Un événement évolutif qui n’arrive qu’une fois par milliard d’années : la fusion de deux êtres vivants

(newatlas.com)

2 points par GN⁺ 2024-04-21 | 1 commentaires | Partager sur WhatsApp

Un événement évolutif inédit depuis 1 milliard d’années : deux êtres vivants fusionnent pour n’en former qu’un

Il a été révélé que l’algue Braarudosphaera bigelowii a absorbé une cyanobactérie appelée UCYN-A. Cela pourrait représenter un grand bond dans l’évolution.

L’endosymbiose primaire (primary endosymbiosis) se produit lorsqu’un micro-organisme en engloutit un autre et commence à l’utiliser comme un organe interne.
La cellule hôte apporte au symbiote des avantages tels que nutriments, énergie et protection, et celui-ci finit par ne plus pouvoir survivre seul, devenant un organe de l’hôte, c’est-à-dire un organite cellulaire.

Il y a environ 2,2 milliards d’années, une archée a englouti une bactérie qui est devenue la mitochondrie : c’est le premier cas connu. Cela a rendu possible l’évolution de tous les êtres vivants complexes.
Il y a environ 1,6 milliard d’années, certaines de ces cellules déjà évoluées ont absorbé des cyanobactéries capables de capter l’énergie solaire, qui sont devenues les chloroplastes. Cela a donné aux plantes la photosynthèse et leur couleur verte.

L’algue B. bigelowii a englouti la bactérie UCYN-A, ce qui lui permet de fixer l’azote de l’air et de le combiner à d’autres éléments pour produire des composés plus utiles. C’est quelque chose que les algues ou les plantes ordinaires ne peuvent pas faire.
L’équipe de recherche a confirmé qu’il s’agit bien d’une endosymbiose primaire grâce au rapport de taille entre l’hôte et le symbiote, au contrôle de la croissance par l’échange de nutriments, ainsi qu’à la synchronisation de la réplication et de la division cellulaire.
UCYN-A ne peut produire qu’environ la moitié des protéines dont il a besoin, et dépend de l’algue hôte pour le reste. C’est l’une des caractéristiques d’un organisme en train de devenir un organite interne.

L’équipe de recherche indique qu’UCYN-A est un organite à part entière et l’a baptisé « nitroplaste (nitroplast) ».
Le nitroplaste semble avoir commencé à évoluer il y a environ 100 millions d’années, ce qui est très court comparé aux mitochondries ou aux chloroplastes.
L’équipe prévoit de poursuivre ses recherches pour déterminer si le nitroplaste existe aussi dans d’autres cellules et quels effets il peut avoir.
Le nitroplaste pourrait permettre de conférer aux plantes la capacité de fixer l’azote, avec un potentiel d’application pour améliorer les cultures.

L’endosymbiose primaire est un événement extrêmement important dans l’évolution du vivant, et le fait qu’un tel phénomène se produise encore aujourd’hui est une découverte fascinante. Il sera intéressant d’observer le rôle que jouera le nitroplaste à l’avenir.
Cela dit, il semble qu’il faudra encore beaucoup de recherches avant que ces résultats puissent être appliqués concrètement à l’agriculture. Donner aux cultures la capacité de fixer l’azote par manipulation génétique pourrait avoir des effets imprévus sur les écosystèmes, ce qui impose de la prudence.
Étant donné que l’endosymbiose primaire à l’origine des mitochondries et des chloroplastes s’est produite il y a environ 1 milliard d’années, on peut supposer que l’évolution du nitroplaste n’en est encore qu’à ses débuts. Il faudra suivre la manière dont cet organite évoluera.
Ces résultats montrent que les êtres vivants ont évolué en interagissant étroitement les uns avec les autres. Ils suggèrent que la symbiose avec d’autres organismes a joué un rôle important dans l’acquisition de nouvelles capacités.
Il semble nécessaire de mieux comprendre les mécanismes et les conditions dans lesquels se produit l’endosymbiose primaire. Cela pourrait permettre d’éclairer un processus clé de l’évolution du vivant et d’explorer de nouvelles possibilités d’application en biologie.

GN⁺ 2024-04-21

Résumé :

La première symbiose à l'origine des eucaryotes pourrait être un événement extrêmement rare, non pas de l'ordre d'une fois par milliard d'années, mais plutôt d'une fois par billion d'années, voire par 10^20 ans. Cela pourrait constituer une barrière majeure à l'émergence de la vie complexe et expliquer le paradoxe de Fermi.
La symbiose du nouvel organite de fixation de l'azote a en réalité eu lieu il y a 100 millions d'années. Elle n'a été découverte que récemment.
Cette algue, Braarudosphaera bigelowii, est entourée de 12 plaques pentagonales et forme un dodécaèdre parfait. C'est un organisme très fascinant.
La plupart des insectes possèdent des endosymbiotes internes transmissibles génétiquement, ce qui remet en question l'affirmation selon laquelle l'endosymbiose primaire serait si rare.
L'article a un titre sensationnaliste, et il est possible qu'il s'agisse simplement d'une capture fortuite d'un événement qui se produit une fois par milliard d'années, mais qui, le plus souvent, n'a peut-être pas un impact aussi grand ni un caractère aussi mémorable.
Une variété de maïs peut produire elle-même de l'azote "lié".