Archives mensuelles : mai 2015

Penser le vivant (II) : le club des 5

CHON(P), vous connaissez ?

Oui en partie si vous avez lu l’article Penser le vivant (I) : les briques du vivant

CHON sont Carbone, Hydrogène, Oxygène, Azote qu’on trouve à l’état natif et naturel sous la forme de

  • C :carbone (diamant, graphite, charbon),
  • H2 : dihydrogène (de passage, car trop léger),
  • O2 : dioxygène (1/5 de l’air que nous inspirons env.),
  • N2 : diazote (4/5 de l’air que nous inspirons env.).

Et P, le phosphore. Il n’existe pas à l’état natif hors laboratoire vue sa réactivité, et par exemple sa trop grande appétence pour l’oxygène (auto-inflammation à l’air) qui empêcherait tout atome de subsister tel quel. Voici le club des 5 au sein des 36 plus légers atomes sur tous ceux qu’on connait (existants ou artificiels).

Le haut du tableau périodique des éléments et les emplacement des membres du club des 5 (en vert, les non-métaux)

Le haut du tableau périodique des éléments et les emplacement des membres du club des 5 (en vert, les non-métaux)

Arrêtons-nous en premier sur le phosphore in vivo dans sa forme ATP ou adénosine triphosphate.

adénosine triphosphate (ATP) [chaque  »angle » où il n’y a rien d’écrit est tenu par un atome de carbone]

On voit immédiatement la complexité environnementale pour que ce roi de l’instabilité chimique soit cadré, porté. Pas moins de 4 atomes d’oxygène le limitent énormément, le contiennent (sous réserve évidente que ce  »dessin » soit une reflet de la réalité) ;  au labo, du phosphore blanc s’enflamme tout seul et sans peine à partir du moment où il atteint 30°C. Du O mais aussi les 3 autres !

[En tant que phosphate, le phosphore est calmé mais il garde son tempérament. On le trouve dans le phosphate d’ammonium par exemple qui est souvent incorporé au engrais minéraux NPK où il représente la lettre P. Le phosphate d’ammonium (NH4)3POse montre en solution aqueuse sous la forme (NH4+)3 = ammonium et PO43 – = phosphate. Les « NPK » sont des engrais minéraux utilisés pour ce qu’ils peuvent apporter en quantité supplémentaire au sol :

  • N : azote     L’action essentielle de l’azote concerne la partie aérienne des végétaux : tiges, branches et feuillage.
  • P : phosphore     Le phosphore assure le bon développement des racines et favorise également la résistance aux maladies.
  • K : potassium     Le potassium favorise le développement des fleurs et des fruits.

source ]

Dans la plante où il est essentiel, le phosphore se trouve sous les formes di- et triphosphate de l’adénosine. Il permet à celle-ci de fournir l’énergie nécessaire à certaines réactions chimiques. Vite dit, l’adénosine passe de tri- à di- en libérant un phosphore libre et inorganique Pi (c’est comme ça qu’on l’appelle) cela permet de soutenir la réaction avant que le  Pi soit récupéré ensuite au calme par une forme quelconque di- qui de cette façon reviendra tri-. Le phosphore est ainsi un spectateur dynamique du métabolisme végétal, mais il assure aussi ce rôle chez nous comme chez les animaux. On pourrait peut-être dire qu’il éclaire la réaction de l’intérieur…

Regardons maintenant rapidement les 4 as de notre club des 5 loin des critères habituels :

