Le carbone, base de la vie

2003/01/29 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia

• Biologia
• Kimika

La vie a besoin de molécules de différentes tailles et types. Quelques petits, d'une vingtaine d'atomes, d'autres plus grands et d'autres géants, avec des milliers d'atomes. Certains sont pour stocker l'énergie et d'autres à dépenser. Certains sont mélangés avec de l'eau et d'autres sont similaires à l'huile.

Chacun d'eux a une fonction concrète qui nécessite une structure concrète. L'ADN, les protéines, les vitamines, les sucres, les lipides… sont tous basés sur le carbone.

Mais la question que nous allons faire à l'envers, pourquoi n'ont-ils pas d'autres éléments chimiques comme base de valeur vivante?

Dans la nature il y a 92 éléments, l'hydrogène étant le plus léger et l'uranium le plus lourd. Tous, sauf un, ont plusieurs raisons de ne pas être la base de la vie. Examinons ces raisons:

Cinq des 92 éléments sont radioactifs, de sorte qu'avec le temps ils se désintègrent: astato, radon, france, actinio y prometio. Il est clair que les atomes qui se désintègrent ne peuvent pas participer à la vie.

Cinq autres gaz nobles sont l'hélium, le néon, l'argon, le crypton et le xénon. Ils ne constituent pas une relation chimique ni avec d'autres éléments, ni entre eux ni avec soi-même. Mais la vie a besoin de structures complexes et stables pour avancer, c'est-à-dire que les atomes qui se lient et ne se décomposent pas sont indispensables.

Les 64 métaux présents dans la nature ne sont pas non plus aptes à créer la vie, avec un nombre insuffisant d'électrons. Pour faire face à cette pénurie, ils ont besoin d'un lien chimique très spécial: de nombreux atomes sont réunis et des électrons sont distribués entre tous.

Mais pour que ce système soit efficace, il faut unir des milliers d'atomes. Autrement dit, il n'y a pas de structures formées par dix ou vingt atomes de fer, de cuivre ou d'argent. Dans la vie, cependant, ces petites structures sont indispensables.

Il ne reste que 18 éléments dans la liste des candidats à la vie. Ces éléments font les unions chimiques appropriées et ne se désintègrent pas. Mais sept d'entre eux ont tendance à se joindre par paires: hydrogène, fluor, chlore, brome, iode, oxygène et azote. Ils forment des structures de deux atomes.

Trois autres, soufre, sélénium et tellurium, se lient en formant des chaînes et quatre autres, bore, phosphore, arsenic et antimoine, se lient en structures plates.

Au contraire, la vie a besoin de structures tridimensionnelles qui ne nous restent que quatre éléments: carbone, silicium, germanium et étain.

Ils sont au moins quatre et non un. Alors pourquoi le carbone est-il le seul dans les êtres vivants ?

Le germanium et l'étain forment des liens très faibles. Ce ne sont pas des structures de grande stabilité. Le silicium, quant à lui, forme des relations beaucoup plus fortes avec d'autres éléments qu'avec lui-même. La plupart du silicium dans le sol est lié à l'oxygène, qui forme des pierres appelées silicates.

C'est pourquoi une vie basée sur le silicium n'est pas possible, car les molécules de la vie s'oxyderaient rapidement.

La seule option est donc le carbone.

De 92 éléments, un seul.

Nous devrions peut-être remercier la nature que nous avons au moins du carbone.

Texte préparé pour l'émission de radio Norko Ferrokarrilla.