Sept mois de voyage spatial, des décennies de travail et des milliards de dollars pour répondre à une seule et unique question : la vie a-t-elle un jour existé ailleurs que sur Terre ? La quête de la Nasa culmine ce 18 février avec l’atterrissage sur Mars de son dernier rover, Perseverance. Et si on ne trouve pas de trace de vie sur Mars, les humains persuadés de la supériorité prométhéenne de leur technologie, en resteront-ils là ? Rien n’est moins sûr. Une petite information qui aurait pu passer inaperçue porte des conséquences inouïes : des scientifiques s’apprêteraient à cultiver des cyanobactéries sur la planète rouge. Celles-là même qui sont à l’origine de tout le système vivant sur Terre. Une boîte de Pandore pourrait être ouverte laissant s’échapper de nouvelles formes de vie que nous aurions nous-mêmes apportées sur une autre planète, comme un plan B au cas où.
La mission de l’agence spatiale américaine a comme but explicite de trouver des traces de vie sur la planète rouge. Les premiers prélèvements devraient commencer cet été. Les scientifiques cherchent ce qu’ils appellent des biosignatures : des traces de vie microbienne qui « peuvent prendre toutes sortes de formes », par exemple « chimiques » ou de « modifications de l’environnement », a expliqué Mary Voytek, directrice du programme d’astrobiologie pour la Nasa. « Nous, astrobiologistes, rêvons de cette mission depuis des décennies », s’est-elle enthousiasmée. « Ou bien nous trouvons de la vie, et ce serait une découverte exceptionnelle, ou bien ce n’est pas le cas, (..) et cela suggèrera que tous les environnements habitables ne sont pas habités », a prévenu Ken Farley, scientifique du projet. Et qu’il faudra chercher ailleurs. Chercher un autre astre porteur de la vie ou chercher les moyens de créer la vie ailleurs ?
Une expérience passée inaperçue
S’il n’y a pas ou plus de vie sur Mars, serions-nous en mesure de la recréer ? Dans un article publié ce 16 février dans Frontiers in Microbiology, des chercheurs expliquent que la culture de cyanobactéries est possible dans des conditions extrêmes telles que celles de Mars, ce qui pourrait permettre le développement de systèmes biologiques durables sur cette planète. Ces cyanobactéries Anabaena (anciennement nommées algues bleues) sont des bactéries capables de fixer l’azote et de produire de l’oxygène en se servant des gaz de l’atmosphère martienne à basse pression, de l’eau et d’autres nutriments disponibles sur Mars. C’est le cas du N2 et du CO2, qui sont abondants dans l’atmosphère martienne et de l’eau, qui peut être extraite de la glace. Les nutriments nécessaires doivent quant à eux provenir du régolithe, la poussière qui recouvre le sol martien ; il a en effet été démontré que le régolithe martien était riche en phosphore, en soufre et en calcium.
Dans ces conditions propres à la planète rouge, les cyanobactéries pourraient conserver leur capacité à se développer, se reproduire et aider d’autres formes vivantes à survivre sur Mars. Les chercheurs ont développé un photobioréacteur à basse pression, baptisé Atmos (pour Atmosphere Tester for Mars-bound Organic Systems), pouvant fournir des conditions atmosphériques étroitement régulées à neuf chambres de culture. Pour le Dr Cyprien Verseux, astrobiologiste au Centre de technologie spatiale appliquée et de microgravité (ZARM) de l’Université de Brême (Allemagne), cette expérience concluante ouvre la voie à des programmes d’exploration de Mars durables. L’équipe de chercheurs suggère par ailleurs d’affiner les proportions et la pression des gaz utilisés pour obtenir une croissance optimale, mais aussi de tester d’autres genres de cyanobactéries, voire des bactéries génétiquement adaptées pour les missions spatiales.
