I Un cône qui cesse d’en être un dès qu’on le regarde autrement
Certaines des plus vieilles roches de la Terre se trouvent dans le sud-ouest du Groenland, du côté d’Isua.
Une paroi rocheuse, là-bas, a trois milliards sept cents millions d’années. Avant d’aller plus loin, il faut dire ce que cet âge signifie pour une roche : elle a été enfouie profondément, soumise à de fortes chaleurs, comprimée, puis ramenée à la surface. Un pareil traitement suffit à effacer la plupart des petites formes qu’elle pouvait contenir.
Trouver dans une roche de ce genre la moindre structure régulière de quelques centimètres est donc déjà exceptionnel. En 2016, une équipe de recherche a repéré de petits cônes sur une portion de cette paroi récemment mise à nu. Hauts de un à quatre centimètres, ils se tenaient côte à côte dans une même couche. L’équipe y a vu des traces laissées par des êtres vivants. Plus précisément, par quelque chose de cet ordre.
Dans les mers peu profondes d’aujourd’hui, certains micro-organismes s’étalent sur le fond en un mince tapis. Celui-ci retient les grains de sable et de vase qui descendent dans l’eau. Une fois recouvert, il pousse d’un étage, piège une nouvelle couche, puis pousse encore. Année après année, un petit amas de pierre feuilleté se constitue sous le tapis.
Ces amas s’appellent des stromatolites. On peut encore en observer qui se forment aujourd’hui dans certaines baies australiennes. Si les petits cônes du Groenland ont réellement grandi de cette façon, des micro-organismes y déployaient donc leurs tapis il y a trois milliards sept cents millions d’années. Mais pourquoi cette découverte a-t-elle déclenché une dispute ?
Les plus anciennes traces de vie véritablement convaincantes remontent, à l’heure actuelle, à environ trois milliards cinq cents millions d’années. Si ces cônes étaient reconnus comme tels, ils feraient reculer la date de deux cents millions d’années d’un seul coup. Et ils la feraient entrer dans une période pour laquelle nous n’avons presque aucun autre élément de preuve.
Or cette période est décisive. La Terre elle-même n’a qu’un peu plus de quatre milliards cinq cents millions d’années, et ses débuts ont été marqués par de violents impacts. L’intervalle dans lequel chercher la réponse à la question « Jusqu’où peut remonter la vie ? » est donc déjà étroit. Chaque pas en arrière retire aux processus chimiques une part considérable du temps dont ils disposaient.
L’équipe ne s’appuyait pas uniquement sur les formes. Elle avait aussi relevé, dans la composition chimique des roches et leurs structures sédimentaires, plusieurs indices concordants d’une formation en mer peu profonde. Précisément le milieu où ces tapis sont aujourd’hui les plus courants.
Deux ans plus tard, une autre équipe est allée étudier de nouveau les mêmes sortes de structures sur la paroi voisine. Cette fois, elle ne s’est pas contentée de la surface : elle a examiné les cônes dans trois directions pour en reconstituer la forme en volume. Sa conclusion était exactement inverse.
Une coupe dans un sens fait apparaître un cône triangulaire. Une coupe presque perpendiculaire révèle, dans le même objet, une longue crête. Et cette crête suit la direction selon laquelle l’ensemble de la roche a été comprimé et déformé. Autrement dit, la structure n’a peut-être pas poussé : elle a peut-être été produite par l’écrasement. Il y avait encore plus direct.
Certains cônes pointaient vers le bas. Un tapis microbien, lui, ne peut pousser que vers le haut. Une pointe tournée vers le bas ne relève pas de ce mode de croissance.
La première équipe a répondu. Elle a souligné que les deux séries d’échantillons ne provenaient pas exactement du même endroit. Les contraintes n’avaient pas été uniformes dans la roche ; des fluides s’y étaient ensuite infiltrés et l’avaient transformée. Tout cela pouvait avoir engendré des formes irrégulières.
La controverse n’est toujours pas close. Mais l’essentiel n’est pas de savoir qui a raison. L’essentiel, c’est la forme que prend cette controverse. Aucun des deux camps ne conteste que les roches ont trois milliards sept cents millions d’années. Aucun ne conteste l’existence des cônes. Ils examinent des échantillons prélevés à moins d’un mètre les uns des autres, sur une même paroi.
Le désaccord se situe en amont : à partir de quelle forme peut-on dire que la vie a laissé une trace ? Pour répondre, il faudrait d’abord savoir ce qu’est la vie. Et cette question n’a jamais été tranchée.
II Cent vingt-trois définitions
Quelqu’un a réellement fait le compte. En 2011, un chercheur a rassemblé, une à une, les définitions de la vie qui avaient été publiées. Il en a trouvé cent vingt-trois.
Il s’est ensuite livré à un travail assez ingrat, mais très utile. Il a extrait les mots-clés de chaque définition, regroupé ceux dont le sens était voisin, puis regardé combien de familles de concepts subsistaient.
Il a comparé les concepts qui revenaient ensemble et ceux qui en englobaient d’autres. Il cherchait le plus petit noyau commun à toutes ces définitions. Il en a dégagé deux éléments : l’autoréplication et le changement.
D’où une proposition réduite à l’extrême : la vie est une autoréplication avec variation. Cent vingt-trois définitions ramenées à une phrase.
La suite est encore plus révélatrice. L’année suivante, la même revue a organisé toute une série de réponses. Les réponses, elles non plus, n’ont pas convergé.
Certains contestaient que toutes les définitions historiques soient traitées comme des échantillons de poids égal : la fréquence d’un concept ne mesure pas sa place fondamentale dans une théorie de la vie ; compter les mots ne remplace pas une explication. D’autres remettaient en cause l’objectif même de faire « le plus court possible ». À force de réduire, disaient-ils, on élimine l’organisation et le métabolisme, précisément ce dont l’étude des origines de la vie a le plus besoin.
Cent vingt-trois définitions, auxquelles s’ajoutait un désaccord sur la manière de traiter ces cent vingt-trois définitions. Que voit-on, alors, si on les déplie devant soi ? Quelque chose de beaucoup plus précis que leur seul nombre.
Aristote situait le minimum vital dans la capacité de se nourrir et de croître. La limite convient assez bien aux plantes. Elle devient floue devant une spore dormante, qui peut rester des décennies sans se nourrir ni grandir, puis reprendre vie. Devant un virus, elle ne fournit même plus de prise.
Vers 1800, Bichat définissait la vie comme l’ensemble des fonctions qui résistent à la mort. La formule a de la force. Mais on explique généralement la mort par la cessation de la vie. La définition revient à son point de départ.
Schrödinger expliquait que l’organisme échappe à la dégradation vers l’équilibre en puisant de l’ordre dans son environnement. Cette idée a fait le tour du monde. Elle présente pourtant deux difficultés. La première, c’est que Schrödinger précisait lui-même, dans une note du même livre, qu’un langage thermodynamique rigoureux demanderait de parler d’énergie libre.
La seconde, c’est qu’une flamme en fait autant. Un ouragan aussi. Eux aussi maintiennent un ordre local en absorbant continuellement matière et énergie. Ce critère ne délimite pas la vie.
Haldane allait plus directement au problème. Il envisageait une transition continue entre enzymes, bactériophages et vie. Le bactériophage, disait-il, se situe « un pas plus près de la vie » que l’enzyme, mais le déclarer pleinement vivant serait peut-être exagéré. Il n’échouait pas à tracer une frontière. Il refusait délibérément de la tracer.
D’autres définitions changent de point de vue. Elles ne demandent plus « De quoi est-ce fait ? », mais « Comment cela s’organise-t-il ? » Imaginons une usine dont les produits seraient ses propres machines et ses propres bâtiments. Elle maçonnerait même son mur d’enceinte. Chaque fois qu’un élément tomberait en panne, elle en fabriquerait un autre pour le remplacer.
Une cellule fonctionne exactement ainsi : elle fabrique sa membrane, et elle fabrique aussi les enzymes qui servent à fabriquer cette membrane. Dans cette famille de définitions, la vie se comprend d’abord comme une organisation qui se referme sur elle-même.
Cette approche explique avec force comment un individu se maintient. Mais elle ne comprend ni la variation héréditaire à l’échelle des populations, ni une évolution ouverte, capable de produire de la nouveauté sans terme fixé. Elle explique comment une cellule se conserve ; elle n’explique pas comment un ensemble de cellules se transforme.