Carbone
C
Hydrogène
H
Oxygène
O
Azote
N
état
(25°C, 1 atm)
 solide  gaz  gaz  gaz
valence
(liaison)
 4  1  2  3
tempérament  Terre
(charbon, diamant)
 Feu
(acides)
 Eau
(oxydes/bases)
 Air
forme des sels minéraux instables;
(explosifs…)
comportement attend d’être sollicité saute d’un élément à l’autre gros appétit indifférent
particularités  chantre de la forme chez le végétal, il en prend naturellement 3 dans le monde minéral : en feuille dans le graphite, en volume dans le diamant et en  »point » libre sous sa forme monoatomique (ou petits agglomérats) élément matériel le plus léger volontiers réductible à son seul noyau atomique (un proton) ignore seulement le tungstène, le platine, l’or et les gaz nobles
forme volontiers des oxydes multiples comme par exemple avec l’azote ou le manganèse
employé comme gaz inerte (peu réactif,
mais réaction directe avec lithium et magnésium)
 forme des particules fines qui flottent sans peine dans l’air  plutôt adapté au vivant qu’au minéral
 sublimation (passage solide gaz, hors oxygène) à 3825°C flamme la plus chaude gaz de la vie (même chez les végétaux !) modérateur des effets de l’oxygène dans l’air

On pourrait aussi les regarder 2 par 2 : H2O (eau), CO2 (gaz carbonique) et CO (monoxyde de carbone), NOx (gaz nitrés de nos pollutions automobiles et de chauffage), CnHm (hydrocarbures), CN (cyanure évoqué dans l’article précédent) ; H3N (nitrure d’hydrogène = ammoniac, gaz) ou par 3 ( »CHO » comme les oses, HCN (cyanure d’hydrogène), HNO (acide nitrique p.e.), OCN (cyanates)).

Ce faisant il faut regarder les nouvelles dynamiques installées, par exemple que l’O calme le feu de l’H en l’alourdissant, alors que le même O allège le carbone [notons que C et H sont tous les deux moins massif que O].


Ces quelques réflexions rapides amorcées par un article à propos d’astrophysique voudraient juste motiver un début de chimie du vivant, c’est-à-dire dans l’optique du vivant et non plus sous un aspect purement et de plus en plus physique uniquement. Observer sous un angle nouveau les tempéraments et autres particularités de composés formés sur ces 4 as construira à terme une riche chimie du vivant et à une lecture constructive de ce qui est à notre portée directe.

Le chemin des pensées pour envisager le vivant ne saurait être linéaire… Il faut penser de façon globale au moins tous les critères liés à ce que l’on considère quand on observe des parties du vivant, sinon l’élément global suffit.

La cellule par exemple possède une fonction, c’est celle-ci au sein de l’organisme qui la porte qu’il faut considérer ; le CHON(P) & + … qu’on y trouve est à prendre comme simple indicateur d’une dynamique particulière qui est reflétée dans la fonction de la cellule (par exemple c’est l’atome de magnésium dans la chlorophylle qui fait sa dynamique photosynthétique, le reste est là pour porter cet atome unique au milieu des 137 qui la composent [C55H72O5N4Mg, chlorophylle a].

 

Penser le vivant (I) : les « briques du vivant »

NB : Tous les liens s'ouvrent en nouvel onglet.

Un article du vulgarisateur mais sérieux site notre-planète.Info m’interpelle et m’invite à partager un point de vue sur les fameuses briques du vivant. Son titre, Découverte des briques élémentaires de la vie dans un jeune système stellaire suggère volontiers et en quelque sorte une origine extraterrestre de la vie sur Terre, son texte confirme hypothétiquement  cette … hypothèse.

À défaut de comprendre la vie directement in situ, cela nous arrangerait bien qu’elle vienne d’un ailleurs pour lequel on peut l’habiller d’un mystère de causalité.

L’article mentionné s’appuie sur les analyses de l’observatoire ALMA d’Atacama. Il y est précisé que :

Pour la première fois des astronomes ont détecté la présence de molécules organiques complexes, les briques élémentaires de la vie, dans le disque protoplanétaire entourant une jeune étoile. Cette découverte, réalisée avec le grand réseau (sub)-millimétrique de l’Atacama (ALMA), confirme que les conditions qui ont donné naissance à la Terre et au Soleil ne sont pas uniques dans l’Univers.

De nouvelles observations réalisées avec ALMA révèlent que le disque protoplanétaire entourant la jeune étoile MWC 480[1] contient une grande quantité d’acétonitrile (cyanure de méthyle (CH3CN)), une molécule complexe à base de carbone.

