Le 5 août 2026, une équipe internationale menée par l’Institut d’évolution moléculaire de l’université Heinrich-Heine de Düsseldorf a publié dans Science Advances une reconstitution du plus ancien métabolisme connu. Sa conclusion tient dans une phrase de William Martin, auteur senior : « Appelons cela par son nom : nous observons une seule origine du code génétique, mais deux origines de la vie. » Bactéries et archées seraient devenues des cellules capables de vivre seules chacune de son côté. Un avertissement d’emblée : il ne s’agit pas d’une observation, mais d’un modèle reconstitué à partir des génomes d’organismes actuels. Voici ce que cette formule veut dire, sur quoi elle repose et pourquoi elle ne fait pas l’unanimité.
Ce qui a été publié le 5 août 2026
L’étude paraît dans Science Advances (vol. 12, n° 32, article eaef3128). Dix-sept auteurs la signent, sous la conduite de Natalia Mrnjavac, autrice principale, et de William F. Martin, auteur senior, tous deux à Düsseldorf. Une version en accès libre est consultable sous forme de préprint déposé sur arXiv.
La thèse tient en une phrase : LUCA n’était pas encore une cellule capable de vivre seule, et ses deux descendances — bactéries d’un côté, archées de l’autre — le seraient devenues séparément. C’est le sens de la formule rapportée par ScienceAlert le 6 août 2026.
Ce modèle reconstitué est obtenu en comparant les génomes d’organismes actuels et en remontant, réaction par réaction, vers ce qui a dû exister avant. Aucun échantillon ne vient le confirmer.
Bon à savoir — « Deux origines de la vie » ne signifie ni deux planètes, ni deux chimies sans rapport, ni une contribution extraterrestre : les deux lignées partagent le même code génétique. Ce qui se serait produit deux fois, c’est le passage à l’autonomie, le moment où une cellule cesse d’avoir besoin de la roche pour faire sa chimie.
LUCA, notre aïeul commun : ce qu’on en sait et comment
Un ancêtre qu’on ne verra jamais
LUCA est l’acronyme de Last Universal Common Ancestor. Ce n’est pas la première cellule apparue sur Terre, mais la dernière population de cellules dont descendent tous les êtres vivants actuels : le chêne, la bactérie de votre intestin, vous. Avant elle, la vie existait déjà ; simplement, aucune autre lignée de cette époque n’a laissé de descendance jusqu’à nous.
Elle n’a laissé ni fossile ni trace directe. On ne l’observe pas : on la déduit. Imaginez que vous cherchiez la recette d’un plat disparu à partir de ses seules variantes régionales survivantes : ce qui figure dans les cent versions connues était probablement dans l’original. La reconstitution de LUCA procède ainsi, avec des gènes pour ingrédients.
La méthode : chercher ce que tout le monde a gardé
L’équipe a posé les bases de cet exercice il y a dix ans. Dans Nature Microbiology, le 25 juillet 2016, Madeline Weiss, William Martin et leurs collègues ont passé au crible 6,1 millions de gènes codant des protéines, regroupés en 286 514 grappes de séquences apparentées. Seules 355 familles de protéines, environ 0,1 %, remontaient jusqu’à LUCA selon les critères phylogénétiques retenus.
Ces 355 familles dessinent un organisme autotrophe dépendant de l’hydrogène — capable de fabriquer sa matière organique sans se nourrir d’autrui —, vivant en milieu hydrothermal riche en hydrogène, en dioxyde de carbone et en fer, et utilisant la voie de Wood-Ljungdahl, une chimie qui part de H₂ et de CO₂. Avec 0,1 % des familles examinées, on ne reconstitue pas un portrait : on retrouve un squelette.
Quand ? Autour de 4,2 milliards d’années
La datation de référence vient de Bristol. Le 12 juillet 2024, Edmund Moody et ses collègues publiaient dans Nature Ecology & Evolution une estimation situant LUCA autour de 4,2 milliards d’années, à peine 400 millions d’années après la formation de notre planète — elle-même née avec le reste du système solaire. C’est une estimation d’horloge moléculaire produite par une seule équipe, non une mesure.
