Toute la vie sur Terre dérive d’un unique ancêtre commun : cette phrase figure dans tous les manuels de biologie et constitue le socle de notre mémoire collective sur l’histoire du vivant. Mais une nouvelle étude publiée le 5 août dans la revue Science Advances vient tirer une salve contre ce consensus établi : la transition de la matière inerte au vivant aurait pu se produire à deux reprises sur notre planète. À l’origine de cette hypothèse audacieuse, l’équipe du professeur William Martin de l’Université Heinrich Heine de Düsseldorf, en Allemagne.
Image : Illustration conceptuelle, deux bulles lumineuses sur fond sombre. Crédit : sciencealert.com
« La première leçon des manuels de biologie devra peut-être être scindée en deux. » Il y a encore deux mois, une telle affirmation aurait été reléguée au rang de spéculation farfelue. Aujourd’hui, elle fait l’objet d’une publication scientifique évaluée par des pairs, appuyée par une chaîne de preuves rigoureuse et un nouvel algorithme. Sur Hacker News, le débat cumule déjà plus de 70 commentaires et divise les passionnés de biologie évolutive. Pour bien saisir l’enjeu de cette querelle, il faut d’abord se rappeler ce qu’enseignait le manuel.
Pourquoi les manuels affirmaient-ils qu’il n’y avait qu’un seul ancêtre ?
L’idée d’une origine unique repose sur un ensemble de preuves d’une force redoutable. Chaque organisme vivant sur Terre — de la bactérie E. coli aux champignons, en passant par votre chat et vous-même — partage exactement le même code génétique : un triplet de lettres sur le brin d’ADN correspond à un acide animé précis. Ce tableau de correspondance est universel sur toute la planète, avec une marge d’erreur quasi nulle. De plus, tous les êtres vivants partagent les mêmes rouages fondamentaux : ribosomes, ATP et voies métaboliques de base.
Ce faisceau d’indices est aussi probant qu’une empreinte digitale. Deux inventeurs totalement indépendants ne sauraient rédiger une notice d’utilisation dans la même langue avec une ponctuation strictement identique. La communauté biologique avait donc conclu qu’il existait, il y a 3,8 à 4,0 milliards d’années, un Dernier Ancêtre Commun Universel (LUCA, pour Last Universal Common Ancestor), dont descendent tous les organismes actuels. L’arbre du vivant ne possédait qu’un seul tronc.
La nouvelle étude s’attaque à l’énigme du métabolisme
L’étude s’attaque à l’un des plus anciens dilemme de l’œuf et de la poule dans la recherche sur l’origine de la vie : le métabolisme nécessite des enzymes, mais les enzymes sont elles-mêmes les produits du métabolisme. D’où est donc venue la toute première enzyme ?
La réponse largement admise jusqu’ici était que l’environnement de la Terre primitive assurait le rôle des enzymes. À proximité des sources hydrothermales sous-marines, des métaux naturels comme le nickel, le fer ou le palladium catalysaient des réactions chimiques, transformant des molécules simples (hydrogène, dioxyde de carbone, ammoniac, sulfure d’hydrogène) en acides aminés et en nucléotides. L’étude a quantifié ce parcours : passer de ces matières premières aux molécules essentielles à la vie exige un réseau de quelque 400 réactions. Une chaîne de montage de 400 étapes ne peut pas s’improviser du jour au lendemain ; elle s’est nécessairement construite pas à pas.
Image : Réseau métabolique primitif (environ 400 réactions) reconstitué par les chercheurs. Crédit : sciencealert.com (figure de l’article)
Les chercheurs ont établi une chronologie de l’évolution enzymatique en comparant la structure tridimensionnelle des enzymes métaboliques fondamentales dans les génomes des bactéries et des archées. Grâce à un algorithme inédit, ils ont ordonné ces enzymes selon leur complexité structurelle pour déduire leur ordre d’apparition. Le résultat est captivant : les enzymes possédées par LUCA ne couvraient qu’environ la moitié des réactions métaboliques nécessaires, l’autre moitié reposant à l’époque sur la catalyse métallique environnementale. En d’autres termes, notre ancêtre commun « sous-traitait » la moitié de sa chimie interne à son milieu.
Deux lignées devenues autonomes de manière indépendante
En suivant cette chronologie, l’équipe a découpé l’évolution des capacités catalytiques en quatre étapes :
- Étape 1 : Dépendance totale envers les métaux du milieu.
- Étape 2 : Les protocellules fabriquent les premières enzymes primaires pour seconder les métaux.
- Étape 3 : La diversité enzymatique s’accroît, réduisant progressivement la dépendance métallique.
- Étape 4 : Les cellules s’affranchissent totalement de l’environnement géochimique et deviennent des « cellules autonomes à vie libre ».
La découverte capitale se situe juste avant l’étape 4. La séparation entre bactéries et archées est intervenue avant que l’une ou l’autre lignée n’accède à l’autonomie complète. Autrement dit, ces deux branches ont franchi séparément la dernière étape menant de la protocellule dépendant du métal au vivant autonome. La preuve : les enzymes catalysant la même réaction dans les deux lignées présentent des structures 3D complètement différentes. L’équipe parle d’« invention parallèle » : deux usines sans plans communs ont fabriqué indépendamment des machines accomplissant exactement les mêmes fonctions.