La définition la plus répandue vient de l’agence spatiale américaine, la NASA : la vie est un système chimique auto-entretenu capable d’évolution darwinienne. Formulée en 1992 par un groupe de travail de l’agence, elle devait organiser la recherche, pas délivrer aux échantillons un certificat de vie ou de mort.
À peine a-t-on lu le mot « évolution » que la mule vient à l’esprit : puisqu’elle ne peut avoir de descendance, cette phrase permet-elle encore de la considérer comme vivante ? Même difficulté avec les ouvrières des abeilles, dont l’immense majorité ne se reproduit jamais.
La réponse contenue dans cette définition est la suivante : c’est une population qui évolue, pas un individu isolé. La mule vient du cheval et de l’âne ; tant que chevaux et ânes se reproduisent et se transforment, elle demeure du côté de la vie. Il faut lire « auto-entretenu » de la même façon. Il ne s’agit pas d’exiger que chaque individu se procure seul tous ses ingrédients, mais que l’information qui permet à l’évolution de se poursuivre appartienne au système lui-même.
La dernière critique va plus loin encore. La philosophe Carol Cleland prend l’eau pour comparaison. Avant la chimie, on ne pouvait la reconnaître qu’à ses propriétés visibles : elle était transparente, coulait, dissolvait certaines choses.
À ce compte-là, les alchimistes rangeaient aussi l’acide nitrique parmi les eaux. Ils l’appelaient « eau-forte ». On n’a finalement pas résolu le problème grâce à une meilleure définition, mais grâce à une théorie : l’eau, c’est deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène.
Il pourrait en aller de même pour la vie. Tant que nous ne disposons pas d’une théorie générale du vivant, le définir à partir des propriétés apparentes de la vie terrestre revient à identifier l’eau par « transparent et capable de couler ». Nous risquons fort de laisser dehors un exemplaire réellement nouveau tout en faisant entrer des choses sans rapport.
Cleland va même un pas plus loin : nous ne savons pas encore si la vie constitue un genre de choses comparable à l’eau, puisque nous n’en possédons qu’un exemple, celui de la Terre. Nous y reviendrons à la huitième section. Si cette définition ne s’est jamais refermée, ce n’est pas faute d’avoir sérieusement essayé.
C’est que chaque tentative de fermeture laisse dehors quelque chose qui devrait être dedans, ou fait entrer quelque chose qui ne devrait pas y être.
III La ligne n’a jamais été vide
Ce qui reste dehors, ce qui entre à tort : il ne s’agit pas de cas limites inventés pour les besoins du raisonnement. Ces choses ont un nom, une année de découverte, une taille de génome. Et elles se pressent vers la même ligne depuis ses deux côtés.
Commençons par descendre à partir du côté vivant. En 1892, on a découvert que l’agent responsable de la mosaïque du tabac traversait un filtre qui retenait les bactéries : il était donc plus petit qu’elles. Six ans après, un autre chercheur y a reconnu un agent transmissible différent des bactéries ordinaires. Pendant le siècle qui a suivi, les virus sont restés coincés sur le bord de la définition de la vie.
L’argument pour les inclure parmi les vivants n’est pas qu’ils possèdent un métabolisme. Ils n’en possèdent pas. C’est qu’ils portent une information héréditaire, produisent des variations transmissibles, subissent la sélection naturelle et évoluent de longue date avec leurs hôtes.
Les arguments opposés sont tout aussi concrets. Une particule virale ne dispose pas de sa propre machinerie de fabrication des protéines, ni d’un système autonome de traduction. La grande majorité ne possède pas de métabolisme énergétique auto-entretenu. Sans un hôte approprié, elle ne peut mener à bien ne serait-ce qu’une réplication.
Dans la lecture forte, celle du « système chimique auto-entretenu », les virus restent en dehors de la vie. Dans la lecture plus faible, celle de « l’hérédité et de la participation à l’évolution darwinienne », ils y entrent. Ce ne sont pas les faits qui divisent. Les deux camps disposent exactement des mêmes faits. Ils ne placent pas la ligne au même endroit. Plus bas encore, on trouve plus simple.
En 1971, dans une maladie de la pomme de terre, on a identifié un agent plus élémentaire qu’un virus : un morceau d’acide nucléique sans enveloppe protéique. Les mesures ont ensuite montré qu’il formait un anneau d’environ trois cent cinquante-neuf bases. On l’a appelé viroïde. Pour se répliquer, il dépend entièrement des enzymes de son hôte. Mais sa séquence peut varier, et ces variations être sélectionnées.
Si « réplication avec variation » suffit, il est très proche de la vie. Si l’on exige un métabolisme autonome ou la capacité de fabriquer ses propres protéines, il n’en relève manifestement pas. Et l’on peut encore descendre.
En 1982, le mot « prion » a été proposé pour désigner les particules infectieuses de nature protéique responsables de maladies comme la tremblante du mouton. Les premières expériences montraient une résistance inhabituelle de cette infectiosité aux traitements qui détruisent les acides nucléiques. Autrement dit, il se pouvait qu’il n’y ait tout simplement pas d’acide nucléique. Pour la question de la frontière, le prion est plus embarrassant encore que les deux précédents.
Il se réplique selon un modèle : une protéine mal repliée peut forcer une protéine normale à prendre la même mauvaise forme. Il existe des différences entre souches, de la sélection, de l’adaptation.
Il n’a pas de génome fait d’acide nucléique. Pas de membrane. Pas de métabolisme. Si la « réplication avec variation » doit résumer toute la vie, le prion devient un contre-exemple extrêmement difficile à traiter.
Voilà pour la descente depuis le côté vivant. De l’autre côté, pendant ce temps, quelque chose grandit. On s’est longtemps servi de trois raccourcis pratiques pour distinguer les virus des cellules.
Les virus sont plus petits que les cellules. Leur génome est extrêmement simple. Un fossé de complexité sépare nettement les deux. En vingt ans, ces trois repères ont cédé l’un après l’autre.
En 1992, au cours d’une enquête sur une pneumonie en Angleterre, on a isolé un micro-organisme dans l’eau d’une tour de refroidissement. Il était assez gros pour être visible au microscope ordinaire ; sa coloration ressemblait elle aussi à celle d’une bactérie. On l’a donc pris pour une bactérie. Et on l’a tenu pour telle pendant une bonne dizaine d’années.
Il a fallu attendre 2003 pour y reconnaître un virus. Son nom vient de là : Mimivirus, le virus qui imite un microbe. Son génome complet, publié en 2004, compte environ un million cent quatre-vingt mille paires de bases et quelque neuf cent onze gènes codant des protéines. Il dépasse ainsi celui de nombreuses bactéries qui vivent exclusivement en parasites à l’intérieur des cellules. Il contient même des gènes que l’on considérait jusque-là comme plutôt « cellulaires ».
L’un des pandoravirus décrits en 2013 possède un génome d’au moins deux millions cinq cent mille paires de bases. Parmi les gènes prédits, une grande partie ne trouve aucun parent chez les organismes connus. Mais le cas le plus intrigant est celui du pithovirus, ressuscité du pergélisol sibérien.
Sa particule mesure environ un micromètre et demi de long, davantage que nombre de bactéries. Son génome, en revanche, ne compte qu’environ six cent dix mille paires de bases, moins que celui des pandoravirus. La taille du corps et le nombre de gènes peuvent donc se désolidariser.
Du côté des bactéries, le mouvement se fait en sens inverse. Parmi les records du plus petit génome bactérien longtemps cités figurent une espèce à environ cent cinquante-neuf mille paires de bases, et une autre à environ cent douze mille, avec cent trente-sept gènes prédits codant des protéines.
En 2026, le record a encore nettement diminué. Chez une bactérie symbiotique vivant dans un insecte de la famille des delphacidés, une souche ne possède plus que cinquante mille cent quarante et une paires de bases. Elle conserve soixante-huit gènes codant des protéines dont la fonction est identifiable. Soixante-huit gènes. Pour comparer : Escherichia coli en a environ quatre mille. Dans les cellules humaines, les gènes codant des protéines sont de l’ordre de vingt mille.
Cette bactérie n’en a que soixante-huit, mais elle garde une structure cellulaire et la machinerie cellulaire héritée d’un ancêtre commun. Elle a simplement confié à son hôte l’immense majorité de ses fonctions métaboliques. Voici donc la situation : du côté des virus, on grandit ; du côté des bactéries, on rétrécit. Les deux se rapprochent de la même ligne.
