Quasi-certitude de vie sur Mars

La découverte de l’existence d’une vie extra-terrestre, même sous une forme primaire ou bactérienne, est le graal de décennies d’exploration vers les planètes voisines de la Terre et, en particulier, Mars. Le premier survol de la planète rouge fut accompli par la sonde US Mariner 4 en 1964, le premier « amarsissage » réussi, pour 14 secondes et le temps d’envoyer une photo, par la sonde soviétique Mars 3 en 1971. Si on compte les réussites comme les ratés, une cinquantaine de sondes et de rovers ont été envoyés vers Mars depuis 1960, le tout dernier étant le rover chinois Tianwen-1 qui a « amarsi » ce samedi 15 mai 2021. Une grande première pour la Chine.

Les équipements montés sur ces sondes et robots sont de plus en plus performants : caméras multi-fréquences, analyseurs de spectre, foreuses, petits labos de chimie composent une panoplie capable de fonctionner dans des conditions assez extrêmes, et de renvoyer les informations vers la Terre par ondes radio. Le dernier rover US Perseverance (1) embarque même un mini-hélicoptère qui joue le rôle de scout, permettant de déterminer les endroits les plus intéressants à visiter pour le robot.

Champignons martiens.

Une ingénierie embarquée hautement sophistiquée dont le but premier reste, encore et toujours, la détection d’éventuelles traces de vie martienne, mais peut-être que tout cela n’était pas nécessaire.

Une étude est apparue ce mois-ci en prépublication sur le site Researchgate, intitulée « Champignons sur Mars ? Preuves de croissance et de comportement à partir d’images séquentielles ». Les spécialistes en microbiologie à l’origine de l’étude ont remarqué que les images prises au fil du temps, sur les robots à la surface de Mars, montrent des éléments caractéristiques de moisissures, de champignons qui apparaissent, évoluent et parfois disparaissent de certaines surfaces. Soit à la surface de Mars sur des distances allant jusque 300m, soit sur les traces laissées par les roues des rovers, soit sur les rovers eux-mêmes.

Traduction de l’abstract de l’étude :

Les champignons prospèrent dans les environnements à forte intensité de rayonnement. Des photos séquentielles montrent que des spécimens martiens ressemblant à des champignons émergent du sol et augmentent en taille, y compris ceux qui ressemblent à des boules de feu (Basidiomycota).

Après l’oblitération des spécimens sphériques par les roues du rover, de nouveaux spécimens sphériques – certains avec des tiges – sont apparus au sommet des crêtes des anciennes traces. Les séquences montrent que des milliers d' »aranéiformes » arctiques noirs poussent jusqu’à 300 mètres au printemps et disparaissent en hiver ; un schéma qui se répète chaque printemps et qui peut représenter des colonies massives de champignons noirs, de moisissures, de lichens, d’algues, de méthanogènes et d’espèces réductrices de soufre.

Des spécimens noirs ressemblant à des champignons et des bactéries sont également apparus au sommet des rovers. Dans une série de photographies prises sur trois jours (Sols), des spécimens blancs amorphes dans une crevasse ont changé de forme et d’emplacement puis ont disparu. Des vrilles blanches ressemblant à du mycélium protoplasmique avec des appendices ressemblant à des corps fructifères forment des réseaux sur et au-dessus de la surface, ou augmentent en masse comme le montrent des photographies successives.

Des centaines de formations de type « champignon » en forme de beignets d’environ 1 mm sont adjacentes ou attachées à ces complexes de type mycélium. D’autres séquences documentent que des masses amorphes blanches sous des abris sous roche augmentent en masse, en nombre ou disparaissent, et que des spécimens semblables à des champignons blancs sont apparus dans un compartiment ouvert du rover. L’analyse statistique comparative d’un échantillon de 9 spécimens sphériques supposés être des « boules » fongiques photographiées au Sol 1145 et de 12 spécimens qui ont émergé de sous le sol au Sol 1148 a confirmé que les neuf spécimens se sont rapprochés de manière significative, que leur diamètre a augmenté et que certains ont montré des signes de mouvement.

L’analyse des groupes et le test t de l’échantillon apparié indiquent une augmentation statistiquement significative du rapport de taille moyen pour toutes les comparaisons entre et dans les groupes (P = 0,011). Les comparaisons statistiques indiquent que les « aranéiformes » arctiques ont augmenté significativement leur longueur en parallèle après une poussée de croissance initiale.