Cette étude reconstitue un génome d’environ 2,5 mégabases, soit quelque 2 500 gènes codants — la taille de certaines bactéries actuelles. « Nous ne nous attendions pas à ce que LUCA soit si ancien, à quelques centaines de millions d’années seulement de la formation de la Terre », commentait Sandra Álvarez-Carretero (université de Bristol) le même jour.
Une tension mérite d’être signalée : le portrait de 2024 fait de LUCA un organisme bien équipé, celui de 2026 un ancêtre métaboliquement incomplet. Les deux ne sont pas forcément contradictoires — posséder 2 500 gènes n’est pas être autonome — mais ils ne se superposent pas.
Le décor : une cheminée hydrothermale alcaline
Une cheminée hydrothermale alcaline, c’est une usine chimique livrée clés en main : chauffage inclus, plomberie incluse — des milliers de micropores en guise de réacteurs — et catalyseurs déjà incrustés dans les parois. Le moteur porte un nom, la serpentinisation : l’eau de mer s’infiltre dans la péridotite, une roche du manteau terrestre, et la réaction dégage de l’hydrogène en abondance tout en produisant des fluides alcalins, c’est-à-dire l’exact contraire d’un milieu acide.
Un tel environnement existe aujourd’hui. Le champ hydrothermal Lost City, découvert au début des années 2000 sur le massif de l’Atlantis, à l’ouest de la dorsale médio-atlantique, en offre l’exemple le mieux étudié : des fluides de pH 9 à 11 entre 11 et 80 °C, et une serpentinisation qui produit hydrogène, formiate et méthane, selon William Brazelton et ses collègues dans Applied and Environmental Microbiology le 11 août 2022.
L’image d’Épinal est trompeuse : il ne s’agit pas des « fumeurs noirs » brûlants et acides des documentaires, mais de structures tièdes et alcalines. L’hypothèse qui en fait le berceau du vivant est associée à Michael Russell et défendue de longue date par Nick Lane — filiation intellectuelle, non participation à l’étude de 2026.
Bon à savoir — Lost City n’est pas le berceau de la vie. C’est un site actuel qui montre qu’un tel environnement existe réellement et fonctionne comme le décrit le modèle. Un laboratoire naturel, pas une scène de crime.
Avant les enzymes, la roche faisait le travail
Le problème de l’œuf et de la poule
Le métabolisme, c’est l’ensemble des réactions par lesquelles un être vivant fabrique ses propres briques : acides aminés, bases azotées, cofacteurs. Aujourd’hui, des enzymes les accélèrent. D’où le paradoxe des origines : les enzymes étant elles-mêmes le produit de réactions chimiques, comment en fabriquer sans en avoir ? Il fallait un autre catalyseur — un entremetteur capable de rapprocher deux molécules qui, seules, se seraient croisées sans se voir, et d’en ressortir intact.
Le métal, c’est le silex : il coupe mal, mais il coupe tout, et il traîne par terre. L’enzyme, c’est le couteau d’office : parfait, mais il suppose un atelier, donc une cellule déjà organisée. Cette question des premières briques organiques recoupe d’autres pistes de chimie prébiotique, comme la piste de l’érythrulose et des sucres prébiotiques.
Le réseau des quelque 400 réactions
Le métabolisme central repose sur un réseau restreint de réactions : le communiqué relayé par Phys.org le 5 août 2026 avance 420, le texte de l’article « environ 400 ». Retenez l’ordre de grandeur, pas le chiffre : ces quelque quatre cents réactions convertissent H₂, CO₂, NH₃, H₂S et le phosphate en acides aminés, bases azotées et cofacteurs — ces petites molécules auxiliaires sans lesquelles beaucoup d’enzymes ne fonctionnent pas. Un réseau qui, écrivent les auteurs cités par ScienceAlert, « n’a pas pu apparaître en un instant ».
En reconstituant les réactions que LUCA savait catalyser seul, l’équipe n’en trouve que la moitié. « Nous avons découvert que le dernier ancêtre universel de toutes les cellules, LUCA, ne possédait des enzymes que pour environ la moitié des réactions du métabolisme, explique William Martin. L’autre moitié était catalysée par des métaux présents dans l’environnement où LUCA est apparu. »
Quels métaux ? Le résumé du préprint en identifie quatre à l’état natif : fer (Fe⁰), cobalt (Co⁰), nickel (Ni⁰) et palladium (Pd⁰). Le dernier mérite un arrêt : c’est le métal du pot catalytique de votre voiture. La famille de métaux qui nettoie les gaz d’échappement aurait animé la chimie du vivant avant les enzymes. LUCA ressemble à une cuisine à moitié équipée : la moitié des recettes se font avec de vrais ustensiles, l’autre sur la pierre chaude du plan de travail.