Et sur cette ligne, il n’y a pas de place vide. Pas une seule. Chaque critère censé séparer les deux côtés, taille, nombre de gènes, autonomie, métabolisme, système de traduction, rencontre dans la zone intermédiaire des exemples à cheval sur la limite. Cette ligne n’a pas été tracée, puis érodée. Elle n’a jamais pu être tracée, et les choses, de part et d’autre, ont toujours été là.
IV Des conditions données, jamais choisies
Détournons maintenant les yeux des définitions pour regarder le moment où la chose elle-même s’est produite.
Le Système solaire a commencé à prendre forme il y a un peu plus de quatre milliards cinq cent soixante millions d’années. La Terre n’est pas apparue d’un coup : pendant des dizaines de millions d’années, des morceaux se sont heurtés et agglomérés. Puis elle a subi un choc gigantesque. Un corps de la taille de Mars l’a percutée ; les débris projetés se sont réunis pour former la Lune.
Les quelque cinq cents premiers millions d’années de la Terre portent, en géologie, le nom d’Hadéen, emprunté au monde souterrain de la mythologie grecque. Ceux qui ont choisi ce nom imaginaient une surface terrestre infernale. Cette image est-elle juste ? Aujourd’hui encore, trois tableaux coexistent.
Le premier représente bel et bien l’enfer : après le gigantesque impact à l’origine de la Lune, la surface a pu fondre, pour un temps, en un océan de magma, écrasé sous une atmosphère de vapeur d’eau et de dioxyde de carbone à haute pression. Seulement, ce tableau décrit le bref lendemain du choc.
Le deuxième est beaucoup plus doux : la Terre aurait eu des océans très tôt. Son principal appui tient dans un minuscule minéral. Le zircon mérite ici quelques mots à lui seul.
Un grain de zircon est plus petit qu’un grain de sable fin, mais d’une résistance exceptionnelle. La roche qui l’a vu naître peut être chauffée, comprimée, altérée, broyée à plusieurs reprises : le cristal demeure souvent intact. Il transporte, sur des milliards d’années, l’information chimique du moment où il s’est cristallisé. C’est ainsi l’un des rares objets capables de nous rapporter des informations sur des roches qui n’existent plus.
Des chercheurs ont analysé un ensemble de ces zircons provenant de l’ouest de l’Australie, des Jack Hills. Le plus ancien avait quatre milliards quatre cents millions d’années. Ils y ont trouvé un rapport isotopique de l’oxygène nettement élevé. Arrêtons-nous un instant sur les isotopes : ils reviendront souvent dans la suite.
Un même élément peut exister en plusieurs versions de masses différentes, avec un neutron de plus ou de moins. Leurs propriétés chimiques sont presque identiques. Mais, dans de nombreux processus physiques et chimiques, la version légère se déplace un peu plus vite ou réagit un peu plus facilement. Certains processus modifient donc, de façon mesurable, la proportion des versions lourdes et légères.
Cette modification devient l’empreinte du processus. Revenons aux zircons. Leur rapport isotopique de l’oxygène est supérieur à celui d’une source profonde typique. L’explication proposée est que le magma dont ils proviennent avait incorporé des matériaux de la croûte, lesquels avaient auparavant échangé avec de l’eau, à basse température, près de la surface.
Ce résultat étaye une proposition : avant la cristallisation de ces zircons, quelque part à la surface terrestre, de l’eau liquide à basse température participait déjà au cycle des roches. À lui seul, il ne permet pas d’en étayer une autre : l’existence, il y a quatre milliards quatre cents millions d’années, d’un océan mondial de l’ampleur de celui d’aujourd’hui.
Les objections portent surtout sur les transformations ultérieures. Pendant des milliards d’années, ces zircons ont subi des dommages dus au rayonnement et le passage de fluides dans leurs fissures. Si ces processus ont remis à zéro le signal isotopique, les valeurs élevées ne sont plus celles de l’origine. Mais des analyses ultérieures à très petite échelle ont montré que nombre de cœurs aux valeurs élevées ne correspondaient pas aux zones visiblement altérées. Dire « ce n’est que de la contamination » ne suffit donc pas non plus à expliquer toutes les données.
Le troisième tableau montre un monde emmitouflé dans une épaisse couverture de gaz à effet de serre. La raison est à chercher du côté du Soleil : jeune, il brillait environ trente pour cent moins qu’aujourd’hui. Avec une telle luminosité, la Terre aurait dû se retrouver gelée, changée en boule de glace.
Pour empêcher la mer de geler, il fallait qu’une certaine combinaison de dioxyde de carbone, de méthane ou de nuages retienne la chaleur. Ces trois tableaux s’appuient sur les mêmes indices et coexistent encore. Le désaccord devient plus immédiat lorsqu’il s’agit de savoir si l’atmosphère était réductrice ou neutre, car la réponse détermine jusqu’où la chimie peut aller.
En 1953, un étudiant chercheur de l’université de Chicago, Miller, a réalisé la fameuse expérience : il a enfermé du méthane, de l’ammoniac, de l’hydrogène et de la vapeur d’eau dans un appareil de verre, puis simulé des éclairs à l’aide d’étincelles électriques. Ce mélange est fortement réducteur, c’est-à-dire riche en substances qui cèdent facilement des électrons.
Dès le premier jour de décharges, la solution a pris une teinte rose. Au bout d’une semaine, elle était rouge foncé. On y a détecté des acides aminés comme la glycine et l’alanine : les briques des protéines s’étaient formées toutes seules à partir d’un récipient rempli de gaz. À l’époque, le choix de ce mélange gazeux avait ses raisons.
Plus tard, toutefois, des chercheurs ont utilisé l’état de valence du cérium présent dans les zircons de l’Hadéen pour remonter au degré d’oxydation des magmas anciens. Ils n’y ont pas trouvé de caractère extrêmement réducteur par rapport au manteau des époques ultérieures. Cela soutient l’image d’un dégazage volcanique dominé par la vapeur d’eau, le dioxyde de carbone et l’azote, donc d’une atmosphère beaucoup plus neutre.
Mais l’atmosphère neutre n’est pas non plus le dernier mot.
Des calculs indiquent que des différences dans la composition des matériaux météoritiques accrétés peuvent produire des atmosphères fortement réductrices, localement ou temporairement. Une autre équipe a repris les expériences de décharge dans des conditions plus neutres. Dès qu’elle éliminait les substances oxydantes produites par les décharges elles-mêmes, les quantités d’acides aminés détectées augmentaient nettement. Une partie du problème venait donc de ce que les produits étaient détruits par leurs propres sous-produits.
Le débat actuel ne se résume donc pas à « Miller avait tort, l’atmosphère primitive n’était absolument pas réductrice ». Il porte plutôt sur ceci : l’atmosphère globale, sur la durée, n’était peut-être pas aussi fortement réductrice, mais des impacts, des panaches volcaniques et des systèmes hydrothermaux locaux pouvaient créer des conditions réductrices limitées dans l’espace et le temps. L’enjeu dépasse le simple rendement.
L’état d’oxydoréduction change tout le stock de matières premières disponibles. Une atmosphère fortement réductrice peut fabriquer directement, en abondance, des ingrédients comme le cyanure d’hydrogène. Une atmosphère plus neutre dépend davantage de milieux locaux, de la chimie du fer et des apports météoritiques. Personne n’a arrangé ces conditions pour leur donner la configuration qu’elles ont prise.
Le degré d’oxydation du manteau n’a pas été choisi. La luminosité du Soleil n’a pas été négociée. Personne n’a voté pour décider quel type de matériau météoritique serait accrété.
Aucune intention. Aucune préférence. Aucune négociation. Et pourtant, cet ensemble de conditions a porté un coup dans l’espace des possibles chimiques : une partie a été conservée, une autre retranchée. Dans cette série, nous appelons cette découpe la taille. D’ordinaire, quand on parle de tailler, quelqu’un tient le ciseau. Ici, ce coup-là n’avait personne derrière lui.
Il faut encore raconter quelque chose qui ne concerne pas directement la vie, mais qui commande la lecture de toutes les archives anciennes dont il sera question ensuite. En 1974, trois chercheurs ont remarqué que, parmi les roches lunaires rapportées par Apollo, de nombreux âges isotopiques se concentraient autour de trois milliards neuf cents millions d’années.
Ils ont proposé que la Lune ait connu, à cette époque, un pic bref et violent de bombardement. Cette explication est devenue le récit de référence dans la seconde moitié du XXe siècle. En 2005, elle a aussi été reliée à un modèle de réorganisation des orbites des planètes géantes : c’est le scénario du cataclysme lunaire tardif.
Depuis une dizaine d’années, ce scénario s’est sensiblement affaibli. Les échantillons d’Apollo pourraient contenir des matériaux éjectés d’un seul et même bassin d’impact. Les météorites lunaires et les nouvelles datations, elles, donnent une répartition des âges beaucoup plus étendue.
Apollo n’a visité que la face visible de la Lune. Les analyses publiées en 2026 des échantillons rapportés de la face cachée par Chang’e-6 en 2024 ne montrent pas non plus d’âges regroupés autour de trois milliards neuf cents millions d’années. Mais le travail vraiment décisif ici est un autre travail de modélisation.
Il montre que les matériaux fondus lors des impacts anciens sont sans cesse détruits par les impacts suivants, tandis que leurs horloges isotopiques sont, elles aussi, continuellement remises à zéro. Dans ces conditions, même si le taux réel d’impact a décru de façon régulière, la distribution des âges des échantillons conservés peut présenter quelque chose qui ressemble à un pic.
Autrement dit, le pic peut ne pas avoir été produit par les événements. Il peut avoir été produit par la probabilité de conservation. Cette phrase mérite d’être gardée à part. Ce n’est pas un détail de l’histoire des impacts, mais une règle générale pour toutes les archives anciennes :
Dans la répartition de ce que nous pouvons voir se mêlent deux choses : « ce qui s’est passé » et « ce qui a pu subsister ». Et il n’est pas toujours possible de les séparer.
Pour l’origine de la vie, c’est une nouvelle qui desserre un peu l’étau. Si ce pic n’a pas existé, il n’est plus nécessaire de supposer qu’un bombardement a tout remis à zéro il y a trois milliards neuf cents millions d’années.
Ajoutons à cela ce que les zircons disent d’une eau liquide présente il y a quatre milliards quatre cents millions d’années : la vie a pu disposer d’un temps beaucoup plus long, interrompu par des impacts sans qu’il faille tout recommencer après chacun d’eux. Bien entendu, cela veut seulement dire que le temps a pu être suffisant. Cela ne veut pas dire que la vie était déjà là.
V A, B, C : les trois niveaux de preuve
Revenons à la question posée par les cônes : quelles traces comptent vraiment ? Les chercheurs distinguent trois niveaux parmi les plus anciennes preuves de vie. Ils les classent selon leur solidité, pas selon leur ancienneté.
Niveau A, le moins contesté. Dans un vieux terrain d’Australie-Occidentale se trouve un ensemble de couches datant d’environ trois milliards quatre cent quatre-vingts millions d’années, la formation de Dresser. Sa force ne repose sur aucune forme isolée qui « ressemble à une bactérie ».
Elle vient de la rencontre de plusieurs indices indépendants : des laminations de type stromatolitique, des matières carbonées, des anomalies isotopiques du soufre et du carbone, de minuscules structures. En 2017, des travaux y ont également reconnu des roches laissées par des geysers. Au moins une partie du milieu pouvait donc correspondre à des sources chaudes volcaniques à terre.
Sur le même terrain ancien, un autre ensemble de couches, vieux d’environ trois milliards quatre cent trente millions d’années, a livré un vaste récif de stromatolites : la formation de Strelley Pool. Là encore, le cœur de la démonstration n’est pas qu’un cône pris isolément ressemble à un stromatolite actuel.
C’est que plusieurs formes, coniques, bombées ou stratifiées, se répartissent régulièrement dans un même système sédimentaire, se répètent sur de nombreuses couches, et qu’un mécanisme unique de précipitation minérale explique difficilement, à lui seul, l’ensemble de ces formes et leurs relations dans l’espace.
Voici ce que l’on peut raisonnablement dire au niveau A : vers trois milliards cinq cents millions à trois milliards quatre cent quatre-vingts millions d’années, des communautés microbiennes avaient déjà laissé des structures sédimentaires et des traces carbonées. Le consensus est solide. La discussion porte désormais sur les milieux et les métabolismes précis, plutôt que sur l’existence même de la vie à cette époque.
Niveau B : la trace existe, mais son interprétation biologique fait l’objet d’un désaccord substantiel. Dans des roches sédimentaires marines d’Isua âgées de plus de trois milliards sept cents millions d’années, des chercheurs ont signalé des particules de carbone graphitique d’environ deux à cinq micromètres de diamètre. Il faut d’abord expliquer pourquoi les isotopes du carbone peuvent indiquer la vie, car toute la suite s’appuie là-dessus.
Lorsqu’ils absorbent du carbone, les êtres vivants privilégient sa version légère. Dans la matière organique qu’ils produisent, la proportion des carbones légers et lourds diffère donc de celle du carbone minéral environnant : le léger y est plus abondant.
On peut mesurer ce décalage dans les roches. À une condition : que ce carbone ait bien été laissé à l’époque par des organismes, et ne se soit pas infiltré plus tard, ni formé par un processus non biologique capable de produire le même décalage.
Revenons au graphite. Sa composition isotopique est enrichie en carbone léger ; on l’a interprété comme le reste d’une matière organique originelle transformée par de fortes températures. En 2025, des analyses effectuées directement sur du graphite protégé à l’intérieur de grains minéraux ont trouvé un décalage un peu plus marqué encore. Les objections sont, elles aussi, très précises.
Dans les conditions anciennes de haute température et de forte pression, font valoir certains, la décomposition et la réduction des carbonates, la précipitation à partir de fluides et les réactions métamorphiques peuvent elles-mêmes produire du graphite isotopiquement léger. Autrement dit, des processus non biologiques peuvent laisser la même empreinte.
Le niveau B comprend un cas plus célèbre encore, celui de minuscules structures filamenteuses. Il faut en suivre toute l’histoire. En 1993, une équipe a décrit, en Australie-Occidentale, des filaments carbonés vieux d’environ trois milliards quatre cent soixante-cinq millions d’années. Elle les a répartis en onze groupes morphologiques, dont certains ont été interprétés comme des procaryotes ressemblant aux cyanobactéries filamenteuses. Ils provenaient du chert d’Apex.
Ces structures ont ainsi longtemps été présentées comme les plus vieux microfossiles alors connus. Neuf ans plus tard, deux articles aux conclusions diamétralement opposées ont paru dans un même numéro de Nature.
D’un côté, une équipe a éclairé les échantillons au laser et lu les vibrations moléculaires, confirmant la présence d’une matière carbonée très transformée. De l’autre, une équipe a repris le contexte géologique : selon elle, les échantillons venaient de veines formées par des fluides hydrothermaux plus tardifs, et non de couches sédimentaires originelles restées intactes. De plus, les contours de nombreuses « cellules » et la distribution de leurs tailles ne répondaient pas aux critères de microfossiles fiables.
La controverse a continué pendant plus de dix ans. En 2018, le premier camp a mesuré les isotopes du carbone dans onze structures individuelles, à l’aide d’une technique capable de travailler sur des zones infimes. Les cinq groupes morphologiques présentaient chacun leurs propres valeurs, en accord avec la classification des formes. L’équipe y a vu l’indice possible de métabolismes différents. Cela n’a pas clos le débat. La raison tient en deux phrases.
Le laser peut prouver que c’est du carbone, pas que ce carbone a été une cellule. Une composition enrichie en isotope léger prouve qu’il y a eu fractionnement ; elle n’exclut pas que des réactions chimiques dans l’eau chaude aient produit, elles aussi, un carbone léger.
Niveau C : une seule ligne de recherche défend l’interprétation, sans confirmation indépendante, ou celle-ci a déjà rencontré des réfutations vigoureuses. Les cônes d’Isua de la première section appartiennent à ce niveau.
Autre exemple : des structures tubulaires et filamenteuses trouvées dans le nord du Québec, au Canada, à Nuvvuagittuq. Un article de 2017 les a décrites dans des roches riches en fer, interprétées comme des précipités hydrothermaux sous-marins. Il proposait d’y voir des traces comparables à celles que laissent aujourd’hui les bactéries oxydant le fer.
Les bornes de leur âge sont extrêmement éloignées. Les auteurs eux-mêmes écrivaient : au moins environ trois milliards sept cent soixante-dix millions d’années, et peut-être jusqu’à quatre milliards deux cent quatre-vingts millions. Entre les deux nombres, il y a un demi-milliard d’années.
Les objections sont multiples. Rien ne garantit que la date la plus ancienne corresponde vraiment à la formation de la roche. Des systèmes associant fer et silice peuvent produire des microtubes et des ramifications par simple croissance minérale. Et plusieurs des indices invoqués proviennent des mêmes échantillons : ils ne sont donc pas indépendants les uns des autres.
Une fois ces trois niveaux étalés devant nous, une question plus en amont devient possible : que sont les critères de jugement eux-mêmes ?
Pour décider si une signature isotopique du carbone vient de la vie, il faut au moins considérer plusieurs choses ensemble. L’ampleur du décalage est-elle compatible avec les fractionnements biologiques connus ? Le carbone s’est-il formé en même temps que les structures sédimentaires originelles, plutôt que dans des veines tardives ? Une transformation à haute température a-t-elle pu remettre le signal isotopique à zéro ? Des modèles non biologiques peuvent-ils, dans les mêmes conditions, produire des valeurs semblables ?
Une valeur isotopique du carbone, prise seule, n’exclut pas une origine non biologique. Pour juger de l’origine vivante d’un filament, il en faut davantage encore. Les dimensions doivent obéir à une certaine régularité. Les cellules grandissent suivant des tailles déterminées : les diamètres d’un ensemble de cellules devraient donc se concentrer dans une plage donnée, au lieu de former un continuum allant du plus fin au plus épais.
Il faut des cloisons et des ramifications régulières. Si un filament est fait d’une succession de cellules, on devrait y voir des séparations transversales. Le carbone doit être d’origine, et non s’être infiltré après coup depuis ailleurs. La structure doit se trouver là où elle s’est formée, plutôt qu’avoir été apportée par un courant d’eau.
Une coupe dans une autre direction doit encore donner une forme cohérente. Ce critère, nous l’avons déjà rencontré dans la première section : c’est sur lui que les cônes d’Isua ont trébuché. Il faut aussi que des processus purement chimiques ne puissent pas reproduire facilement la même chose au laboratoire. Or, dans tout cet ensemble de critères, aucun ne permet à lui seul d’exclure complètement une structure non biologique.
On a déjà montré expérimentalement que des systèmes de silicates et de carbonates peuvent engendrer des formes d’un réalisme biologique saisissant : ramifications, filaments, objets qui ont tout l’air de cellules, alors que la vie n’est intervenue à aucun moment. Le cœur des controverses d’Apex et d’Isua tient dans cette phrase : une ressemblance de forme n’est pas une identité d’origine.
Un ensemble de critères est une construction. Dans cette série, nous appelons construction ce genre de chose que les humains élaborent pour pouvoir juger et comparer. Elle possède des limites, des rubriques, une liste de vérifications effectivement utilisable.
Et elle agit réellement : c’est elle qui a maintenu les cônes de trois milliards sept cents millions d’années hors du niveau A. Mais ce qui échappe à son pouvoir est tout aussi clair. Elle peut récuser. Elle ne peut pas certifier.
VI Sept chemins, et une dernière ligne entièrement vide
Jusqu’ici, nous demandions comment reconnaître la vie. Changeons maintenant le sens de la question : comment a-t-elle commencé ? Avant d’examiner les différentes pistes, il faut exposer une célèbre impasse.
Dans les cellules actuelles, deux familles de molécules jouent un rôle essentiel. Les unes tiennent le registre et transmettent l’information de génération en génération : ce sont l’ADN et l’ARN. Les autres font le travail : elles catalysent les réactions chimiques, accélèrent assez des processus naturellement très lents pour les rendre utilisables. Ce sont les protéines, et tout particulièrement les enzymes. Or ces deux familles dépendent l’une de l’autre.
Pour copier l’ADN, il faut des enzymes. Mais une enzyme est une protéine : l’ordre de ses acides aminés est consigné dans l’ADN, puis transmis par l’ARN pour permettre sa fabrication. Sans enzymes, pas de copie fidèle ; sans copie fidèle, pas d’enzymes. Voilà le fameux cercle. Toute proposition sur l’origine de la vie doit commencer par expliquer comment elle compte le briser.
Regardons maintenant les pistes. Ce ne sont pas différentes versions d’une même théorie, séparées par quelques détails encore discutés. Leurs réponses à la question du premier pas s’excluent : d’abord une molécule capable de se répliquer ? D’abord un réseau de réactions capable de s’entretenir ? D’abord un gradient d’énergie ? Dès qu’on choisit une voie, il faut réécrire les autres.
Première voie : au commencement, une molécule qui se réplique. On l’a appelée par la suite le monde à ARN. Sa naissance intellectuelle a quelque chose d’inhabituel : on y est arrivé en remontant le cours des choses.
À la fin des années 1960, plusieurs chercheurs ont remarqué, chacun de son côté, d’étranges vestiges dans le code génétique et la machinerie de fabrication des protéines des cellules modernes. L’ARN y tenait un rôle beaucoup plus important que celui qu’aurait dû jouer un simple messager.
Ils ont donc proposé qu’il ait existé, aux débuts de la vie, un stade centré sur l’ARN, avant la pleine mise en place du système de fabrication des protéines. Ce stade hypothétique a ensuite reçu le nom de monde à ARN. Il faut faire attention à l’ordre des événements : lorsqu’ils ont avancé cette idée, personne n’avait encore vu d’ARN catalyser une réaction.
Plus d’une décennie après, deux découvertes sont venues de deux laboratoires différents : dans l’un, on a découvert que certains ARN pouvaient assurer leur propre épissage ; dans l’autre, que la véritable activité catalytique d’une certaine enzyme était portée par sa composante ARN. Les deux chercheurs ont partagé pour cela le prix Nobel de chimie de 1989. Ces ARN capables de catalyse s’appellent des ribozymes.
L’expérience avait rattrapé la conjecture formulée à rebours. Elle brisait précisément la moitié du cercle : une même famille de molécules pouvait, en principe, stocker l’information et catalyser les réactions. Les protéines n’avaient donc plus besoin de venir en premier. Restait ce que cette avancée ne résolvait pas : d’où venait le premier ARN suffisamment long et capable d’être répliqué ?
En 2009, des chercheurs ont fait un grand pas. Ils ont construit une paire de ribozymes qui se catalysaient mutuellement : A assemblait deux courts fragments pour produire B, et B assemblait à son tour deux fragments pour produire A. Alimenté continuellement en matière première, le système pouvait croître de façon exponentielle, atteindre une amplification de l’ordre de cent millions de fois en une trentaine d’heures, et connaître de la sélection et de la recombinaison au sein d’un mélange de variantes.
C’était l’une des premières expériences approchant une « évolution darwinienne à l’échelle moléculaire ». Mais elle avait une limite : le système ne recopiait pas sa séquence entière, base par base, à partir de molécules élémentaires. Il raccordait des fragments relativement longs, préalablement synthétisés par les chercheurs.
Une autre famille de ribozymes emprunte une route plus difficile : recopier d’autres ARN une base après l’autre. Ces ribozymes sont devenus de plus en plus performants. Une version de 2011 pouvait recopier un ARN fonctionnel d’environ quatre-vingt-quinze bases ; une version de 2020 a recopié, en trois morceaux, son propre ancêtre évolutif. Mais ces molécules comptaient elles-mêmes près de deux cents bases. Elles copiaient d’autres chaînes, dont certaines plus longues qu’elles, sans parvenir à se copier elles-mêmes.
Il a fallu attendre 2026 pour qu’une première brèche s’ouvre. Un laboratoire de Cambridge a trouvé un ribozyme de seulement quarante-cinq bases qui, dans la glace, a assemblé une copie de lui-même ainsi que la chaîne qui lui est complémentaire. Soixante-douze jours, pour un rendement d’environ deux pour mille. Et les deux étapes ne formaient toujours pas un cycle de réplication complet.
