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Article.
Le monde encore très mystérieux des archaea
Jean-Paul Baquiast 07/11/2013



Archeae dans un milieu marin. L'obscurité de l'image symbolise assez bien les mystères entourant ces cellules

 

Nous avions en temps utile signalé le rôle que les paléobiologistes attribuent aux archaea ou archées dans le développement de la vie sur la Terre (voir notamment http://www.automatesintelligents.com/echanges/2009/fev/darwin.html ainsi que http://www.automatesintelligents.com/echanges/2006/fev/newbio.html. Ces organismes sont considérés aujourd'hui comme des formes de vie spécifiques, à distinguer des bactéries et des organismes multi-cellulaires dotés de cellules à noyau (eucaryotes). Il n'est toujours pas possible de préciser comment les archaea seraient apparues sur la planète, autrement dit de quel processus, proche ou non de celui caractérisant les bactéries et les eucaryotes, elles ont pu bénéficier. L'hypothèse d'un ancêtre commun (LUCA ou Last Universal Common Ancestor) est la plus souvent retenue. Pour plus de détail, on consultera notre article relatif au Mimivirus http://www.automatesintelligents.com/echanges/2006/avr/mimivirus.html

L'hypothèse selon laquelle trois formes de vie différentes auraient pu, par des processus différents, se développer sur Terre, n'est pas pour autant à exclure. Elles se seraient rapprochées par transfert de gènes. Ceci pourrait soutenir l'idée que, sur une planète habitable, la vie peut provenir d'origines multiples, éventuellement dans certains cas à partir de composants prébiotiques venus de l'espace (cf notre article Les molécules de la vie prennent leur origine dans l'espace ). D'ou l'intérêt d'essayer d'en rechercher des traces dans le système solaire, en premier lieu sur Mars, au sein de zones éventuellement propices.

Aujourd'hui, bien que plus ou moins dissemblables, les 3 formes de vie connues ont réussi à coexister et à former des symbioses. Ceci n'exclut pas que d'autres souches moins bien armées aient été éliminées dès les origines. Les archaea sont particulièrement bien représentées dans les milieux extrêmes, comme dans le fonds des mers où, avec certaines formes de bactéries dite extrémophiles, elles constituent les seules formes de vie active. D'où l'hypothèse qu'elles aient été les premières à coloniser la Terre primitive.

Elles ne sont pas encore étudiées avec les moyens importants consacrés aux bactéries et cellules à noyau, d'autant plus qu'elles ne se reproduisent pas en laboratoire. C'est pourquoi les chercheurs qui dorénavant s'attachent à les observer dans leur milieu naturel devraient avoir l'occasion de faire des découvertes intéressantes, susceptibles même de modifier en profondeur l'idée que l'on se fait de la vie, y compris sous ses formes récentes. Avis aux jeunes scientifiques !!

Un monde à découvrir

C'est ainsi qu'une équipe dirigée par la Pr Karen Lloyd, de l'Université du Tennessee, à Knoxville, a montré en 2013 que les archaea pouvaient se nourrir dans les fonds sous-marins en dégradant les protéines qui s'y trouvent sous forme de déchets. Elles utilisent des enzymes extracellulaires secrétées par elles, selon des commandes génétiques spécifiques. Le processus est plus efficace que ceux utilisés par les bactéries et les autres cellules, qui relèvent du cycle alimentaire classique. D'où une adaptabilité plus grande en ces milieux extrêmes.

En 2013 également une équipe dirigée par le Dr Thorsten Allers, de l'Université de Nottingham (UK) a montré que les archeae Haloferax volcanii (image) que l'on trouve notamment dans un autre milieu inhospitalier, les mers très salées (en l'espèce la Mer Morte), peuvent se reproduire en court-circuitant les processus de réplication de l'ADN décrits dans le modèle universel découvert par François Jacob en 1963. Elles y gagnent une plus grande aptitude à se multiplier, ce qui là encore augmente leur adaptabilité. Leur aptitude au transfert horizontal de gènes avait précédemment été observée.

On pourrait se demander pourquoi, dotées de ces propriétés, les archaea n'ont pas éliminé les autres formes de vie. C'est sans doute parce que les processus en cause manquaient de la souplesse nécessaire pour se généraliser dans des conditions d'environnement différentes.

Quoiqu'il en soit, les archaea, selon beaucoup de chercheurs, ne se sont pas limitées à des formes de vie primitives. On soupçonne que certaines d'entre elles ont pu se transformer et donner naissance aux eucaryotes multi-cellulaires, c'est-à-dire finalement à l'espèce humaine, en s'imposant aux monocellulaires procaryotes, et notamment aux bactéries, elles-mêmes omniprésentes sur Terre semble-t-il depuis les origines. Les auteurs de science-fiction pourront imaginer l'existence d''espèces humaines encore inconnues (telles l'abominable homme des neiges) dont les cellules seraient des archeae.

Les archeae pourraient continuer à entre en compétition avec la vie multicellulaire au sein des organismes complexes avec lesquels elles auraient réalisé des symbioses. L'équipe de Nottingham, rejointe par d'autres, soupçonnent que les capacités de réplication « anormales » dont font preuve les cellules cancéreuses dans ces organismes complexes pourraient avoir été héritées d'ancêtres archeae. Les cellules cancéreuses humaines feraient ainsi appel à des formes de réplication proches de celles du Haloferax volcanii. D'où l'intérêt d'approfondir aujourd'hui leur étude dans le cadre de la lutte anti-cancéreuse

Une étude plus approfondie de cette forme de vie, qualifiée par les chercheurs de « proche des autres formes mais néanmoins étrangères à la vie telle que nous la connaissons » devrait pouvoir faire apparaître des propriétés encore inconnues mais indispensables aux équilibres biologiques de la planète. Elle pourrait aussi renseigner sur la vie susceptible de se trouver sur d'autres planètes.

Pour en savoir plus
Wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/Archaea
Wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/Haloferax

Références

* Nature: Karen G. Lloyd, