Les origines de la vie, théories.

Dans cette review, les auteurs tiennent à souligner l'importance des connaissances sur les contraintes biologiques et chimiques nécessaires à l'émergence de la vie. Quatre attributs récurrents dans la littérature portant sur les origines de la vie y sont brièvement exposés : la compartimentation cellulaire, l'information génétique, la réplication, et les sources d'énergies métaboliques.
L'étude du vivant, amène les auteurs à supposer que les premières formes de vie étaient cellulaires. Cette hypothèse implique la présence d'une barrière, d'une compartimentation des produits synthétisés, afin que ceux-ci ne se dispersent pas. D'un point de vue thermodynamique, elle y associe également le fait que l'ensemble des molécules doit se présenter sous une forme structurée afin qu'une activité catalytique ou une réplication effective puisse s'établir. L'émergence de la compartimentation reste un sujet débattu, l'évaporation, le gel, ou la formation naturelle de compartiments dans les fumeurs hydrothermaux font partie des théories proposées.

L'émergence du code génétique, commun à toutes formes de vies, reste également irrésolue. Les transformations d'acides aminés en différents types d'ARN sont complexes, et laissent à penser que les premières formes de vies se composaient de code génétique plus simple. Les théories actuelles essayent de relier l'origine du code à celui du métabolisme, notamment à travers l'hypothèse d'une synthèse d'un acide aminé de l'accepteur ARN-t, par les activités catalytiques des bases de l'anticodon ARN-t.

Durant l'Hadéen, les conditions chimiques, solaires, volcaniques sur Terre étaient extrêmes. Ces dernières ont rendu le processus de réplication d'un organisme, et de sa machinerie génétique, d'autant plus complexe. Spiegelman (1965) et Eigen (1971) ont démontré les capacités réplicatrices de l'ARN et son rôle éventuel de précurseur grâce à son rôle dans la synthèse de protéines. L'hypothèse de l'importance de l'ARN avant et au début de l'évolution cellulaire est ainsi discutée et controversée.

Pour se maintenir, les formes de vies ont besoin d'une ou plusieurs sources d'énergies dans leur environnement. La seconde loi de la thermodynamique qui énonce qu'un dégagement d'énergie accompagne toute consommation d'énergie, implique la présence de réactions chimiques prébiotiques avant l’avènement des formes cellulaires. Celles-ci auraient permis aux synthèses de composés organiques de former des polymères complexes (de type peptidiques ou nucléiques). Plusieurs sources d'énergie auraient pu contribuer à ces transformations, telles que la lumière ultraviolette, l'énergie solaire, la chaleur et l'énergie chimique. Les premiers composants chimiques cellulaires (aussi appelés 'blocs de construction de la vie' résulteraient ainsi de réactions exergoniques.

Selon l'origine du carbone dans le métabolisme, soit provenant du CO2 (autotrophique), soit par réduction organique (hétérotrophique), une structure binaire des théories de l'origine de la vie émerge.
Les théories autotrophiques trouvent des arguments valables dans les rôles centraux que jouent les métaux ferreux et sulfurés dans les catalyses métaboliques des organismes anaérobies actuels. Encore aujourd'hui, ainsi qu'à la période d'émergence de la vie, ces minéraux sont-étaient abondants dans des structures géologiques. Cette concordance chimique est un des piliers supportant la possibilité d'une utilisation carbonée du CO2 par les cellules.
L'hydrogène (H₂) est une source d’énergie nécessaire à de nombreux micro-organismes actuels vivant dans des conditions anaérobies. La serpentinisation (arrivée d'eau dans des fissures de la croute terrestre), entraine la formation d'H₂. Ces fortes concentrations rendent possible l'intégration de CO₂ dans le métabolisme cellulaire. Les différents secteurs scientifiques débattent toujours aujourd'hui de la similarité ou différence des processus métaboliques présents dans les organismes actuels et ancestraux.

Cette review souligne les processus clés nécessaires à l'émergence de la vie. Le contenu y est synthétique, pour une compréhension plus complète des problématiques, une lecture des sources citées est nécessaire.
Les références scientifiques reprennent des articles sortis récemment, permettant ainsi une prise en compte des avancées dans le domaine d'étude.
Les auteurs essayent d'y exposer plusieurs angles d'approches scientifiques (chimistes, géologues, géochimistes), ce qui apporte une vision pertinente de la controverse.

Ce papier permet de structurer les théories d'origine du vivant. En exposant les contraintes biologiques, chimiques et géochimiques de l'émergence de la vie, le lecteur a davantage de matériel scientifique pour décortiquer les points forts et faibles des théories de cette controverse.