Comment rechercher la vie telle que nous ne la connaissons pas

Lors de mon séminaire de première année à Harvard le semestre dernier, j’ai mentionné que l’étoile la plus proche du soleil, Proxima Centauri, émet principalement un rayonnement infrarouge et a une planète, Proxima b, dans la zone habitable qui l’entoure. Pour lancer un défi aux étudiants, j’ai demandé : « Supposons qu’il y ait des créatures rampant à la surface de Proxima b ? À quoi ressembleraient leurs yeux sensibles aux infrarouges ? » L’élève le plus brillant de la classe a répondu en quelques secondes avec une image de la crevette mante, qui possède une vision infrarouge. Les yeux de la crevette ressemblent à deux balles de ping-pong reliées par des cordes à sa tête. — On dirait un extraterrestre, murmura-t-elle.

Lorsque nous essayons d’imaginer quelque chose que nous n’avons jamais vu, nous choisissons souvent par défaut quelque chose que nous ont vu. Pour cette raison, dans notre recherche de la vie extraterrestre, nous recherchons généralement la vie telle que nous la connaissons. Mais existe-t-il un moyen d’élargir notre imagination à la vie telle que nous ne la connaissons pas ?

En physique, une voie analogue avait déjà été tracée il y a un siècle et s’est avérée fructueuse dans de nombreux contextes. Il s’agit de mener des expériences en laboratoire qui révèlent les lois sous-jacentes de la physique, qui à leur tour s’appliquent à l’univers entier. Par exemple, à peu près au même moment où le neutron a été découvert dans le laboratoire de James Chadwick en 1932, Lev Landau a suggéré qu’il pourrait y avoir des étoiles faites de neutrons. Les astronomes ont réalisé par la suite qu’il y a en fait quelque 100 millions d’étoiles à neutrons dans notre seule galaxie de la Voie lactée et un milliard de fois plus dans l’univers observable. Récemment, l’expérience LIGO a détecté des signaux d’ondes gravitationnelles provenant de collisions entre étoiles à neutrons à des distances cosmologiques. On pense maintenant que de telles collisions produisent l’or précieux qui est forgé en alliances. La morale de cette histoire est que les physiciens ont pu imaginer quelque chose de nouveau dans l’univers en général et le rechercher dans le ciel en suivant les connaissances acquises lors d’expériences en laboratoire sur Terre.

La recherche de la vie extraterrestre peut suivre une approche similaire. En créant de la vie synthétique de diverses manières à partir d’une soupe de produits chimiques en laboratoire, nous pourrions imaginer de nouveaux environnements où la vie pourrait se produire différemment que sur Terre. La situation est similaire à la rédaction d’un livre de recettes avec des prescriptions pour la cuisson de différents types de gâteaux. Afin d’écrire un livre de recettes riche, nous devons expérimenter de nombreux types de produits chimiques. Et aussi, comme je l’ai noté dans un article avec Manasvi Lingam, cette expérimentation peut utiliser des fluides autres que l’eau, qui est considérée comme essentielle à la vie telle que nous la connaissons.

Un de mes collègues de Harvard, le lauréat du prix Nobel Jack Szostak, est sur le point de créer une vie synthétique dans son laboratoire. Tout succès avec une seule recette peut suggérer des variations qui produiraient une diversité de résultats, à assembler dans notre livre de recettes pour la vie synthétique. En identifiant les conditions environnementales appropriées à partir de nos expériences en laboratoire, nous pouvons ensuite rechercher des systèmes réels là où ils sont réalisés dans le ciel, tout comme dans le cas des étoiles à neutrons.

En suivant cette approche, nous devons être aussi prudents que nous le sommes dans l’exploitation de l’énergie nucléaire. Créer des variantes artificielles de la vie dans nos laboratoires comporte le risque de provoquer une catastrophe environnementale, comme l’imagine l’histoire de Frankenstein. Une telle expérimentation doit être effectuée dans des environnements isolés afin que les mésaventures de la vie telle que nous ne la connaissons pas ne mettent pas en danger la vie que nous connaissons.