Cette expérience aurait pu passer inaperçue, tant le flot d’informations sur Mars est abondant ces temps-ci. Pourtant, elle est de première importance et pourrait déclencher des conséquences que nous autres, pauvres Terrestres comme nous appelle Bruno Latour, serions bien incapables de maîtriser. Car il s’agit de Vie avec un grand V.
Certains font mine de l’oublier parfois, mais la vie sur Terre n’a pas commencé avec l’homme. Bien avant lui, les rois du monde étaient, justement les cyanobactéries. Ces petites bestioles sont à l’origine de toutes les formes de vie que l’on connaît sur notre belle planète bleue, mais aussi des conditions mêmes de la vie, et notamment de l’air que nous respirons.
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Genèse créative
Les premières formes de vie sur Terre, dont les reliques sont gravées dans les couches rocheuses calcaires ou siliceuses (les stromatolithes), sont extrêmement rudimentaires ; elles ne sont qu’un avant-goût des formes plus complexes qui naîtront bien vite. Ces stromatolithes dont nous retrouvons les traces géologiques étaient fabriquées par des colonies de… cyanobactéries. Dans l’aurore archaïque de leur existence, ces organismes, si sommaires qu’ils n’avaient pas encore réussi à confiner leur ADN dans le noyau de leur unique cellule, avaient pourtant appris à s’organiser selon un projet, en divisant notamment leurs fonctions. Certains membres de ces colonies étaient chargés d’opérer la photosynthèse en stockant l’énergie solaire dans des molécules spécifiques ; d’autres prélevaient dans leur environnement la substance nécessaire à leur alimentation et rejetaient les déchets potentiellement toxiques dans des décharges. Un autre groupe enfin était destiné à se nourrir de ces déchets pour éviter la contamination des autres membres de la colonie.
Ces organismes vivants primitifs avaient, dès l’origine, tissé entre eux de véritables liens de communication par l’intermédiaire de moyens de signalisation variés – chimiques, génétiques, physiques – capables de diffuser des messages sur une longue distance. Toute cette machinerie relativement sophistiquée, ce « réseau créatif de survie », remplissait un objectif primordial : observer l’environnement pour en prévenir les dangers, détecter les opportunités, s’en nourrir et prospérer. Par surcroît, face au monde chaque fois changeant et dangereux qui les entourait, le « génie génétique » de ces micro-organismes allait s’avérer une formidable machine d’adaptation et d’expansion.
De nouvelles générations de micro-organismes apparaissent ensuite ; ils possèdent, contrairement à leurs ancêtres, un noyau protégé par une fine membrane, situé à l’intérieur de la cellule. Le foisonnement de la coopération cellulaire allait enfin pouvoir commencer. L’évolution de la vie vers le toujours plus complexe entame sa longue route. Le temps nécessaire pour cette évolution a vraisemblablement été long mais on ne trouve nulle trace de quelconques stades intermédiaires. C’est la raison pour laquelle une théorie, développée principalement par la célèbre microbiologiste Lynn Margulis dans son livre L’Univers bactériel (Albin Michel) ; elle y évoque l’idée très singulière de communautés microbiennes co-évoluées. Selon cette théorie, les fameuses cyanobactéries que l’on veut envoyer sur Mars auraient développé un sens de l’hospitalité bien particulier dont nous sommes, tous les êtres vivants sur cette planète, éminemment redevables : certaines bactéries auraient accueilli d’autres organismes comme hôtes permanents, à l’intérieur de leur propre organisme.
Ce sont de ces minuscules bestioles qu’auraient dérivé les différents organites – comme les mitochondries – que nous trouvons aujourd’hui dans les cellules de nos corps humains. Ces organismes vivaient en symbiose, c’est-à-dire en association ; chacune y trouvant son compte, l’une s’occupant de fournir l’énergie tirée de l’oxygène, une autre prenant la responsabilité de la traite des déchets, le tout dans un contrat d’échange contre le gîte et le couvert. Les traces fossiles nous indiquent que ces organites se sont progressivement transformés en autant d’accessoires adaptés au milieu dans lequel ces organismes vivants évoluaient. Certains développèrent des coques externes ainsi que la capacité à se déplacer, ou de ramper grâce à des microtubules qui contractaient ou relâchaient deux segments de coque. D’autres développèrent des sortes de vésicules qui pompaient l’eau extérieure et n’en rejetaient qu’une partie, permettant ainsi, grâce à cette réserve constituée, d’augmenter leur taille et leur capacité. Grâce à ce travail collaboratif, d’innombrables étapes de mutations et de métamorphoses se mirent en route, prémices de la diversité des formes que prendra la vie sur terre.