Bien que les similitudes morphologiques ne soient pas une preuve de vie, la croissance, le mouvement et les changements de forme et d’emplacement constituent un comportement et soutiennent l’hypothèse de la présence de vie sur Mars.

https://www.researchgate.net/publication/351252619_Fungi_on_Mars_Evidence_of_Growth_and_Behavior_From_Sequential_Images

Un phénomène statistiquement significatif.

Les images présentées sont en effet surprenantes. On y trouve des traces d’aspect typiquement organique, avec des changements de position et de forme parfois très rapides (quelques jours). Cette étude n’est pas la première à émettre une hypothèse organique pour ces phénomènes : la question se pose depuis 2009 au moins, mais ici l’étude va plus loin car elle met en évidence leur aspect dynamique :

L’analyse statistique a porté sur 9 spécimens en forme de boules de feu qui ont été photographiés au sol 1145. Trois jours plus tard, douze autres spécimens en forme de boules ont émergé du sol, alors que les 9 spécimens initiaux semblent avoir augmenté de taille (Figures 8, 38-40). Comme documenté dans ce rapport, une analyse statistique comparative indique que les 11 spécimens d’origine ont augmenté de manière significative en diamètre, de sorte que la distance entre eux a diminué parallèlement à leur expansion mutuelle. Joseph et collègues (2020a,b) ont exclu la possibilité que le vent ait pu mettre ces spécimens à l’air libre.

https://www.researchgate.net/publication/351252619_Fungi_on_Mars_Evidence_of_Growth_and_Behavior_From_Sequential_Images/download

La question des dunes arctiques.

Cela fait des années que les survols de Mars montrent un phénomène particulier au niveau des dunes de glace près des pôles : ces dunes se couvrent de traces noires « aranéiformes » au printemps (martien) pour disparaître fin d’été et tout l’hiver.

L’explication conventionnelle est qu’il s’agit là d’un phénomène lié à la fonte saisonnière de glace de CO2, mais cette hypothèse résiste mal à l’observation de motifs complexes et répétitifs, une caractéristique des phénomènes biologiques. Certains indices permettent même d’envisager une forme de photosynthèse :

Selon ce scénario, ces organismes photosynthétiques pourraient développer une pigmentation noire en réponse aux radiations et à la lumière du soleil, absorbant ainsi l’énergie et augmentant la chaleur localisée, et ce faisant, formant des motifs répétitifs en expansion et des canaux radiaux qui deviennent plus grands et plus noirs (Joseph et al. 2020c).

https://www.researchgate.net/figure/HiRISE-Arctic-Dunes-Mars-covered-with-black-formations-Note-patterns-repeat_fig44_351252619

Des volcans nourriciers ?

Sur Terre, plusieurs espèces de bactéries et de champignons, comme la « levure noire », ont une pigmentation sombre lorsqu’ils se réveillent, ou habitent des environnements frigides. Sur Mars, tout un écosystème pourrait être nourri par les éruptions des « volcans » qui émettent non pas de la lave, mais un mélange d’eau et de boues riches en nutriments, tirés de réservoirs sous la surface.

Comme les volcans de boue de la Terre, il est peu probable que les volcans martiens éructent de la lave chaude, mais de la boue aqueuse, du méthane, du CO2, de l’azote, du soufre et d’autres gaz et débris ; un mélange qui pourrait nourrir d’innombrables organismes (revue par Joseph et al. 2020c).

En outre, Parnell et ses collègues (2018) ont suggéré que les sédiments humides pourraient constituer des habitats potentiels pour les organismes souterrains réducteurs de sulfatés, tandis que la détection de la jarosite soutient la possibilité d’interactions eau-atmosphère-biologie, c’est-à-dire l’oxydation microbienne des sulfures (Norlund et al. 2010).

https://www.researchgate.net/publication/351252619_Fungi_on_Mars_Evidence_of_Growth_and_Behavior_From_Sequential_Images/download

L’absence de vie moins probable que la vie.