Bien que les surfaces des planètes et des astéroïdes puissent être explorées à distance à la recherche de signatures biologiques, la vie extraterrestre pourrait être la plus abondante sous la surface. Des conditions habitables pourraient exister dans les océans qui se trouvent sous d’épaisses surfaces glacées, non seulement à l’intérieur de lunes comme Encelade de Saturne ou Europa de Jupiter, mais aussi à l’intérieur d’objets flottant librement dans l’espace interstellaire. Dans autres recherches avec le Lingam, nous avons montré que le nombre d’objets porteurs de vie pouvait dépasser de plusieurs ordres de grandeur le nombre de planètes rocheuses dans la zone habitable autour des étoiles.

L’adaptation de la vie à des environnements extrêmes pourrait prendre des formes exotiques, comme en témoignent les extrémophiles sur Terre. Par exemple, des animaux microscopiques congelés ont récemment été découverts pour survivre 24 000 ans dans le pergélisol sibérien, et la vie microbienne s’est avérée persister 100 millions d’années sous le fond marin. Ces microbes sont nés pendant la période chaude du Crétacé, lorsque les dinosaures dominaient la Terre.

Dans le système solaire, les conditions les plus proches de la Terre ont été réalisées sur ses plus proches voisines, Vénus et Mars. La NASA a récemment sélectionné deux nouvelles missions pour étudier Vénus, et son rover Persévérance recherche des traces de vie sur Mars. Si une vie extraterrestre est découverte, la question de suivi clé est de savoir s’il s’agit de « la vie telle que nous la connaissons ». Sinon, nous réaliserons qu’il existe de multiples voies chimiques menant à la vie naturelle. Mais si nous trouvons des preuves d’une vie martienne ou vénusienne qui ressemble à la vie terrestre, cela pourrait indiquer une préférence particulière pour la “vie telle que nous la connaissons”. Alternativement, la vie aurait pu être transportée par des roches qui ont voyagé entre les planètes à travers un processus appelé panspermie. Mon étudiant Amir Siraj et moi avons écrit un article montrant que le transfert de la vie aurait pu être médié par des astéroïdes rasant la planète. Il faut aussi garder à l’esprit la possibilité très lointaine que la vie ait été semée dans le système solaire interne par un « jardinier extrasolaire », notamment par « panspermie dirigée ».

Mon souvenir d’enfance le plus vif est celui de conversations de dîner au cours desquelles les adultes dans la pièce prétendaient en savoir beaucoup plus qu’ils ne le savaient réellement. C’était sans aucun doute une forme de « maquillage intellectuel » qu’ils portaient pour améliorer leur apparence. Et si je posais une question à laquelle ces prétendants n’avaient pas de réponse toute prête, ils la rejetteraient comme non pertinente. Mon expérience en tant que scientifique senior n’est pas différente, surtout lorsque je pose la question : « Sommes-nous l’enfant le plus intelligent du bloc cosmique ?

La science offre le privilège d’entretenir notre curiosité d’enfant. L’avancée des connaissances scientifiques par l’expérimentation ne peut être arrêtée. En espérant que nous trouverons une recette de vie artificielle qui nous permettra d’imaginer quelque chose de bien plus intelligent que la vie naturelle que nous avons rencontrée jusqu’à présent. Ce sera une expérience d’humilité. Mais même si nous ne découvrirons pas cette intelligence suprême dans nos laboratoires, ses sous-produits pourraient simplement apparaître dans notre ciel sous forme de courrier posté de quartiers lointains de la Voie lactée. Et nous chercherons cela à travers les télescopes du projet Galileo récemment annoncé.

Ceci est un article d’opinion et d’analyse; les opinions exprimées par le auteur ou auteurs ne sont pas nécessairement ceux de Scientifique américain.