Un secret venu du fond des âges
L’observation microscopique des cellules humaines trahit ce secret venu du fond des âges : nos cellules nerveuses contiennent des microtubules, descendantes de spirochètes, dont le rôle n’est pas clairement établi ; les spermatozoïdes possèdent des microtubules organisés en forme de fouet ressemblant aux flagelles de certaines bactéries. Les protéines qui les constituent sont très semblables à celles de certaines bactéries possédant la caractéristique de se déplacer à très haute vitesse. Ces exemples sont les reliques de cette organisation symbiotique du vivant, dont l’origine remonte aux cyanobactéries.
Les cyanobactéries, possédaient déjà il y a 3,5 milliards d’années, la capacité de recueillir et de transmettre des molécules sensorielles leur permettant d’éviter un danger ou de profiter d’une opportunité offerte par le milieu. Ces organismes devinrent progressivement beaucoup plus grands et plus complexes. Le prototype d’un système nerveux se mit en gestation. Simultanément allait s’opérer l’assemblage de molécules intelligentes – les gènes – dans une corde entortillée – le chromosome. Les gènes noués sur cette corde fonctionnaient ensemble dans un véritable système coopératif ; ces assemblages allaient donner naissance à des méga-molécules massives et denses, hébergées dans un noyau protégé, véritable base de données centrale, que nous connaissons aujourd’hui sous le nom de génome. Ces bestioles développèrent des génomes de plus en plus volumineux et complexes, ouvrant la voie de la diversité du vivant.
Dès le début du processus, les premiers êtres pluricellulaires exotiques commençaient à voir le jour. Les réseaux de cellules se complexifiant chaque fois d’avantage, ils créaient des organismes de plus en plus volumineux, doués des talents les plus étranges et variés, augmentant sans cesse leurs capacités. Le travail des micro-organismes de cette époque a non seulement façonné la vie mais la biosphère dans son ensemble, d’une façon décisive, jusqu’à nos jours.
Extinction de masse
Car il y a environ deux milliards d’années, la pollution par l’oxygène a provoqué un génocide tel que la vie était sommée d’évoluer ou de disparaître de la surface de la planète. À cette époque, l’atmosphère terrestre contenait un très faible taux d’oxygène qui la rendait plus proche d’une planète comme Mars que de la Terre que nous connaissons aujourd’hui. Les micro-organismes qui la peuplaient avaient fait de l’hydrogène leur aliment principal, qu’ils consommaient avec boulimie, sans aucune modération. Une pénurie était à craindre tant la consommation était importante. Il fallait donc trouver de nouvelles sources d’approvisionnement de ce précieux carburant. Les principaux gisements d’hydrogène se trouvent dans l’eau, qui abonde sur notre planète. Encore faut-il parvenir à dissocier les deux atomes d’hydrogène de l’atome d’oxygène dont est faite une molécule d’eau. Après bien des essais, les cyanobactéries de l’époque réussirent cet exploit en inventant et mettant en œuvre de véritables usines chimiques fonctionnant à l’énergie solaire. Étant parvenues à briser la molécule d’eau, elles résolurent à jamais la crise de l’hydrogène. L’hydrogène récupéré était mêlé au gaz carbonique de l’air pour fabriquer des aliments organiques comme les sucres par exemple. C’est ainsi que la vie décupla ses forces et se répandit plus que jamais, dans un progrès jubilatoire.
