en 1957 marque le point de départ. Elle sera suivie par deux colloques en 1963 (Wakulla Springs) et 1970 (Pont-à-Mousson).
Par ailleurs, Oparin, Fox et Ponnamperuma travaillent au rassemblement des chercheurs en quête de l’origine de la vie en 1967. En collaboration avec Buvet, ils créent en 1973 l’ISSOL (International Society for the Origin of Life). Cette organisation va tenir sa première conférence à Barcelone.
Il faut également rappeler l’apport du COSPAR vers la fin des années 1960 dans la structuration de cette science. Par ailleurs, l’exobiologie a connu un accroissement fulgurant depuis les années 1980. En effet, les communautés exobiologiques se sont structurées à travers le monde.
Aux États-Unis, la création du NAI (NASA Astrobiology Institute) en 1998 structure cette nouvelle discipline. En France, au cours de la même année, le CNRS avec l’appui du CNES crée le GDR Exobio en 1999 pour assurer le même but. Il fut dirigé par François Raulin jusqu’en 2006.
Après la disparition du GDR Exobio en 2008, Raulin crée la Société française d’exobiologie (SFE) en 2009. Celle-ci regroupe l’ensemble des chercheurs français en exobiologie. Il assura sa présidence jusqu’en 2013.
Par ailleurs, plusieurs autres pays ont commencé à créer des centres de recherche dans cette nouvelle discipline. En effet, le Centre d’Astrobiologie (CAB) a vu le jour en Espagne. Ce fut la même chose en Grande-Bretagne, Suède, Australie, Finlande, Japon, Mexique et autres.
Dans la même foulée, la société savante européenne d’astrobiologie (European Astrobilogical Network Association, EANA) voit le jour en 2001. L’EANA a été créée sous l’impulsion de plusieurs exo/astrobiologistes responsables ou représentants des structures nationales, et est soutenue par l’ESA (Agence Spatiale Européenne).
L’une des figures de proue de la création de l’EANA est le Français André Brack. Il a présidé cette communauté jusqu’en 2008. André Brack et François Raulin sont tenus pour pionniers de l’exobiologie en France.
Révolution de l’exobiologie aujourd’hui
L’exobiologie, sa construction et son évolution sont liées au développement parallèle d’une multitude de disciplines. Aujourd’hui, on note la participation active des bio/chimistes, biologistes moléculaires et microbiologistes, évolutionnistes, géologues, micropaléontologues, planétologues et astrophysiciens. Des philosophes, épistémologues et sociologues s’impliquent également dans cette discipline.
L’exobiologie est donc au carrefour de plusieurs sciences, d’où son caractère d’interdisciplinarité. Cela dit, chaque exobiologiste doit s’ouvrir à d’autres domaines qui ne sont pas fondamentalement siens pour analyser ses hypothèses.
La richesse de l’exobiologie du point de vue interdisciplinaire rend aussi complexe dans l’analyse, la mise en commun des travaux. Mais, il faut souligner que toutes les études sont orientées vers le même but : la recherche de la vie dans l’univers terrestre et extraterrestre.
D’après plusieurs études, l’approche spatiale a révélé la nécessité de s’arc-bouter sur d’autres exemples dans le système solaire. Aujourd’hui, les missions d’exploration des corps planétaires et cométaires ouvrent la recherche in situ de l’exo/astrobiologie à d’autres groupes scientifiques.
Par ailleurs, les découvertes d’exoplanètes élargissent l’horizon du débat sur la question de l’habitabilité des corps planétaires. La grande variété des systèmes planétaires découverts constitue un champ assez vaste où plusieurs domaines seront sollicités et coordonnés.
En somme, l’exobiologie a connu son essor grâce à l’exploration spatiale et aux recherches sur l’origine de la vie. La vie sur Terre et dans les autres planètes est donc la préoccupation de cette discipline. De même, elle puise sa richesse dans plusieurs disciplines orientées vers la même cause.
