Des chercheurs espagnols réécrivent l'histoire de l'origine des cellules complexes, impliquant bactéries et virus géants
Une étude dans Nature suggère que les premières cellules complexes sont issues d'un long mélange génétique entre plusieurs micro-organismes, et non d'un seul événement symbiotique, remettant en cause le récit des manuels sur l'évolution des eucaryotes.
L'origine de la vie complexe sur Terre, longtemps expliquée par un unique événement symbiotique entre une archée et une bactérie, est présentée comme un processus bien plus complexe et graduel impliquant un plus large éventail de micro-organismes, y compris des virus géants. Une étude publiée le 10 juin 2026 dans Nature, menée par des chercheurs du Centre de calcul intensif de Barcelone (BSC-CNS) et de l'Institut de recherche en biomédecine (IRB Barcelone), a utilisé plus de cinq ans de travaux informatiques sur le supercalculateur MareNostrum pour reconstituer le profil génétique du dernier ancêtre commun eucaryote (LECA).
Une scène évolutive plus peuplée
Pendant des décennies, la théorie dominante, formulée par la biologiste Lynn Margulis en 1967, soutenait que les cellules eucaryotes complexes étaient nées lorsqu'une archée ancienne avait englouti une bactérie, devenue ensuite la mitochondrie, l'organite producteur d'énergie de la cellule. La nouvelle recherche n'écarte pas cet événement endosymbiotique, mais le replace dans un récit plus long et plus complexe. L'analyse des génomes modernes par l'équipe suggère qu'avant et parallèlement à cette fusion, d'autres micro-organismes ont contribué par des gènes essentiels.
Pendant longtemps, nous avons expliqué l'origine des cellules complexes comme une histoire à deux protagonistes principaux : une archée et la bactérie qui a donné naissance à la mitochondrie. Notre étude suggère que ce récit est incomplet et qu'il y avait d'autres acteurs sur la scène, notamment d'autres groupes bactériens et des virus géants qui ont pu faciliter les échanges génétiques.
Le rôle des bactéries et des virus géants
L'étude identifie des groupes bactériens spécifiques, tels que les myxococcotes et les planctomycètes, comme des contributeurs probables. Les premiers ont fourni le matériel génétique nécessaire à la construction des compartiments internes de la cellule, tandis que les seconds ont contribué au développement de la complexité structurelle de la cellule. Les virus géants semblent également avoir joué un rôle, agissant comme des vecteurs de transfert horizontal de gènes entre ces microbes anciens, brassant le matériel génétique dans un laboratoire naturel d'expérimentation évolutive.
Archéologie moléculaire sur supercalculateur
En l'absence de fossiles vieux de deux milliards d'années, l'équipe a pratiqué une forme d'archéologie moléculaire. Ils ont comparé les données génomiques des eucaryotes, bactéries, archées et virus modernes, retraçant l'ascendance des familles de gènes pour déterminer leur origine. Cela a nécessité la puissance de calcul immense du supercalculateur MareNostrum pour passer au crible une vaste diversité d'organismes et détecter d'anciens signaux évolutifs.
- Les premières cellules simples (procaryotes : bactéries et archées) apparaissent sur une Terre nouvellement habitable.
- Le dernier ancêtre commun eucaryote (LECA) émerge après une longue période de mélange génétique entre archées, plusieurs bactéries et virus géants.
- Lynn Margulis propose la théorie endosymbiotique, suggérant que les cellules complexes sont nées d'une symbiose entre une archée et une bactérie.
- Une étude dans Nature menée par des chercheurs espagnols révèle une histoire d'origine plus complexe impliquant de multiples acteurs microbiens et un transfert horizontal de gènes.
Un changement de paradigme progressif
Les résultats soutiennent une évolution vers un modèle plus graduel de l'évolution des eucaryotes. L'émergence de la cellule complexe n'a pas été une brusque percée, mais plutôt un processus de mélange et d'intégration génétique s'étendant sur plusieurs millions d'années. Ces travaux affinent la compréhension de ce que les chercheurs appellent la plus grande discontinuité évolutive de l'histoire de la vie, offrant une image plus complète de la façon dont les animaux, les plantes et les champignons ont finalement vu le jour.
