Science et technologie s1393

Les conditions favorables au développement de la vie

Les conditions favorables au développement de la vie sont les conditions qui ont permis la synthèse des premières molécules du vivant ainsi que leur agencement en cellules vivantes.

La vie, telle qu'on la connait, n'est présente que sur la Terre. Aucune trace de vie n'a été retrouvée sur quelque autre planète que ce soit. Les scientifiques ont étudié les causes de la présence de la vie sur Terre et de l'impossibilité qu'elle soit présente sur les autres astres. Ils ont élaboré une liste de conditions qu'une planète doit remplir pour permettre le développement d'une forme de vie, même primitive.

Une distance idéale par rapport à l'étoile (la zone habitable)

Une planète doit se situer à une distance optimale par rapport à l'étoile autour de laquelle elle gravite. Étant donné l'énergie dégagée par l'étoile, la planète ne doit pas être trop près puisqu'elle recevrait beaucoup trop d'énergie, ce qui rendrait sa température de surface inhabitable. À l'inverse, elle ne doit pas non plus être située trop loin puisqu'elle ne recevrait pas assez d'énergie et sa température serait ainsi trop froide. On appelle zone habitable la région autour d'une étoile où les conditions de température sont idéales pour permettre à une planète de disposer d'eau liquide en surface. La taille et la distance de la zone habitable varient en fonction du diamètre et de la puissance de l'étoile concernée.


Représentation artistique de la zone habitable (en vert) autour du Soleil
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Une orbite de forme plutôt circulaire

La forme de l'orbite d'une planète influence les écarts de température que l'on peut y retrouver. Par exemple, lorsque l'orbite de la Terre est plus près du Soleil, la planète reçoit alors davantage d'énergie. À l'inverse, elle en reçoit moins lorsqu'elle s'éloigne. Ainsi, la forme de l'orbite détermine la quantité d'énergie qui arrive à la surface planétaire. Si l'orbite de la Terre était plus allongée, la distance au Soleil serait parfois trop grande ce qui provoquerait un froid glacial à la surface terrestre. De grands écarts de température entre les périodes chaudes et froides marqueraient alors le climat terrestre. De tels écarts ne sont pas favorables au développement de la vie.


Orbite de forme allongée (en noir) en comparaison avec des orbites circulaires (en bleu)
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La présence d'une atmosphère

La vie ne peut pas se développer sans la présence d'une atmosphère. En effet, l'atmosphère filtre les rayons nocifs du Soleil, tels les rayons ultraviolets et les rayons X. Il agit donc comme un bouclier de protection pour les formes de vie. Aussi, l'atmosphère permet l'apparition du cycle de l'eau puisque l'eau sous forme gazeuse s'y condense en nuage. Finalement, on retrouve des molécules essentielles à la vie, par exemple le dioxygène.


L'atmosphère terrestre
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Une masse idéale pour la planète

La masse des astres est un facteur qui influence la force gravitationnelle exercée par une planète (le deuxième facteur étant la distance séparant deux astres). Ainsi, plus la masse d'une planète est grande, plus la force gravitationnelle exercée est importante. C'est la force gravitationnelle d'une planète qui permet de retenir les particules formant l'atmosphère. Toutefois, si la force de gravité est trop importante, des particules de gaz très légères, comme l'hélium, seront aussi fortement retenues. Les gaz très légers sont impropres à la vie. La masse doit donc être idéale pour ne retenir que les gaz permettant le développement de la vie comme le dioxygène.

La présence d'eau liquide

L'eau est un élément essentiel aux réactions menant à l'apparition des premières formes de vie. De plus, il s'agit du principal constituant des êtres vivants. Pour permettre le développement de la vie, la présence d'eau est une condition essentielle à remplir. L'eau semble favoriser l'apparition de la vie de trois façons:

  • Puisque la molécule d'eau contient de l'hydrogène et de l'oxygène, elle fournit deux constituants essentiels à la formation des molécules complexes du vivant.
  • La vie est apparue au départ dans l'eau liquide. Celle-ci formait un «bouillon primitif» dans lequel les molécules complexes ont pu s'agencer jusqu'à former des cellules vivantes.
  • L'eau offre une protection pour les premiers êtres vivants face aux rigueurs du climat qui sévissent sur la terre ferme. 


La présence d'eau liquide est essentielle au développement de la vie.
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La présence d'une lithosphère

Pour que le développement de la vie soit possible, une planète doit y offrir un support solide. Elle doit donc présenter, à sa surface, une lithosphère afin que les premières molécules puissent s'installer et se développer. Les planètes dites telluriques (Mercure, Vénus, la Terre et Mars) possèdent une lithosphère.


La croûte terrestre de la Terre offre un support au développement de la vie
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La Terre regroupe les six conditions favorables au développement de la vie. De plus, il y a environ 3,5 milliards d'années, d'autres conditions étaient présentes et elles ont rendu possible l'apparition des premières cellules vivantes.

• Les éléments chimiques essentiels aux molécules complexes du vivant étaient présents sur Terre. Il s'agit principalement du carbone (C), de l'oxygène (O), de l'hydrogène (H) et de l'azote (N), les quatre éléments qui sont à la base de toutes molécules dites organiques. Ces éléments se sont agencés pour former diverses molécules telles que l'eau |(H_2O)|, le dioxyde de carbone |(CO_2)| et le diazote |(N_2)|.

• La présence de sources d'énergie a permis l'agencement des éléments chimiques en molécules complexes. On suppose que les sources d'énergie primaire furent les rayons ultraviolets émis par le Soleil, les décharges électriques provoquées par la foudre, et la chaleur dégagée lors d'éruptions volcaniques ou par géothermie via les sources hydrothermales.

• Une très longue période de temps, car l'agencement moléculaire ne se déroule pas du jour au lendemain. Ainsi, plus le temps disponible pour les réactions chimiques est long et plus grande est la possibilité que les agencements donnent naissance à des molécules organiques. Les conditions favorables au développement de la vie ont donc dû être réunies pendant une très longue période de temps pour que le processus puisse se dérouler.

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