Le problème de l’énergie : sans ATP, comment faire ?
Dans les cellules actuelles, l’énergie circule sous forme d’ATP : une pile rechargeable minuscule, chargée et déchargée des millions de fois par jour dans chacune de vos cellules. Or elle est fabriquée par des enzymes et ne flottait pas dans l’océan primitif. La réponse proposée s’appelle le phosphite, une forme réduite du phosphore — plus riche en électrons que le phosphate ordinaire — présente dans les systèmes hydrothermaux en serpentinisation. « Lorsque nous faisons réagir du phosphite — une forme de phosphore naturellement présente dans les cheminées hydrothermales — avec des composés organiques, nous obtenons des réactions de phosphorylation métabolique du jour au lendemain, dans l’eau », rapporte Manon Schlikker, chercheuse en évolution moléculaire à Düsseldorf.
Phosphoryler, c’est accrocher un groupe phosphate sur une molécule organique : le geste de base de la chimie du vivant. Les réactions décrites font passer l’AMP à l’ADP et la sérine à la phosphosérine. « Le phosphite et le palladium remplacent l’ATP et les enzymes ; c’est stupéfiant, et cela rend l’évolution primitive bien plus facile à saisir », ajoute la chercheuse. Le phosphite serait la pile jetable fournie par le décor, en attendant que la cellule sache fabriquer ses propres piles rechargeables ; les cofacteurs auraient ensuite pris le relais des métaux nus.
Ce volet expérimental fait l’objet d’un préprint déposé sur bioRxiv par Manon Schlikker et ses collègues (deuxième version le 6 mai 2026). En éprouvette, les réactions fonctionnent entre 25 et 100 °C, en 2 à 72 heures, sans soufre, l’acétyl-phosphate étant obtenu à 25 °C avec un rendement de 8 %.
Attention — Ce rendement de 8 %, les températures et les durées proviennent de ce préprint non encore relu par les pairs, distinct de l’article de Science Advances, qui a passé l’évaluation : les deux niveaux de solidité ne se confondent pas.
Les quatre âges de la catalyse
De tout cela se dégage une séquence en quatre temps, de la roche seule jusqu’à la cellule autonome, telle que la résume ScienceAlert. Le point décisif : la séparation entre bactéries et archées s’est produite avant la quatrième phase. LUCA est un nourrisson en couveuse ; ses deux enfants ont appris à marcher séparément, sans jamais se voir faire.
| Phase | Qui catalyse ? | Où en est la cellule ? | Statut |
|---|---|---|---|
| 1 | Métaux du milieu seuls | Chimie spontanée dans la roche | Non vivant |
| 2 | Métaux + premières enzymes | LUCA : environ la moitié des réactions internalisées | Pas encore autonome |
| 3 | Enzymes majoritaires, cofacteurs | Dépendance résiduelle au milieu | Transition |
| 4 | Enzymes seules | Croissance, division, survie hors de la cheminée | Cellule libre, vivante |
Pourquoi « deux fois » ? L’argument des enzymes non partagées
La signature qui trahit une invention séparée
Prenez la « seconde moitié » du réseau, celle qui, chez LUCA, était encore assurée par les métaux. Chez les organismes actuels, des enzymes s’en chargent — mais les enzymes bactériennes et les archéennes ne sont pas les mêmes. Même fonction, structures différentes. « La surprise, c’est que les enzymes qui catalysent ces réactions ne sont pas conservées de part et d’autre de la frontière évolutive qui sépare les bactéries des archées », observe William Martin.
Deux ateliers qui inventent séparément une fermeture pour vestes n’aboutissent pas au même objet : l’un à la fermeture éclair, l’autre au velcro. Même usage, pièces incompatibles. Ils ne se sont donc pas copiés, et leur ancêtre commun ne possédait ni l’un ni l’autre, sinon tous deux l’auraient conservé.