L’origine des ingrédients est un autre problème. L’approche classique consistait à synthétiser séparément le sucre et la base, puis à les unir. Or cette dernière étape est extrêmement difficile au laboratoire. Des chercheurs l’ont contournée : en partant de précurseurs plus simples et en passant par des intermédiaires communs, ils sont arrivés directement à des ingrédients utilisables. Ils ont ensuite proposé tout un réseau chimique capable de produire, à partir d’un même ensemble de réactifs initiaux, des précurseurs d’acides nucléiques, d’acides aminés et de lipides.
La difficulté est géologique. Au laboratoire, le chercheur change de flacon à chaque étape : il réalise une réaction, concentre, puis passe à la suivante. Dans la nature, il faudrait les bassins, les écoulements, les alternances d’humidité et de sécheresse capables de changer les flacons à sa place. Cette voie prouve donc qu’un chemin chimique existe. Elle ne prouve pas encore qu’un lieu quelconque de l’Hadéen l’ait parcouru jusqu’au bout.
Deuxième voie : au commencement, un réseau de réactions qui tourne tout seul. Dès sa première phrase, elle contredit la précédente. Ce qui serait apparu en premier n’est pas une molécule qui se copie, mais un ensemble de réactions chimiques se catalysant mutuellement et capables de se poursuivre. L’information ne serait venue qu’ensuite.
Voici l’idée précise : à la surface de minéraux tels que les sulfures de fer, les sulfures de nickel et la pyrite, la réduction du dioxyde de carbone et l’oxydation des sulfures auraient fourni l’énergie nécessaire à un premier réseau de réactions, fixé aux surfaces et capable de s’entretenir. Les molécules héréditaires auraient été des locataires arrivés plus tard.
Les progrès expérimentaux sont importants. En présence de sulfures de fer et de nickel, on a obtenu, à partir de monoxyde de carbone, de l’acide acétique activé et des produits de type thioester. Depuis 2018, une série de travaux a aussi produit, à partir de dioxyde de carbone et sous la catalyse du fer métallique et de minéraux de nickel et de fer, de l’acétate, du pyruvate et du citramalate. Autant de composés qui appartiennent aujourd’hui au métabolisme central des cellules.
Ces expériences établissent ensemble quelque chose de considérable : plusieurs transformations du métabolisme central qui semblent exiger des enzymes modernes ne requièrent pas absolument des enzymes protéiques, pourvu que les minéraux et les conditions réductrices conviennent.
Elles n’établissent pas l’existence d’un métabolisme sans enzymes qui forme une boucle fermée, s’entretienne et régénère de lui-même ses catalyseurs. Et cette voie laisse toujours sans réponse une question : comment l’état d’un réseau métabolique est-il recopié pour la génération suivante ?
Troisième voie : commencer par emprunter une différence d’énergie déjà disponible. À première vue, cela ressemble à « la vie est née dans l’eau chaude ». En réalité, l’idée est beaucoup plus précise, et assez ingénieuse. Les deux voies précédentes doivent se procurer leur énergie. Celle-ci dit : inutile de la produire soi-même, le fond marin en fournit déjà.
Lorsque certaines roches du plancher océanique réagissent avec l’eau, elles produisent des fluides hydrothermaux alcalins riches en hydrogène. Une paroi minérale poreuse sépare ces fluides de l’eau de mer primitive, plus acide. Une différence chimique se trouve ainsi naturellement établie de part et d’autre de la paroi. Les parois des pores servent à la fois de compartiments et de surfaces catalytiques.
Les premiers systèmes auraient utilisé cette différence toute faite, avant que leurs propres pompes n’évoluent. Un champ hydrothermal découvert en 2000 près de la dorsale médio-atlantique fournit une analogie actuelle : ses fluides sont alcalins, riches en hydrogène et en méthane, et ses cheminées principalement composées de carbonates. C’est Lost City.
Ce n’est pas la même chose que les fameux « fumeurs noirs ». Alimentés par le magma, ceux-ci émettent généralement des fluides acides aux environs de trois cent cinquante degrés Celsius, une température qui briserait rapidement l’ARN. Le gradient recherché ici vient précisément de l’interface entre des fluides alcalins et une eau de mer relativement plus acide.
Les objections les plus fortes concernent la dilution et le phosphore. Le fond marin est un milieu ouvert : les petites molécules qui s’y forment peuvent facilement se disperser dans l’immense réservoir océanique. De plus, un milieu alcalin riche en calcium favorise la précipitation des phosphates, alors que la chimie des acides nucléiques et celle des membranes dépendent, en fin de compte, fortement du phosphore.
Il reste aussi un seuil particulièrement difficile à franchir : comment quitter ce gradient naturel déjà disponible pour passer à un gradient entretenu par sa propre membrane ?
Quatrième voie : au commencement, un bassin qui sèche et se remplit à répétition. Nous changeons de décor. Nous ne sommes plus dans les grands fonds, mais à terre, au bord de bassins peu profonds alimentés par des sources chaudes volcaniques. Et ce que cette voie exploite est moins une substance qu’un rythme.
Le bassin se remplit, l’eau s’évapore, il se remplit de nouveau. La phase sèche concentre les solutions diluées et favorise l’assemblage des molécules en chaînes. Quand l’eau revient, des molécules huileuses se regroupent spontanément en petites vésicules, emprisonnant au hasard les longues chaînes qui viennent de se former. Le désaccord le plus direct avec la voie des grands fonds ne porte pas sur le chaud ou le froid, mais sur la quantité d’eau.
Le sel est au cœur du débat. De simples vésicules d’acides gras se défont facilement lorsque le magnésium, le calcium et la salinité sont élevés. Or le magnésium est précisément nécessaire à de nombreuses catalyses par l’ARN. Cette voie considère donc que des sources chaudes d’eau douce, peu salées, conviennent mieux aux membranes primitives que l’eau de mer.
Ce qu’elle n’explique pas est tout aussi précis : quelle superficie de terres était réellement émergée à l’Hadéen ? Des bassins volcaniques appropriés pouvaient-ils subir assez longtemps un nombre suffisant de cycles humides et secs ? Sans oublier qu’un fort rayonnement ultraviolet et une dessiccation complète peuvent, eux aussi, détruire les longues chaînes déjà formées.
D’autres voies, secondaires, sont fortes à un endroit et laissent ailleurs un vide. Certains proposent que des assemblages de molécules huileuses puissent porter une « hérédité de composition ». Leur avantage est de fournir naturellement un compartiment et une croissance. Leur faiblesse : une capacité d’information bien moindre que celle de molécules dont l’information réside dans une séquence.
D’autres mettent les peptides en premier. La richesse de la chimie des acides aminés et de la catalyse associée aux métaux joue en leur faveur ; mais ils ne disposent pas d’une règle de réplication sur modèle comparable à l’appariement des bases. Il existe aussi la voie des modèles fournis par les argiles. Elle a montré que les minéraux favorisent la formation de longues chaînes. Elle n’a pas montré qu’un réseau cristallin puisse assurer une hérédité d’une capacité suffisante.
La panspermie mérite d’être évoquée à part, parce qu’on la prend souvent pour une réponse. Ce qu’elle étaye est réel : des matières organiques peuvent venir de l’espace. Certains types de météorites contiennent de nombreux acides aminés, et l’on y a mesuré un léger excès de molécules de forme gauche, notamment dans la météorite de Murchison.
Mais sa limite logique a toujours été claire. Si la vie vient d’ailleurs, la question devient celle de sa première apparition là-bas. On change le lieu. On n’explique pas la transition.
Plaçons ces voies côte à côte : un dessin régulier se dégage. Chacune excelle à franchir un certain seuil, et ce seuil correspond souvent à la lacune des autres.
Pour les compartiments, les sources alcalines offrent des micropores minéraux ; les sources chaudes terrestres, des vésicules qui se forment spontanément au retour de l’eau. Pour l’énergie, le métabolisme d’abord et les sources alcalines sont les mieux placés. Pour l’information héréditaire, seul le monde à ARN tient solidement sa position. Et c’est précisément le point faible central des deux précédents. Quant à la raison pour laquelle les molécules biologiques adoptent toutes un même sens de chiralité, aucune voie n’en donne une explication complète.
Si l’on ne regardait que le haut de ce tableau, on pourrait croire que ces voies, réunies, couvrent à peu près tout le problème. La difficulté se trouve à la dernière ligne. Cette ligne porte le nom d’expérience de bout en bout : partir d’ingrédients simples, plausibles géologiquement, puis démontrer sans interruption une réplication autonome, des compartiments, un couplage énergétique, une division transmettant un système héréditaire complet, et une évolution ouverte qui se poursuit.