Une expérience complémentaire a apporté la dernière pièce au puzzle. Aujourd’hui, tout le vivant utilise l’ATP comme vecteur d’énergie, mais la synthèse de l’ATP requiert elle-même des enzymes complexes qui n’existaient pas à l’origine. L’équipe a démontré que du phosphite naturel présent dans les évents hydrothermaux, associé à des traces de palladium, permet la phosphorylation dans l’eau du jour au lendemain sans ATP ni enzyme. Surmonter l’obstacle énergétique par ce raccourci environnemental a laissé le temps aux enzymes d’évoluer progressivement.
« Deux origines » ou une simple bifurcation précoce ?
Selon la formule du professeur William Martin : « Il n’y a qu’une seule origine du code génétique, mais deux origines de la vie. » L’assurance de ce propos s’appuie sur sa définition de ce qui est « vivant » : seules les cellules autonomes menant une vie libre méritent le qualificatif de vivantes, et bactéries et archées sont parvenues à cet état indépendamment l’une de l’autre.
Les objections se sont fait entendre avec force. La critique la plus vive souligne que, selon ce critère, des protocellules fixées sur des minéraux et dépendant de l’énergie géochimique seraient classées comme « inertes », alors même qu’elles se répliquaient et évoluaient. Un commentateur a proposé une analogie incisive : l’être humain est incapable de synthétiser la vitamine C et doit la puiser dans son environnement ; selon cette même logique, l’être humain n’est-il pas vivant ? D’autres rappellent que le partage de l’ADN, de l’ARN et du système de traduction pointe plutôt vers deux branches d’un même arbre qu’à deux origines distinctes.
Les partisans répliquent que ce nouveau cadre théorique résout une énigme tenace : pourquoi les membranes cellulaires des bactéries et des archées possèdent-elles des compositions chimiques si radicalement différentes ? Si elles découlaient d’un ancêtre commun déjà autonome, leurs membranes ne devraient pas présenter un tel fossé. Le débat réside en réalité dans la définition même du mot « vie ».
Si la vie est apparue deux fois ici, qu’en est-il dans l’univers ?
Le volet de l’étude qui passionne le plus le grand public concerne l’astrobiologie : si le passage de l’inerte au vivant s’est produit deux fois sur la même planète dans des conditions similaires, le seuil d’émergence de la vie pourrait être bien plus bas qu’on ne l’imaginait. Dans l’équation de Drake, le facteur représentant la proportion de planètes habitables où la vie apparaît réellement devrait être réévalué à la hausse. Les chances de découvrir la vie sur Mars, Europe ou Titan s’en trouvent renforcées.
Les prudents rappellent aussitôt le paradoxe de Fermi : si la vie émerge si facilement, pourquoi ne voit-on pas poindre une troisième ou quatrième forme de vie indépendante sur Terre aujourd’hui ? Les discussions avancent une explication très parlante : toute nouvelle protocellule en formation serait immédiatement dévorée par les micro-organismes existants. De plus, après la Grande Oxydation il y a 2,5 milliards d’années, l’atmosphère terrestre s’est enrichie en oxygène, balayant les milieux réducteurs d’antan. Le niveau d’exigence s’est élevé, mais la Terre actuelle n’est tout simplement plus le berceau primitif qu’elle a été.
Faut-il réécrire le premier chapitre des manuels de biologie ?
Avec un peu de recul, même si les conclusions de cette étude s’imposent définitivement, le socle de l’origine commune demeure solide : le code génétique a une source unique, le ribosome a une source unique, et des transferts génétiques horizontaux ont eu lieu par la suite. Plus tard, une archée ancestrale a englobé une bactérie qui est devenue la mitochondrie, donnant naissance aux eucaryotes et à l’humanité.
Ce qui doit évoluer, c’est le dessin de l’arbre du vivant : à sa base, il y aurait deux troncs distincts séparés alors qu’ils étaient encore très primitifs, grandissant chacun de leur côté pour donner les bactéries et archées actuelles avant de former l’ensemble de la forêt biologique.
Ce qui s’est réellement passé dans la soupe primordiale il y a quatre milliards d’années restera peut-être à jamais hors de portée de nos yeux. Mais cette étude offre un scénario plus précis — et plus stimulant — que la simple thèse de l’origine unique. Une chose est sûre : elle rehausse les enjeux autour de la grande question de la présence de la vie dans le cosmos. La prochaine fois que l’humanité découvrira ne serait-ce qu’une seule bactérie vivante sous le sol martien, cette querelle trouvera enfin son juge ultime.
Liens de référence :
- ScienceAlert: Radical Study Suggests Life on Earth Arose From Non-Living Matter Twice
- Publication originale : Intermediate Stages in the Origin of Metabolism at a Phosphorylating Hydrothermal Vent (Science Advances, 5 août 2026)
- Communiqué de presse de l’Université Heinrich Heine de Düsseldorf : Two Origins of Life
- Phys.org : Two origins of life: Free-living cells may have emerged twice
- Discussion Hacker News (item?id=49209572)