Natalia Mrnjavac développe : « Nous observons des cas où les ancêtres des bactéries et ceux des archées ont fait évoluer indépendamment des enzymes structurellement distinctes pour catalyser la même réaction métabolique essentielle. De telles inventions parallèles ont pu ouvrir la voie à l’émergence indépendante de bactéries et d’archées libres. » Joseph Moran, chimiste à l’université d’Ottawa et coauteur, résume : « Cela montre que la réaction est plus ancienne que les enzymes qui la catalysent. »
Le précédent du ribosome
L’équipe avait déjà appliqué la méthode aux ribosomes, les machines qui assemblent les protéines. Selon Smithsonian Magazine le 5 août 2026 — qui rapporte ces chiffres sans nommer la publication d’origine —, LUCA avait des ribosomes primitifs de 33 protéines ; la lignée bactérienne en a ajouté 21 en propre, la lignée archéenne 29. « En regardant nos gènes métaboliques, nous avons réalisé que le motif était le même », raconte Natalia Mrnjavac.
Les trois scénarios, et celui que l’étude retient
Trois hypothèses ont longtemps coexisté : les bactéries dérivent des archées, l’inverse, ou les deux dérivent indépendamment de LUCA. L’étude tranche pour la troisième. « Les nouvelles données ne laissent qu’une seule conclusion, affirme William Martin. Les lignées bactérienne et archéenne ont fait la transition vers l’état de vie libre indépendamment. Seules les cellules libres sont vivantes. »
Ailleurs, le même chercheur est plus mesuré, et c’est sans doute cette version qu’il faut retenir : « L’interprétation la plus simple, c’est qu’il y a eu deux transitions indépendantes. » Natalia Mrnjavac décrit ce que l’on verrait si le scénario était exact : « Nous verrions émerger deux types de cellules très différents : des bactéries pionnières et des archées pionnières. »
Bactéries et archées : deux mondes séparés depuis l’origine
Ce sont Carl Woese et George Fox qui, en 1977, dans les PNAS, ont montré en comparant les séquences d’ARN ribosomique 16S que les organismes sans noyau se scindaient en deux ensembles profondément distincts. Les archées sont ainsi devenues le troisième domaine du vivant ; les eucaryotes — animaux, plantes, champignons, nous — sont apparus plus tard, d’un hybride des deux premiers.
Extérieurement, une archée ressemble à une bactérie : pas de noyau, 0,1 à 15 micromètres. Elles peuplent les sources chaudes jusqu’à 122 °C, les lacs salés et les grands fonds, et représenteraient 20 à 40 % de la biomasse microbienne des océans (Futura-Sciences, 9 avril 2024). La ressemblance s’arrête là.
Le point le plus parlant est la « fracture des lipides » : les archées bâtissent leurs membranes avec des lipides isoprénoïdes liés par une liaison éther au glycérol-1-phosphate, les bactéries et les eucaryotes avec des acides gras liés par une liaison ester au glycérol-3-phosphate. Deux maçons montent un mur de même hauteur, l’un en briques et mortier, l’autre en parpaings et colle : pas deux variantes d’une technique, deux techniques.
« Elles sont vraiment totalement différentes. Il faut un dispositif de gènes ou d’enzymes complètement différent pour fabriquer ces lipides distincts », confirme Sonja-Verena Albers, spécialiste des archées à l’université de Fribourg-en-Brisgau, non impliquée dans l’étude. C’est l’un des arguments de William Martin : si les deux voies divergent à ce point, les lignées ne les ont probablement pas héritées d’un même ancêtre.
| Critère | Bactéries | Archées | Ce que ça dit de l’origine |
|---|---|---|---|
| Lipides de la membrane | Acides gras, liaison ester, glycérol-3-phosphate | Lipides isoprénoïdes, liaison éther, glycérol-1-phosphate | Deux chimies distinctes, probablement postérieures à LUCA |
| Protéines ribosomiques propres | 21 (selon Smithsonian) | 29 (selon Smithsonian) | Chaque lignée a perfectionné sa machinerie de son côté |
| Enzymes de la « seconde moitié » du métabolisme | Jeu propre | Jeu propre, structurellement différent | Invention parallèle, pas héritage |
| Milieux de prédilection | Très variés | Souvent extrêmes (jusqu’à 122 °C, forte salinité) | Deux stratégies d’émancipation distinctes |
Bon à savoir — Une archée n’est pas une bactérie « primitive ». Ce sont deux branches sœurs, aussi anciennes l’une que l’autre. Génétiquement, vous êtes d’ailleurs plus proche d’une archée que ne l’est une bactérie.