Cette molécule et sa plus simple cousine, le cyanure d’hydrogène (HCN) ont été toutes les deux découvertes dans les confins froids du tout récent disque entourant l’étoile, dans une région que les astronomes pensent être analogue à la ceinture de Kuiper – le royaume des planétésimaux glacés et des comètes dans notre propre Système Solaire, au-delà de Neptune.

Fin de citation

Ce genre de nouvelle de l’astrophysique revient de temps à autre depuis en gros 2005 pour ce qui est hors système solaire. Heureusement il n’est pas nécessaire d’aller si loin que ça pour trouver des molécules carbonées ; on voit aussi du méthane (CH4), de l’éthane (C2H6), de l’ammoniac (NH3)  et même de l’éthylène (C2H4, une phytohormone naturelle ici sur Terre) dans le système solaire au niveau des atmosphères des planètes géantes qui contiennent aussi de la vapeur d’eau [voir cet article CNRS datant de 1999].

Mais restons si vous le voulez bien sur notre article de départ. C’est très intéressant pour s’interroger sur ces fameuses briques du vivant (molécules qui participent à la chimie des acides aminés qui eux-mêmes composent nos protéines…

L’acétronitrile est, sur terre, un solvant synthétique, c’est-à-dire un produit fabriqué (lien et références). C’est donc intéressant de voir qu’un produit ici artificiel existe là-bas à l’état … naturel (?!). On dit de lui que c’est un cyanure organique puisqu’il est articulé sur deux atomes de carbone, mais ici s’arrête l’aspect organique, terme légèrement galvaudé à l’heure actuelle me semble-t-il.

Mais plus intéressant est le cyanure d ‘hydrogène (HCN) qui existe à l’état naturel (lien wiki). Les cyanures, sels issus de l’acide cyanhydrique, sont des composés CN , un anion où coopèrent chimiquement l’azote et le carbone ; cet anion est évidemment lié à un cation qui lui est positif électriquement parlant

  • potassium : cyanure de potassium (toxique)
  • potassium, calcium, sodium :  qui composés avec un ferrocyanure [(Fe(CN)6)4– ] sont employés comme additifs alimentaires, eh oui…

Dans les faits les cyanures sont issus des réactions chimique entre l’acide et desPar ailleurs, le même carbone est oxydé par l’oxygène lors de la combustion complète en gaz carbonique (CO2) ou lors d’une combustion incomplète en monoxyde de carbone (CO). Le carbone s’octroie aussi volontiers des liens avec des métaux pour former les carbures (calcium, tungstène, etc.) ou l’hydrogène pour former les hydrocarbures dont il existe une pléthore et qui sont assez connus :

  • le méthane CH4 (hydrocarbure naturel le plus simple),
  • l’éthylène C2H4 (hydrocarbure naturel vu comme hormone d’alerte et de maturation)
  • butane (C4H10), propane (C3H8),
  • essence pour nos moteurs (dont le fameux octane C8H18)
  • les terpènes (C5H8)n qui existent pour certains à l’état naturel : carotène (n = 8), caoutchouc (n = n), …

L’élément central de tous  les composés carbonés aussi appelés composés du carbone ou composés … organiques est le carbone. On le trouve en association principalement avec 3 autres éléments fondamentaux l’oxygène (O), l’azote (N) et l’hydrogène (H).

À eux quatre, C, H, O et N fondent la plupart des molécules du vivant en association avec  quelques rares autres éléments (une bonne quinzaine sur les quatre-vingt dix approximativement qui existent). Parmi ceux-ci il faut mentionner aussi le phosphore (P) qui œuvre dans les transferts d’énergie. [Nous reviendrons sur ces 5 as dans un prochain article.]