Monde à ARN : aucune. Métabolisme d’abord : aucune. Sources alcalines : aucune. Sources chaudes terrestres : aucune. Monde lipidique : aucune. Peptides d’abord : aucune. Modèles d’argile : aucune. Pas une seule. Les chaînes les plus longues s’arrêtent chacune à un endroit différent, et leurs points d’arrêt ne se raccordent pas.
VII Une fois réduit à quatre cent soixante-treize gènes
Impossible de remonter jusqu’au départ ? Essayons dans l’autre sens. Fabriquons un être vivant. L’équipe de Craig Venter est allée le plus loin dans cette direction. Première étape : assembler un chromosome bactérien complet à partir de réactifs chimiques.
Le synthétiser, pas le copier. De courts morceaux d’ADN fabriqués artificiellement ont été réunis par étapes, comme des pièces de construction, jusqu’à obtenir le génome entier d’un mycoplasme, soit environ cinq cent quatre-vingt-trois mille paires de bases. En 2008, ils y sont parvenus. Et ensuite ? Ensuite, il ne s’est rien passé.
L’ADN reposait dans son tube. C’était un chromosome correct, complet, dont chaque base pouvait être contrôlée et vérifiée. Il ne bougeait pas, n’avait pas de métabolisme, ne se divisait pas. C’était un mode d’emploi. Et un mode d’emploi ne bâtit pas une maison tout seul.
Deux ans plus tard, ils ont changé de méthode. Ils ont synthétisé un génome, puis l’ont transplanté dans une cellule déjà vivante. Après l’introduction du génome artificiel, quelques cycles de division et une sélection, le chromosome initial de la cellule receveuse avait disparu. Seul restait le chromosome artificiel. Cette fois, cela a fonctionné. Le génome synthétique a pris les commandes de la cellule ; ses descendants présentaient les protéines et l’apparence de l’espèce donneuse.
L’événement a largement été raconté comme la création d’une « vie artificielle ». Ce n’en était pas une, pour une raison très précise. Seul le génome avait été synthétisé. Tout ce qui l’avait mis en marche, membrane, machinerie de fabrication des protéines, protéines de transport, enzymes métaboliques, gradients ioniques, tout le mobilier du cytoplasme, venait de la cellule qui avait reçu la greffe.
Et cette cellule était vivante. Ses ancêtres étaient parvenus vivants jusqu’à la paillasse, sans interruption dans la lignée. Le génome artificiel avait pris le volant d’une voiture déjà en marche. Sans la cellule receveuse, cet ADN ne serait pas devenu une cellule de lui-même.
Puisque tout construire à partir de rien était si difficile, autant essayer l’inverse. Prendre une cellule existante, supprimer ses gènes un par un, et voir jusqu’où elle pouvait maigrir sans cesser de vivre.
Cette voie aussi, ils l’ont empruntée. En 2016, la cellule minimale était là : environ cinq cent trente mille paires de bases, quatre cent soixante-treize gènes, et la capacité de croître et de se diviser par elle-même dans un milieu riche en nutriments.
Pour comparaison, la bactérie du delphacide évoquée plus haut n’a que soixante-huit gènes de protéines identifiables, tandis que la cellule minimale en possède plus de quatre cents. Mais la première est nourrie par son hôte. Quatre cent soixante-treize était alors le plus petit nombre de gènes connu pour une cellule capable de se reproduire de façon autonome. Cette autonomie supposait toutefois un milieu de laboratoire riche en nutriments ; ce n’était pas un minimum universel pour la vie. Vient ensuite la phrase la plus déroutante de tout ce travail.
Parmi ces quatre cent soixante-treize gènes, on ne savait pas dire, à l’époque, ce que faisaient précisément environ trente pour cent d’entre eux. Il ne s’agissait pas d’une formule polie du genre « le mécanisme reste à éclaircir ». Après de nombreuses suppressions, dans ces conditions de culture et selon ce protocole, près d’un tiers de ce qui restait avait encore une fonction inconnue.
Les chercheurs avaient simplifié la cellule autant que le permettait alors leur protocole. Et, devant la petite poignée restante, ils ne savaient pas à quoi servaient plus d’une centaine de gènes. Dix ans après, en 2026, cinquante ou soixante gènes demeuraient sans fonction connue. Il y a là une conséquence qu’on laisse facilement passer.
Cela ne signifie pas que nous étions « tout près de comprendre ». Cela signifie que, même en maîtrisant toutes les fonctions essentielles alors connues, nous n’aurions pas pu concevoir ce génome minimal. On l’a obtenu en retranchant. On ne l’a pas calculé.
Il a même fallu réintroduire quelques gènes dans des souches dérivées pour améliorer leurs tailles anormales et leurs formes de division. Le nombre minimal de gènes permettant de se reproduire et le nombre minimal permettant de se diviser normalement étaient donc deux problèmes différents.
Une autre équipe a travaillé en sens inverse. Au lieu de dépouiller une cellule, elle a construit à partir de la chimie la plus simple. Et ce qu’elle a obtenu est loin d’être négligeable.
Dans une eau appropriée, de simples molécules huileuses se réunissent spontanément en vésicules qui emprisonnent de grosses molécules. Si l’on ajoute davantage de ces molécules huileuses, les vésicules les absorbent et grandissent. Étirées en longs filaments, elles se fragmentent sous une légère agitation en de nombreuses vésicules filles, sans laisser fuir leur contenu.
Leur membrane est aussi sélective. Les petites molécules servant de matière première la traversent, tandis que les grandes molécules d’acide nucléique servant de matrices restent à l’intérieur. Les ingrédients peuvent donc entrer sans que les matrices s’échappent. En 2013, l’équipe a directement démontré, à l’intérieur d’une de ces protocellules modèles, une synthèse d’ARN guidée par une matrice et réalisée sans enzymes.
On a même réussi à produire de la compétition. Si les longues chaînes deviennent plus nombreuses dans une vésicule, la pression interne monte. La vésicule prélève alors davantage de matériaux membranaires dans son environnement, jusqu’à les prendre à ses voisines.
Une petite poche qui grandit, se divise, abrite de la réplication et dispute les ressources à ses semblables. On dirait qu’il ne manque qu’un pas. Le pas manquant consiste à relier tout cela en un cercle.
Un génome doit être intégralement recopié dans la vésicule ; les deux brins doivent se séparer ; la membrane doit grandir en même temps ; la vésicule doit se partager de façon fiable en deux ; chaque fille doit recevoir un système héréditaire fonctionnel, puis recommencer tout le processus. Et l’ensemble doit pouvoir régénérer lui-même les catalyseurs nécessaires à la réplication, à partir d’ingrédients simples prélevés à l’extérieur.
Ce cercle ne s’est toujours pas refermé. Et ses lacunes ne se résument pas à un vague « nous en sommes encore loin » : on peut les nommer une à une. L’autonomie en matières premières. Dans les systèmes de réplication les plus performants, les expérimentateurs fournissent directement les ingrédients et les matériaux membranaires. Même l’énergie nécessaire aux réactions de raccordement est apportée de l’extérieur.
La séparation des brins. Une fois la matrice copiée, on obtient un brin complémentaire, et les deux restent collés. Les cellules modernes utilisent des protéines spécialisées pour les écarter. Sans enzymes, les séparer en douceur sans casser l’ARN est un obstacle à part entière. Le seuil d’erreur. Plus une séquence s’allonge, plus les erreurs de copie s’accumulent. Au-delà d’un certain point, toute l’information fonctionnelle est perdue.
La régénération des catalyseurs. Un système véritablement auto-entretenu doit reproduire les catalyseurs dont sa réplication a besoin, plutôt que de laisser l’expérimentateur refaire les stocks à chaque génération.
Plaçons maintenant quelques-uns des systèmes les plus aboutis face à la définition de travail. Les ribozymes à catalyse croisée : réplication exponentielle, variation héréditaire, sélection.
Pas de métabolisme, pas de membrane, et des ingrédients préfabriqués avec précision par l’expérimentateur. Les vésicules d’acides gras : compartiments, absorption, réplication partielle sur matrice. Pas de cycle complet reliant réplication et division.