Ce qu’en pensent les autres chercheurs
Une objection française : et si LUCA avait eu une membrane mixte ?
La thèse ne fait pas consensus, et le contradicteur le plus net travaille en France. Juan Fontecilla-Camps, cristallographe des protéines à l’Institut de biologie structurale de Grenoble (laboratoire CEA-CNRS créé en 1992), n’a pas participé à l’étude et défend une autre lecture : LUCA aurait pu être une cellule plus complexe, dotée de membranes faites d’un mélange de lipides archéens et bactériens. Cet ancêtre « mixte » aurait ensuite divergé, ce qui restaurerait une origine unique de la vie cellulaire libre. À Smithsonian Magazine, il pose sa réserve : « Reconstituer les réseaux métaboliques primitifs est une démarche légitime. La question est de savoir si les choses se sont vraiment passées ainsi. Et cela, c’est très difficile à savoir. »
Son hypothèse n’a rien de fantaisiste : des travaux publiés en 2021 dans The ISME Journal ont montré que des bactéries du superembranchement FCB possèdent une voie de synthèse de type archéen en plus de la leur, et qu’une membrane mixte peut être obtenue en laboratoire. L’incompatibilité totale est donc moins évidente qu’il n’y paraît.
« Un scénario plausible, pas une réponse définitive »
Donato Giovannelli, microbiologiste à l’université de Naples Federico II, lui aussi extérieur à l’étude, adhère au cadre général : « Il y a de solides arguments en faveur de l’idée que la géochimie aurait conduit à la biochimie du vivant. » Il salue le volet phosphite-palladium, « l’une des découvertes clés de cet article », mais pose une réserve générale : « Nous pouvons reconstituer ce qui est plausible, mais il sera presque impossible de savoir exactement comment les choses se sont passées. »
Une intuition déjà formulée en France, dès 2017
L’idée d’une double émancipation n’est pas née à Düsseldorf en 2026 : elle circulait déjà dans la communauté francophone. Le 14 septembre 2017, neuf ans avant cette étude et sans aucun rapport avec elle, Patrick Forterre, biologiste à l’Institut de biologie intégrative de la cellule et à l’Institut Pasteur, écrivait sur CNRS Le Journal : « la comparaison des mécanismes moléculaires chez les archées et les bactéries a montré que dans tous les cas, ces mécanismes devaient être beaucoup plus simples chez Luca que chez les cellules modernes, et que cette complexification a eu lieu indépendamment dans ces deux lignées distinctes. » Il ajoutait, dans le même texte de 2017 : « il est possible que l’ADN et les mécanismes de sa réplication soient apparus deux fois indépendamment. »
L’apport de 2026 n’est donc pas d’avoir inventé la thèse, mais de l’étayer sur un terrain nouveau : le métabolisme, et non plus les machineries de réplication. Précisons-le : Patrick Forterre n’a pas commenté l’étude d’août 2026. Ses propos de 2017 sont un jalon de contexte, pas une réaction.
Le mot « vie » n’a pas de définition unique
Nous touchons au cœur du débat, plus philosophique que chimique. Tout repose sur une définition : pour William Martin, n’est vivant que ce qui est libre, capable de croître, de se diviser et de survivre seul. « Il ne fait aucun doute que les cellules libres sont vivantes, dit-il. Là-dessus, nous pouvons tous être d’accord. » Selon ce critère, LUCA, tributaire des métaux de la croûte terrestre, « ne fait pas le poids ».
Pensez aux virus pour mesurer le poids de cette convention : ils réagissent à leur milieu, se reproduisent, évoluent, mais ne métabolisent pas — et on ne les range traditionnellement pas parmi les vivants. La frontière est tracée par une définition avant de l’être par les faits.
La conséquence est nette : avec une définition plus large, qui n’exigerait pas l’autonomie complète, les mêmes données conduiraient à « une origine, deux perfectionnements ». Le désaccord porte donc autant sur le mot que sur les faits.