Ce que l’analyse chimique nous révèle par rapport au vivant, c’est soit les molécules en jeu au sein d’une cellule (oses, acides aminés, acides gras, etc.) soit la globalité constitutive grossière comme par exemple pour la chlorophylle :

  • la formule brute donnant uniquement les proportions des éléments constituants (dépouillée de toute idée de forme) :
Chlorophylle a Chlorophylle b Chlorophylle d
C55H72O5N4Mg C55H70O6N4Mg C54H70O6N4Mg
  • ou la structure de la molécule :

Chlorophylle a, b et d (source Wikipédia) [chaque « angle » laissé sans indication est tenus par un atome de carbone]

Les acides aminés susceptibles de naître de réactions chimiques sont usuellement appelés les briques du vivant mais on voit en poussant juste une peu que  C, H, O et N sont les briques de base du vivant c’est-à-dire les éléments indispensables en ce qui concerne la vie dans le monde de la matière.

Mais vous aurez beau faire toute ce que vous voulez et bricoler avec  C, H, O et N dans tous les sens vous n’obtiendrez jamais une protéine et encore moins un organite (comme noyau ou mitochondrie) ; quant à penser à un organisme même unicellulaire, c’est une paire de manche que nous ne possédons pas encore qu’il nous faudrait, puisque pour cela il faudrait comprendre la vie, ce qu’elle est, ce qu’elle représente par rapport au physique.

La question quand on découvre des molécules carbonées dans l’environnement d’une étoile (où personne n’est allé) est la suivante : est-il possible que la chimie interne d’un corps inerte soit capable de former ces molécules ? (Acétonitrile et cyanure d’hydrogène dans le cas qui nous occupe.)

Une question subsidiaire pourrait exister dans le cas où l’on saurait de quoi retourne exactement la vie : Ou bien faut-il indubitablement que des forces du vivant soit à l’œuvre ?

Les molécules centrées sur le carbone ne sont pas forcément organique. Prenons juste un exemple d’époque : pluie acide sur sol calcaire = gaz carbonique, ce gaz carbonique se recombine avec l’eau et forme un acide carbonique qui attaque le calcaire qui dégage du gaz carbonique qui en se combinant à l’eau donne un acide carbonique qui etc… Il n’y a point-là de question de vivant sauf si on voit et comprend que le calcaire lui-même, qu’on lit comme carbonate de calcium, est issu du vivant, un vivant disloqué qui a donné un résidu inerte, un vivant d’origine dont la vie n’est plus là pour entretenir une dynamique…

Si on admet qu’au sein de la dynamique chimique stellaire (nucléosynthèse stellaire) qui génère des éléments simples comme He, Be, C, O, Mg, Si, P, S, N, Fe, … à partir du seul hydrogène (d’où vient-il celui-là ?! du Big Bang…) il ne faut pas s’étonner qu’avec l’environnement calorique décrit là où on s’éloigne du centre, et de plus avec la tendance à l’accrétion, des composés carbonés se forment et donc existent, comme des composés azotés.

Tous les composés carbonés ne sont pas forcément organiques.

Ce qu’on voit ainsi dans le manteau d’une étoile n’est pas forcément originaire du vivant. Bien sûr je dis ceci en restant dans le cadre de la théorie qui pense actuellement comprendre l’origine des éléments. Mais il se peut aussi qu’une autre théorie viennent confirmer que ces corps composés sont bien issus du vivant … c’est là une autre histoire puisqu’à l’heure actuelle ce n’est pas le cas.

Citons un dernier paragraphe tiré de l’article cité en introduction:

« Grâce à l’étude des exoplanètes, nous savons que le Système Solaire n’est pas unique en son genre, que ce soit par son nombre de planètes ou par l’abondance d’eau » conclut Karin Öberg. « Nous savons maintenant que nous ne sommes pas unique en ce qui concerne la chimie organique. Une fois de plus nous avons appris que nous ne sommes pas spéciaux. Du point de vue de la vie dans l’Univers, c’est une grande nouvelle. »

Ceci est affligeant (à mon sens). Je trouve déplorable cette insistance à vouloir dire sur de telles preuves ( »simples » observations d’astrophysique décrypté sur une base bien plus théorique plus qu’expérimentale) que la vie est aussi ailleurs alors qu’on ne sait rien (et même de moins en moins pour paraphraser un certain Michel Henri, in La Barbarie, philosophe fortement décrié par la communauté scientifique orthodoxe).

