Crystalline surfaces of common rock-forming minerals are likely to have played several important roles in life’s geochemical origins. Transition metal sulfides and oxides promote a variety of organic reactions, including nitrogen reduction, hydroformylation, amination, and Fischer-Tropsch-type synthesis. Fine-grained clay minerals and hydroxides facilitate lipid self-organization and condensation polymerization reactions, notably of RNA monomers. Surfaces of common rock-forming oxides, silicates, and carbonates select and concentrate specific amino acids, sugars, and other molecular species, while potentially enhancing their thermal stabilities. Chiral surfaces of these minerals also have been shown to separate left- and right-handed molecules. Thus, mineral surfaces may have contributed centrally to the linked prebiotic problems of containment and organization by promoting the transition from a dilute prebiotic “soup” to highly ordered local domains of key biomolecules.
Titre de l'article
Les surfaces minérales, les complexités géochimiques et les origines de la vie
Les surfaces minérales, les complexités géochimiques et les origines de la vie
Introduction à l'article
L’examen de la question de l’origine de la vie passe par la considération de l’environnement géochimique de la terre prébiotique. 5 aspects auraient contribué à la complexité de cet environnement et joué un rôle significatif à l’émergence de la vie sur la terre :
• la complexité chimique de l’environnement géochimique prébiotique (au-delà des éléments C,H,O et N)
• Les interfaces : Les interfaces entre les minéraux et les solutions aqueuses ou les fluides non miscibles
• les gradients thermiques et chimiques
• les flux générés par la dynamique des fluides
• les cycles périodiques (jour -nuit, sec -humide, etc) et des événements épisodiques tels que les impacts de météorite ou éruptions volcaniques. Ces 5 aspects se conçoivent tant individuellement que collectivement et les auteurs se sont focalisés ici uniquement sur le rôle des interfaces dans la variété des molécules.
L’examen de la question de l’origine de la vie passe par la considération de l’environnement géochimique de la terre prébiotique. 5 aspects auraient contribué à la complexité de cet environnement et joué un rôle significatif à l’émergence de la vie sur la terre :
• la complexité chimique de l’environnement géochimique prébiotique (au-delà des éléments C,H,O et N)
• Les interfaces : Les interfaces entre les minéraux et les solutions aqueuses ou les fluides non miscibles
• les gradients thermiques et chimiques
• les flux générés par la dynamique des fluides
• les cycles périodiques (jour -nuit, sec -humide, etc) et des événements épisodiques tels que les impacts de météorite ou éruptions volcaniques. Ces 5 aspects se conçoivent tant individuellement que collectivement et les auteurs se sont focalisés ici uniquement sur le rôle des interfaces dans la variété des molécules.
Résultats de l'article
Les interfaces entre les minéraux et les solutions aqueuses ou parmi les fluides non miscibles pourraient expliquer les mécanismes de sélection et de concentration des biomolécules essentielles. Ces surfaces fournissent des loci où les molécules organiques peuvent être sélectionnées et concentrées.
Les surfaces minérales sont plus complexes que les métaux et incorporent des défauts de croissance qui s'érigent en loci pour les molécules organiques. Elles se modifient davantage en milieux aqueux à telle enseigne que les faces d'un même cristal minéral peuvent avoir des propriétés et réactives différentes et dépendamment du pH.
Ainsi, l'on a observé sur les faces des cristaux des minéraux les propriétés suivantes :
• l'adsorption des molécules autorisant la chiralité et par ce fait la sélection des molécules,
• les minéraux peuvent catalyser certaines réactions tel l'ajout des carbones,
• l'organisation des molécules par l'assemblage de monomères et leur stabilisation.
Les interfaces entre les minéraux et les solutions aqueuses ou parmi les fluides non miscibles pourraient expliquer les mécanismes de sélection et de concentration des biomolécules essentielles. Ces surfaces fournissent des loci où les molécules organiques peuvent être sélectionnées et concentrées.
Les surfaces minérales sont plus complexes que les métaux et incorporent des défauts de croissance qui s'érigent en loci pour les molécules organiques. Elles se modifient davantage en milieux aqueux à telle enseigne que les faces d'un même cristal minéral peuvent avoir des propriétés et réactives différentes et dépendamment du pH.
Ainsi, l'on a observé sur les faces des cristaux des minéraux les propriétés suivantes :
• l'adsorption des molécules autorisant la chiralité et par ce fait la sélection des molécules,
• les minéraux peuvent catalyser certaines réactions tel l'ajout des carbones,
• l'organisation des molécules par l'assemblage de monomères et leur stabilisation.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article pose les fondements desquelles émergent certaines hypothèses voire controverses sur l'origine de la vie. Par rapport à l'interface des surfaces minérales, les auteurs dressent un état de lieux de différentes connaissances de manière générale, accumulées sur les surfaces minérales.
Il ressort enfin des champs pour lesquels il y a de besoins recherches empiriques supplémentaires à savoir :
• l'adsorption différentielle ou compétitive
• le rôle de la topologie des surfaces minérales dans la polymérisation
• la stabilisation thermique des biomolécules induite par les surfaces minérales
Cet article pose les fondements desquelles émergent certaines hypothèses voire controverses sur l'origine de la vie. Par rapport à l'interface des surfaces minérales, les auteurs dressent un état de lieux de différentes connaissances de manière générale, accumulées sur les surfaces minérales.
Il ressort enfin des champs pour lesquels il y a de besoins recherches empiriques supplémentaires à savoir :
• l'adsorption différentielle ou compétitive
• le rôle de la topologie des surfaces minérales dans la polymérisation
• la stabilisation thermique des biomolécules induite par les surfaces minérales
Remarques sur l'article
Le plus grand défi demeure la réalisation des expériences qui miment le complexe environnement géochimique prébiotique.
Le plus grand défi demeure la réalisation des expériences qui miment le complexe environnement géochimique prébiotique.
Dernière modification il y a plus de 5 ans.