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Nous pourrions être les descendants des « Asgards »

Un scientifique manipule des bactéries de culture / Crédits : Istock

Une étude récente au goût de mythologie nordique suggère que toute vie complexe sur Terre, y compris les humains, pourrait avoir évolué à partir des Asgards, un groupe de microbes retrouvés partout dans le monde.

Le débat sur la façon dont la vie complexe est apparue sur Terre fait rage depuis des siècles. Sur Terre, vous pourriez distinguer trois règnes de vie : les bactéries, les archées (thermophiles et autres extrêmophiles) et les eucaryotes. Nous appartenons à ce troisième royaume, les eucaryotes, ainsi que toute autre vie multicellulaire. Alors que les bactéries et les archées semblent avoir surgi il y a 3,7 milliards d’années, soit peu de temps (tout est relatif) après que la planète ce soit formée, les eucaryotes, eux, semblent être apparus environ 1,5 milliard d’années plus tard. Mais personne ne sait vraiment d’où ils viennent.

La principale hypothèse suggère qu’à un moment donné de l’histoire, un hôte archée prit une bactérie et la relation symbiotique entre les deux conduisit aux premiers eucaryotes. Cette bactérie est soupçonnée d’appartenir à une classe appelée Alphaproteobacteria qui a évolué au fil du temps pour donner naissance aux mitochondries, le lieu de la respiration cellulaire (ou l’usine énergétique de la cellule). Mais si l’on soupçonne cette bactérie d’avoir été impliquée, on n’en sait beaucoup moins sur l’archée responsable de cette symbiose.

En 2015, Thijs Ettema, de l’Université d’Uppsala en Suède, découvrait un nouveau type d’archéen appelé Lokiarchaeota — ou Loki pour faire court — grâce à des traces de leur ADN retrouvées à 2 300 mètres de profondeur dans des sédiments au fond de l’océan entre le Groenland et la Norvège. Une analyse de leur génome a révélé qu’ils étaient les plus proches parents vivants de tous les eucaryotes. Quelques mois plus tard, une équipe de l’Université du Texas (Austin, États-Unis) découvrait cette fois-ci en Caroline du Nord les traces ADN d’une archée étroitement liée qu’ils ont baptisée Thorarchaeota (ou Thor).

Aujourd’hui, dans un article publié cette semaine dans la revue Nature, une collaboration entre ces deux équipes de chercheurs aura mené à la découverte de traces ADN des plus proches parents de Loki dans certains des coins les plus reculés du monde, y compris dans le Parc national de Yellowstone, dans les évents en haute mer près du Japon et dans une source chaude en Nouvelle-Zélande. Toujours sur le même thème, ils ont nommé leurs nouvelles découvertes Odinarchaeota (Odin) et Heimdallarchaeota (Heimdall) en référence aux Dieux nordiques. Ainsi, ces microbes se répartissent en quatre groupes principaux : Lokiarchaeota, Thorarchaeota, Odinarchaeota et Heimdallarchaeota. Et ces quatre lignées appartiennent toutes à un supergroupe primordial que l’équipe a baptisé « Asgard ».

« En utilisant de nouvelles méthodes pour obtenir des données sur le génome des microbes qui ne peuvent pas être cultivées en laboratoire, nous avons identifié un nouveau groupe lié à la cellule hôte à partir de laquelle les cellules eucaryotes ont évolué », explique Thijs Ettema.

Les cellules eucaryotes sont généralement beaucoup plus grandes que les bactéries ou les archées. Elles ont aussi des génomes plus grands, des compartiments internes qui agissent comme nos organes et un squelette interne qui agit en tant que réseau de transport de molécules. Il y a donc un fossé énorme de complexité qui les sépare des deux autres. Les bactéries et les archées sont capables de prouesses étonnantes, mais en 3,7 milliards d’années d’existence, aucun n’a jamais évolué en quelque chose pouvant se rapprocher d’une cellule eucaryote.

En analysant ces nouvelles traces ADN, les chercheurs ont néanmoins découvert une certaine complexité inattendue. De nombreux gènes décelés au sein des espèces Asgard se retrouvent uniquement chez les eucaryotes tels que des gènes pour la construction et la rénovation des squelettes internes et le transport de molécules autour de compartiments cellulaires. Cela signifie que ces archées étaient déjà en bonne voie de devenir eucaryotes. Mais tout n’est pas encore tout à fait clair puisque tous ces gènes ont été retrouvés éparpillés dans les quatre archées Asgard et aucun d’entre eux n’avait un génome complet.

Ces « microbes » nommés Loki, Thor, Odin, et Heimdall pourraient donc faire parti du groupe à partir duquel nous avons tous évolué. Ces microbes Asgard pourraient même être nos plus anciens ancêtres connus à ce jour. « Ces archées étaient en quelque sorte prêtes à devenir complexes », explique l’un des chercheurs. « Ce serait formidable si nous pouvions isoler ou cultiver ces cellules et les étudier au microscope. Je suis convaincu que cela révélerait des indices importants sur la façon dont les cellules complexes ont évolué. En fin de compte, notre ascendance microbienne serait découverte ».

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