ATTENTION : je ne dis que Karin Öberg se trompe, je dis simplement qu’il faut faire attention aux amalgames. « Nous ne sommes pas spéciaux » est une conclusion hâtive, un argument comme ceux qu’on reproche aux pseudoscientifiques qui de bonne foi assurent des causes malgré tout incontrôlables.

Nous avons TOUT ce qu’il faut sur Terre pour comprendre à partir de l’expérience, il est vain de vouloir aller chercher ailleurs tant que nous n’avons pas fait le tour ce qui est à notre disposition.

La suite dans la seconde partie… Penser le vivant (II) : le club des 5

A+

L’art sera ce qui sauvera le monde

Imaginez :
Vous vous liez à ce que vous voyez, ce que vous approchez, et vous le transformez, un peu beaucoup, pas du tout (mais vous le reproduisez tout de même), et petit à petit, vous voyez autrement le monde.

Et les choses et les êtres deviennent plus beaux, plus grands pour vous parce que vous avez été touché(e), ému(e), mobilisé(e) dans votre âme. C’est bien.

Mais surtout les choses et les êtres deviennent plus beaux, plus grands PAR vous. Et l’autre commence alors à regarder le monde à sa manière grâce à votre manière de le voir parce que ce que vous avez fait d’un morceau de monde l’a touché.
C’est de l’art. Lire la suite

Lettre à Albert E.

Cher Albert,

(Ceux qui me connaissent savent que c’est déjà beaucoup d’ouvrir ma lettre avec le mot « Cher Albert » et je suis désolé de peiner de ceux qui écrivent ou écriraient « Maître » ou plus intimement « Cher maître ».)

Les lettres à ta fille dans ce qu’on peut en lire ici contiennent des termes touchants mais tu es un incorrigible mécaniste, un insoumis du réductionnisme. Là tous les deux nous nous retrouvons dans la polarité, je suis un incorrigible de l’élargissement, j’essaie d’ôter toutes les barrières qui veulent contenir un phénomène. Il est regrettable que dans ton œuvre tu n’aies pas sans cesse chercher à relier ce que tu pensais au monde vivant car à n’en pas douter, tu aurais élargi la science. C’est ce que je perçois dans les extraits offerts dans cette traduction. Lire la suite

Le cosmos ou la Terre : rêver ou nourrir ?

ou que chercher d’autre que l’utopie au bout de la science ?…


{Désolé, c'est encore long !!!} 
Les images ont été mises au hasard pour soulager le texte,
et c'est incroyable comme elles lui correspondent.
Un effet du Vivant ?...
  • Pourquoi malgré nos progrès techniques, hygiéniques, artistiques, agricoles le social boite-t-il au point où il boite ?
  • Pourquoi l’évolution de la société au XXe siècle reste-t-elle prise encore dans des luttes fratricides ?
  • Pourquoi un pseudo-religieux s’installe-t-il en force alors qu’on pourrait espérer que les guerres sont derrière nous ?
  • Pourquoi le dialogue ne s’installe-t-il pas ?
  • Pourquoi les peuples n’arrivent-ils pas à se faire entendre de la part de leurs dirigeants ?
  • Pourquoi la pression industrielle fait-elle acte d’autorité sur les marchés et non pas la loi de la demande ? Pourquoi l’industrie crée-t-elle nos besoins ?
  • Etc.

Ces questions convergent toutes vers une ultime interrogation : Où est la vie qui est seule apte à tisser des liens, soit avec la nature, soit entre les êtres ? C’est tout…

Si l’on en savait un peu plus sur la vie, ses forces et ses propriétés nous aurions sans doute à faire face à d’autres problèmes mais nombre de ceux d’aujourd’hui seraient éclairées sous une angle plus efficace.

Populage des marais

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