VIE × ÉVOLUTION
La fixation de l’azote
il y a au moins 3,2 milliards d’années
Une enzyme appelée nitrogénase rompait déjà, il y a au moins 3,2 milliards d’années, la triple liaison qui unit les deux atomes de l’azote atmosphérique, ce qui rend cet élément utilisable par le vivant.
La fixation de l’azote est le processus qui convertit l’azote atmosphérique en une forme assimilable par les organismes. L’azote constitue les quatre cinquièmes de l’atmosphère, mais chacune de ses molécules est faite de deux atomes unis par une triple liaison, l’une des liaisons les plus stables de la chimie. Presque aucun organisme ne peut rompre cette liaison. La nitrogénase la rompt : c’est une enzyme, une protéine qui accélère une réaction chimique. L’atmosphère devient ainsi une réserve d’engrais. Des roches de plus de trois milliards d’années ont la signature isotopique de la nitrogénase : les variantes plus ou moins lourdes de l’azote y sont dans les proportions que cette enzyme produit. Des chercheurs ont reconstitué des formes ancestrales de l’enzyme à partir des gènes d’organismes actuels, puis les ont exprimées, c’est-à-dire fait fabriquer, au laboratoire. Ces formes produisent la même signature. Une difficulté subsiste. La version de l’enzyme dont les roches gardent la signature dépend du molybdène, un métal. Le molybdène devait être rare avant l’existence d’un oxygène capable de le libérer des roches, et l’enzyme fonctionnait néanmoins déjà.
Pourquoi c’est important
Toute protéine et tout brin d’ADN requièrent de l’azote. La nitrogénase a relevé la limite de la biomasse, c’est-à-dire de la masse totale de matière vivante, qui pouvait exister sur la planète.
Datation et incertitude
Les chercheurs ont mesuré les rapports isotopiques de l’azote dans des roches de 3,2 à 2,75 milliards d’années. Ces rapports correspondent à ceux que produit la nitrogénase, ce qui lui donne un âge minimal et non une date d’origine. Les enzymes ancestrales reconstituées produisent les mêmes rapports, ce qui appuie l’attribution de ceux des roches à la nitrogénase.
L’histoire de la Terre en une journée
07:05:0116 h 55 min avant minuit
si les 4,54 milliards d’années de la Terre étaient ramenées à un seul jour