Seulement, consommer l’hydrogène de l’eau créait inévitablement le rejet en masse d’un déchet : l’oxygène gazeux, O2. Or ce gaz, s’il est vital pour nous aujourd’hui, était hautement toxique pour les organismes de cette époque. Ce poison mortel s’échappait en grosses bulles des tapis bactériens et polluait out l’environnement. L’oxygène entrant en réaction avec la matière organique attirait des électrons et créait des radicaux libres c’est-à-dire des substances chimiques hautement réactives, explosant littéralement dans les micro-organismes. Pendant cette période, la teneur en oxygène de l’atmosphère passa de 0,0001 à 21 %. Ce fut la plus grande crise environnementale que la Terre n’ait jamais connue. De nombreuses espèces vivantes furent décimées en masse. Un holocauste géant menaçait par micro-explosions nucléaires toute la vie sur Terre. Dans ce désastre pourtant, des bactéries résistantes apparurent. En effet, dès les premières menaces du gaz mortel, la réplication des gènes de ces organismes créèrent, par mutation, des mécanismes de protection. Ces gènes contenaient en leur sein des informations qui s’avèreront indispensables pour s’adapter à la nouvelle atmosphère terrestre.
Le pacte du vivant
Le génie génétique atteint son apogée quand les cyanobactéries inventèrent un système métabolique qui ne cherchait pas à s’engager dans une guerre incertaine contre l’oxygène mortel mais qui, au contraire, l’exigeait pour fonctionner. Le sauvetage de la vie allait venir de la substance qui avait été son ennemi fatal. Le mécanisme nouveau était la respiration aérobie c’est-à-dire le système qui consiste, en inhalant l’oxygène, à canaliser et exploiter la réactivité de ce gaz. Le mécanisme de respiration est une combustion contrôlée qui casse les molécules organiques, rejette du gaz carbonique, de l’eau et dégage une immense quantité d’énergie. En inventant cette dynamo à oxygène, le microcosme a transformé pour toujours la vie et son habitat terrestre. Aujourd’hui, la teneur en oxygène atmosphérique est stabilisée à 21 % ; cet équilibre avec l’environnement, dont nous bénéficions tous, est un pacte conclu par des êtres vivants il y a plusieurs centaines de millions d’années.
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Est-ce ce pacte que l’on souhaite reconduire sur Mars aujourd’hui ? En implantant des cyanobactéries sur la planète rouge, aujourd’hui hostile à l’homme, forge-t-on l’idée de reproduire la genèse de la vie sur Terre ? Il a fallu des milliards d’années pour que la vie se forme et que l’homme, qui prétend être la sommité de l’évolution, n’apparaisse. Nos scientifiques ont-ils la prétention d’accélérer tout cela, en labo, in vitro, in peto ? Sur Mars ou ailleurs, quand la fine couche habitable à la surface de la Terre qui maintient les conditions biochimiques de l’existence des vivants sera devenue invivable ? Dérèglement climatique, pollution et surpopulation obligent, nombreux sont ceux qui pensent que notre espèce ne trouvera plus sa place sur Terre, et qu’il faudra trouver rapidement une planète de rechange. L’un des premiers hommes à avoir mis le pied sur la Lune, Buzz Aldrin, appelle ainsi sans détour à déplacer l’humanité sur Mars.
Ces rêves de planète bis existent bel et bien, ils sont la trame de quasiment toutes les ambitions de conquête spatiale actuelle. Ils ne sont pas seulement des rêves, mais aussi des projets très concrets et pragmatiques, à haute densité financière, fomentés par des magnats des technologies, au premier rang desquels Elon Musk est la figure la plus emblématique. Si l’on veut coloniser Mars, ce n’est pas seulement pour la prouesse scientifique. C’est pour préparer le nouveau lieu de vie de l’espèce humaine, fugitive de sa biosphère d’origine.
Cette histoire de cyanobactérie sonne comme le présage d’une humanité Terrestre se préparant à sa grande migration.
