Évolution : un "chaînon manquant" découvert au fond des océans

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Une équipe internationale de chercheurs a découvert une archéobactérie intermédiaires entre les cellules simples procaryotes et les cellules complexes eucaryotes.

Vue d'artiste représentant l'une des théories du passage des cellules procaryotes aux eucaryotes par agglomération entre elles de plusieurs cellules procaryotes. JACOPIN / BSIP
Si la découverte faite par cette équipe internationale est confirmée, c'est un pas de géant qui vient d'être franchi dans le domaine de la génétique de l'évolution. Dans un article publié dans le magazine Nature le 6 mai 2015, des chercheurs affirment avoir découvert "le chaînon manquant" entre les cellules les plus simples (les "procaryotes" qui composent par exemple les bactéries) et les cellules les plus complexes (dites "eucaryotes" que l'on retrouve dans tout le règne animal). Risquons une analogie technologique afin d'expliciter le gouffre qui sépare ces deux types de cellules : il y a à peu près autant de différence entre une cellule procaryote et une cellule eucaryote qu'entre une calculatrice de poche et un super-ordinateur. Les organismes "procaryotes" sont parmi les plus simples qui soient. Ils sont d'ailleurs la plupart du temps constitués d'une seule cellule, beaucoup moins cloisonnée, et dans laquelle le matériel génétique n'est pas protégé derrière la membrane d'un noyau.Schéma représentant une cellule eucaryote (à gauche) et une cellule procaryote (à droite). La cellule eucaryote se caractérise par la présence d'un noyau enfermé derrière une membrane, et de petits organites appelés des mitochondries, dont la fonction est d'alimenter la cellule en énergie chimique. Dans la cellule procaryote, le matériel génétique forme une pelote directement au contact. Crédit image : creative commons.La complexité des cellules eucaryotes et la présence en leur sein de ces véritables petites usines énergétiques que sont les mitochondries a permis l'émergence d'êtres vivants composés, comme vous et moi, de plusieurs milliards de cellules travaillant de concert au bon fonctionnement de notre corps.

Un saut évolutif considérable

Comment expliquer alors un tel saut d'un type de cellule à l'autre au fil de l'évolution ? Les chercheurs de l'université de Bergen et d'Uppsala ont peut-être trouvé un élément de réponse au fond de l'océan Arctique, dans une zone située entre le Groenland et la Norvège. Affrontant des eaux glacées et des pressions considérables par plus de 3000 mètres de fond, un vaillant robot d'exploration est allé collecter des échantillons de sédiments marins au pied d'une zone volcanique sous-marine active appelée "Château de Loki". Etant donné les conditions qui règnent à ces profondeurs (température, pression, absence de lumière...), une seule catégorie de micro-organismes peut y survivre : les archéobactéries. Des cousines des bactéries procaryotes, découvertes dans les années 1970, qui s'épanouissent dans un environnement apocalyptique.PROTÉINES. Et le patrimoine génétique de l'une de ces archéobactéries a littéralement stupéfait les chercheurs. Bien que ce micro-organisme n'ait, comme tout bon procaryote, ni noyau pour protéger son ADN, ni mitochondries, "l'étude de son génome la fait apparaître dans l'arbre phylogénétique comme un groupe sœur des cellules procaryotes" nous a confié Anja Spang, chercheuse au département de biologie cellulaire et moléculaire à l'université d'Uppsala, et principal auteure de ces travaux. Autrement dit, ce procaryote, présenterait une troublante similarité génétique avec les cellules eucaryotes beaucoup plus complexes. D'ailleurs en fouillant le génome de ce micro-organisme inconnu, aussitôt baptiséLokiarchaeum (du fait de sa découverte à proximité du fameux "Château de Loki" cité précédemment) l'équipe a a découvert des gènes qui codent pour des protéines que l'on ne retrouve habituellement que chez les eucaryotes."On n'en connaît pas encore la fonction chez Lokiarcheum" précise Anja Spang.

Une nouvelle pièce dans le puzzle de l'évolution

Ce nouveau micro-organisme constituerait donc un intermédiaire un peu plus évolué qu'un procaryote, mais pas encore aussi perfectionné qu'un eucaryote. Lokiarchaeum serait donc le descendant le plus proche de l'organisme qui, il y a très longtemps, a "avalé" (on dit "phagocyter" dans le monde impitoyable des bactéries) une autre bactérie qui, par la suite, est devenue la première mitochondrie. Et cet organisme disposant d'un "kit génétique" capable de lui faire fabriquer des protéines plus complexes, a ensuite évolué vers les eucaryotes tels que nous les connaissons aujourd'hui. "Naturellement cela ne veut pas dire que Lokiarchaeum est la copie conforme de cet ancêtre commun relativise Anja Spang. Lokiarchaeum a également évolué pendant des siècles." La découverte et l'étude de ce nouveau micro-organisme fournit toutefois un nouvel éclairage sur la manière dont, il y a des milliards d'années, les cellules complexes qui composent aujourd'hui les plantes, les champignons, mais aussi les animaux et les humains, ont évolué à partir des microbes simplesCellules souchesPar Erwan Lecomte Publié le 18-05-2015http://www.sciencesetavenir.fr/nature-environnement/20150511.OBS8749/evolution-un-chainon-manquant-decouvert-au-fond-des-oceans.html