Il est bien établi qu’une variété d’organismes terrestres survivent à des conditions semblables à celles de Mars. Etant donné la probabilité que la Terre ait ensemencé Mars avec de la vie et que la vie ait été transférée à plusieurs reprises entre des mondes (Beech et al. 2018 ; Joseph et al. 2019 ; 2020c ; Schulze-Makuch et al. 2005), il serait surprenant qu’il n’y ait pas de vie sur Mars.

Cependant, contrairement aux organismes terrestres, les champignons, les lichens, les moisissures, les algues et autres formes de vie putatives de Mars auraient évolué sur Mars et seraient déjà adaptés aux basses températures,
la disponibilité intermittente de l’eau, les faibles quantités d’oxygène libre et les niveaux élevés de rayonnement qui caractérisent le dur environnement martien.

Presque tous les scientifiques qui ont cherché une vie actuelle ou passée sur Mars, ont rapporté des résultats positifs. Ce qui serait surprenant, c’est qu’il n’y ait pas de vie sur Mars.

https://www.researchgate.net/publication/351252619_Fungi_on_Mars_Evidence_of_Growth_and_Behavior_From_Sequential_Images

Admettant l’existence actuelle de vie sur Mars, se posent alors (au moins) deux questions : d’une part son origine (endogène, ou importée de la Terre ou d’ailleurs), et ses possibles effets sur les conditions de vie des premiers exploiteurs humains qui, selon Elon Musk et SpaceX en tout cas, devraient y débarquer d’ici quelques années.

La question de l’origine.

Pour la première question, il est évident que de nombreux organismes terrestres seraient tout à fait à l’aise sur Mars, voire heureux du haut niveau de radiations. C’est pour éviter toute pollution organique accidentelle que les sondes et robots sont stérilisés avant le départ de la Terre. Certaines bactéries étant capables de survivre des milliers d’années dans l’espace sur un grain de poussière, la possibilité d’échanges organiques entre la Terre, Mars et d’autres corps célestes ne peut être exclue, mais cela relance néanmoins l’hypothèse de la panspermie, la possibilité que la vie soit arrivée de l’extérieur du système solaire (2).

Les deux tiers de la surface de Mars ont 3,5 milliards d’années, ce qui correspond à peu près à la date de l’apparition de la vie sur Terre. Il n’est donc pas farfelu de penser que ce qui aurait « ensemencé » la Terre à cette époque, aurait fait de même sur Mars qui possédait, à l’époque, de l’eau liquide en surface dont nous retrouvons les traces aujourd’hui sous formes d’antiques deltas et lits de rivières.

Il n’est pas non plus farfelu de penser qu’un mécanisme endogène ayant créé la vie sur Terre, ne puisse au même moment avoir également eu lieu sur Mars. Il faudrait vraiment étudier de près les organismes martiens pour voir s’ils sont issus de la même chimie de base.

Conséquences pour l’exploration.

Dans les films de SF, l’apparition de champignons ou bactéries extraterrestres sur des surfaces supposées stériles est toujours, me semble-t-il, le signe d’une catastrophe en marche. D’abord du fait que l’inhalation de ce genre de choses est généralement fatale, notre système immunitaire n’ayant sans doute jamais vu de tels organismes et sans défenses face à eux. Ensuite du fait des possibles effets mécaniques et chimiques sur les équipements : les champignons adorent par exemples les filtres et les échangeurs, ce qui pourrait considérablement compliquer la maintenance de systèmes de fabrication d’air et de chaleur.

Se poserait ensuite la question de la pollution organique : l’aventure humaine apporterait inévitablement avec elle des traces organiques terrestres, ne serait-ce que nos propres bactéries humaines qui voyagent dans nos corps, et sans lesquelles nous mourrions rapidement. L’interaction entre la « faune » locale et nos bactéries importées donnerait lieu, sans doute, à une modification de la biosphère martienne originelle. Une interaction aux conséquences a priori peu prévisibles, surtout s’il y a des allers-retours entre les deux planètes, donc des importations martiennes vers la Terre.

De quoi imaginer une revanche à la Guerre des Mondes de H.G. Wells, où l’on se souviendra que cette fois-là ce sont les bactéries terrestres qui ont sauvé l’Humanité des envahisseurs martiens…

Liens et sources :

(1) https://zerhubarbeblog.net/2021/02/04/sur-la-route-de-mars/

(2) https://zerhubarbeblog.net/2015/11/19/la-vie-cette-vieille-tres-vieille-amie/