Attention — Personne n’a jamais observé LUCA : aucun fossile, aucun échantillon. Tout ce que vous venez de lire est une reconstitution obtenue en comparant les génomes d’organismes vivant aujourd’hui. Un modèle peut être solide dans sa logique et faux dans le détail.
Ce que cela change pour l’arbre du vivant et pour l’origine de la vie
La première est visuelle. On se représente l’arbre du vivant avec un tronc unique, LUCA. Le modèle suggère plutôt deux troncs, séparés avant même d’être techniquement vivants — un bosquet de peupliers reliés par un seul réseau racinaire : deux arbres distincts en surface, une racine commune en dessous, le code génétique partagé.
La deuxième touche à la recherche de vie ailleurs : si le passage à la vie autonome s’est produit deux fois sur la même planète, il est peut-être moins improbable qu’on ne le croyait. Une piste, pas une preuve, mais elle intéresse les programmes qui traquent des biosignatures, de la recherche d’atmosphères sur les exoplanètes rocheuses aux missions vers les lunes glacées. « Cela ouvre une foule de questions : qu’est-ce qui est vivant, qu’est-ce que la vie, qu’est-ce qui est possible, et que pourrions-nous trouver ailleurs ? », interroge William Martin.
La troisième est la plus durable : elle concerne la façon de raconter l’origine de la vie. Non plus un instant unique, une étincelle, mais une transition graduelle, de la roche vers l’enzyme, avec des états intermédiaires que l’on peut décrire et tester en partie. « Ces comparaisons nous offrent un aperçu sans précédent de la phase de l’évolution où le métabolisme catalysé par les enzymes émergeait de réactions spontanées catalysées par les métaux de la croûte terrestre », conclut William Martin. Reste que la démonstration est indirecte, adossée à un modèle reconstitué et à une définition contestée du mot « vie ».
Foire aux questions sur l’origine de la vie et LUCA
Qu’est-ce que LUCA, le dernier ancêtre commun universel ?
LUCA (Last Universal Common Ancestor) désigne la population de cellules dont descendent tous les êtres vivants actuels, du chêne à la bactérie intestinale. Ce n’est pas la première cellule apparue sur Terre, mais la dernière dont nous soyons tous issus. Elle n’a laissé aucune trace directe : on la reconstitue en comparant les génomes actuels.
La vie est-elle vraiment apparue deux fois sur Terre ?
C’est ce que propose une étude parue le 5 août 2026 dans Science Advances, avec une définition précise : n’est vivant que ce qui peut survivre seul. Selon ses auteurs, bactéries et archées auraient franchi ce seuil séparément, le code génétique restant commun aux deux. Il s’agit d’un modèle reconstitué, contesté par une partie des chercheurs.
Quelle est la différence entre une bactérie et une archée ?
Ce sont les deux plus anciennes branches du vivant, distinguées par Carl Woese en 1977. Extérieurement semblables, elles diffèrent en profondeur : leurs membranes ne sont bâties ni avec les mêmes molécules ni avec les mêmes liaisons chimiques, et leurs machineries génétiques divergent. Les archées prospèrent souvent en milieu extrême, jusqu’à 122 °C.
Quand la vie est-elle apparue sur Terre ?
Une étude publiée en juillet 2024 dans Nature Ecology & Evolution situe LUCA aux alentours de 4,2 milliards d’années, environ 400 millions d’années après la formation de la Terre. Or LUCA n’était pas la première cellule : la vie lui est antérieure. Ces dates sont des estimations d’horloge moléculaire, pas des mesures.
Comment sait-on à quoi ressemblait LUCA si personne ne l’a jamais vu ?
Par comparaison. On cherche les gènes que bactéries et archées ont conservés en commun depuis leur séparation. En 2016, une équipe a passé au crible 6,1 millions de gènes : seules 355 familles de protéines, soit 0,1 %, remontaient à LUCA. D’où la prudence des chercheurs sur ce portrait.
Pourquoi dit-on que les métaux ont précédé les enzymes ?
Parce que les enzymes sont elles-mêmes le produit de réactions chimiques : il fallait un catalyseur avant elles. Dans les cheminées hydrothermales, le fer, le nickel, le cobalt et le palladium accélèrent spontanément ces réactions. L’étude de 2026 estime que LUCA n’avait d’enzymes que pour la moitié de son métabolisme ; le reste venait de la roche.