Les systèmes de réplication d’ARN munis d’un système de traduction : ils peuvent connaître une évolution darwinienne dans des compartiments ressemblant à des cellules. Mais ils consomment d’importantes quantités de machinerie de fabrication des protéines, fournie toute prête. Or ces composants biologiques déjà élaborés sont précisément ce qu’une reconstruction « à partir de rien » devrait expliquer. Chacun occupe une partie de la définition. Aucun ne l’occupe tout entière à la fois.
À ce jour, aucun système expérimental parti d’ingrédients non vivants ne réunit une chimie auto-entretenue, une reproduction autonome complète et une évolution darwinienne capable de se poursuivre.
VIII Un seul échantillon, et des outils fabriqués à son image
À quel point cette apparition est-elle donc facile ? Une intuition est très répandue : dès que la Terre est devenue habitable, la vie semble avoir surgi rapidement ; son origine ne doit donc pas être si difficile. Ce raisonnement comporte une faille précise.
La planète que nous observons n’a pas été tirée au hasard parmi toutes les planètes. Nous observons une planète qui a déjà produit des observateurs capables de poser cette question. La condition d’échantillonnage comprend donc d’emblée ceci : la vie doit y être apparue assez tôt.
Autrement dit, toute planète sur laquelle quelqu’un peut se tenir pour poser la question donnera l’impression que la vie y est apparue vite.
Des chercheurs ont traité l’origine de la vie comme un processus aléatoire à taux d’apparition constant, puis mené l’analyse statistique. Leur conclusion : dès qu’on intègre la condition selon laquelle les observateurs ont besoin que la vie les ait précédés de plusieurs milliards d’années, un taux réel d’apparition même très faible reste compatible avec le fait de nous découvrir dans un cas réussi où la vie a commencé tôt.
Des chiffres ont tout de même été avancés. L’estimation la plus optimiste attribue à une planète semblable à la Terre une probabilité d’apparition de la vie, en un milliard d’années, d’au moins un peu plus de dix pour cent. Mais elle traite la Terre comme un échantillon pris au hasard, commettant précisément l’erreur que nous venons de voir. Une autre estimation, plus prudente dans sa méthode, aboutit à une conclusion beaucoup plus modeste : les données favorisent une origine rapide, avec un rapport de chances d’au moins environ trois contre un. C’est un indice. On est loin d’un verdict.
Nous ne disposons donc toujours pas d’un chiffre solide que l’on puisse appeler « la probabilité de l’origine de la vie ». Et l’expression « un échantillon de taille un » a encore un second sens.
Toutes les formes connues de vie cellulaire partagent le même équipement central : la machinerie de fabrication des protéines, un code génétique presque universel, le même noyau d’acides aminés, le même sens de chiralité dans les protéines, et la même monnaie énergétique. Les millions d’espèces qui existent aujourd’hui sur Terre ne peuvent donc pas être comptées comme autant d’apparitions indépendantes de la vie.
Pour la question de l’origine, elles ne représentent très probablement qu’un seul échantillon issu d’une seule apparition. Un seul.
En 2005, Cleland, la philosophe qui comparait la vie à l’eau dans la deuxième section, a proposé une idée avec un microbiologiste. En 2009, elle l’a développée plus complètement dans un article écrit avec plusieurs autres chercheurs.
Si la vie a pu apparaître une fois dans les conditions de la Terre primitive, elle a pu y apparaître plusieurs fois. Et si les descendants d’une deuxième origine ont adopté une autre biochimie, ils pourraient encore coexister avec la vie que nous connaissons, tout en échappant entièrement aux méthodes microbiologiques qui ciblent l’ADN et les ribosomes. Ce serait une biosphère de l’ombre.
Cette hypothèse n’a toujours pas été mise à l’épreuve de façon systématique. Ce n’est pas parce que personne ne voudrait le faire. C’est parce que les outils de détection eux-mêmes ont été fabriqués sur le modèle de la seule vie connue.
Les méthodes d’amplification de l’ADN exigent des acides nucléiques que les enzymes employées puissent reconnaître. Les amorces dites universelles supposent que les organismes visés possèdent des ribosomes. Un milieu de culture est déjà un dispositif de sélection : l’expression « micro-organismes non cultivables » dit, à elle seule, que nos conditions de culture ne couvrent qu’une petite portion de l’espace écologique. Quant à l’extraction directe de matériel génétique dans l’environnement en vue de son séquençage, elle suppose encore des acides nucléiques ordinaires, extractibles et séquençables.
Chaque outil suppose, avant même de commencer, la forme de ce qu’il cherche. Si une deuxième vie existe vraiment, elle ne se présentera donc pas à l’écran sous la forme d’une séquence inconnue. L’écran restera vide. Rien n’aura été détecté. Ne pas la trouver aura exactement le même aspect que son absence.
Inversement, trouver quelque chose d’étrange ne suffit pas. Un épisode de 2010 l’a montré. L’une des personnes qui avaient signé l’article de 2009 a cultivé une bactérie provenant d’un lac salé de Californie, puis annoncé qu’elle pouvait remplacer le phosphore par de l’arsenic et incorporer cet arsenic dans son ADN.
La NASA lui a consacré une conférence de presse. Deux ans plus tard, deux laboratoires ont refait les expériences séparément. Aucun n’a pu confirmer la présence d’arsenic dans l’ADN. En 2025, la revue qui avait publié l’article initial l’a rétracté.
Et même si cette bactérie avait réellement utilisé l’arsenic, cela n’aurait pas suffi. Elle aurait encore pu être une adaptation extrême de la vie connue, partageant avec nous un ancêtre commun.
Prouver une deuxième origine exige d’exclure cet ancêtre commun, mais aussi des échanges de gènes avec la vie connue. C’est beaucoup plus difficile que de trouver quelque chose d’étrange.
Hors de la Terre, le moment où nous nous sommes le plus approchés d’une découverte de vie date de septembre 2025. L’année précédente, un rover martien avait photographié, sur une roche, de petites taches d’environ un millimètre chacune, au bord sombre et au cœur clair, semblables à des taches de léopard.
On les a présentées comme les indices potentiels de vie les plus nets obtenus jusque-là. Le mot « potentiels » ne peut pas disparaître. Ces taches peuvent aussi se former sans intervention du vivant, mais cela demande généralement des températures de cent à deux cents degrés Celsius ; or les chercheurs n’ont trouvé dans cette roche aucune trace d’un tel chauffage. C’est la même situation que pour les filaments de la cinquième section : les explications non biologiques ne sont pas entièrement éliminées, et l’explication biologique ne peut pas encore être confirmée.
En août 2026, aucun échantillon de vie n’avait encore été confirmé sur Mars, Europe ou Encelade. De solides indices soutiennent l’existence d’un océan salé sous la glace d’Europe. Une sonde lancée le 14 octobre 2024 doit atteindre le système de Jupiter en 2030. Sa question est de savoir si Europe offre des conditions favorables à la vie, pas d’établir si la vie s’y trouve : c’est Europa Clipper.
La véritable valeur de telles explorations ne consiste pas à ajouter un lieu habitable à la liste. Seul un deuxième échantillon dont on pourrait démontrer l’origine indépendante de la vie terrestre changerait à la fois la nature du problème statistique et celle du problème de définition. Trouver de l’eau, des matières organiques ou une source d’énergie ne fait pas passer la taille de l’échantillon de un à deux.
Revenons aux cônes de la première section. Les deux camps emploient les mêmes critères. Cet ensemble constitue une construction qui agit réellement : il comporte des rubriques, se prête à l’usage, et a effectivement arrêté certaines choses à la porte.
Et cette construction se déplace bel et bien. Les mêmes cônes ont été décrits comme des stromatolites en 2016, découpés dans un autre sens en 2018, puis défendus de nouveau en 2019. Si cette construction ne s’est pas refermée, ce n’est pas parce que ceux qui y travaillent manquent de minutie.
C’est parce que ce qu’elle cherche à entourer n’a pas lui-même de bord. Après cent vingt-trois définitions, les virus sont toujours là, les viroïdes sont toujours là, les prions sont toujours là. Mimivirus grandit par un côté ; la bactérie à soixante-huit gènes du delphacide rétrécit par l’autre. Et la ligne n’a jamais cessé d’être pleine.
Les critères continuent de trier. Les roches continuent d’être recoupées. Dans les laboratoires, on continue de raccorder les chaînes, morceau par morceau. La filiation n’est toujours pas raccordée ; la division continue.