Matière
Avant d’être un phénomène biologique, la vie est un phénomène chimique. Et la chimie distingue matière vivante (ou organique) et matière minérale (ou inerte). La matière vivante est à la fois ce qui compose nos muscles, notre cerveau ou les branches des arbres, mais c’est aussi la matière décomposée d’origine animale, végétale ou bactérienne. Ce sont des cadavres, des matières fécales, des feuilles ou des racines mortes : la matière organique est donc très présente dans nos sols. Le robot Curiosity a trouvé de la matière organique sur Mars, mais aucun organisme vivant n’a encore été identifié : il a pu y avoir de la vie sur cette planète voici plusieurs millions d’années, et il y en a peut-être aujourd’hui, d’autant qu’un lac d’eau liquide de 20 kilomètres de large, souterrain, vient d’y être découvert.
Matière vivante et matière minérale sont toutes deux constituées d’atomes, ces briques construites dans les étoiles1. La matière vivante est essentiellement composée d’atomes de carbone (C), d’hydrogène (H), d’oxygène (O) et d’azote (N), tandis que les éléments qui dominent la matière minérale sont le silicium (Si), l’oxygène (O), le fer (Fe) et le magnésium (Mg). Ces atomes se combinent pour donner des molécules que l’on divise en deux catégories : les molécules organiques et les molécules minérales. En ce qui concerne les molécules organiques, on peut distinguer les lipides, les protides, les glucides et les acides nucléiques tels que les molécules d’ADN (acide désoxyribonucléique). Ces molécules organiques sont organisées autour de l’atome de carbone (mais il y a des exceptions comme le CO2 et les carbonates CO3, considérés comme des corps minéraux – oui, tout cela est bien complexe, j’en conviens). La matière vivante est composée à la fois de molécules minérales et de molécules organiques. L’eau, les gaz de notre atmosphère ou les roches sont donc des corps minéraux qui constituent de la matière inerte. Mais l’eau, molécule minérale, est également l’élément le plus présent chez les êtres vivants : elle nous constitue, humains, à 65 %. Ce qui signifie qu’un adulte de 80 kilos « contient » 50 kilos d’eau. Ce liquide nous apporte une partie des sels minéraux et des oligo-éléments dont nous avons besoin. L’eau, les sels minéraux et le dioxyde de carbone sont des éléments présents aussi bien dans les corps vivants et non-vivants. À noter que dans les corps vivants comme inertes, l’atome d’oxygène est le plus présent puisqu’il constitue la moitié des atomes des corps inertes et au moins deux tiers des atomes des corps vivants. Enfin, il faut noter le rôle primordial des macromolécules que sont les protéines : on leur doit la diversité du monde vivant, car elles jouent un rôle essentiel dans la manière dont les gènes s’expriment dans les cellules.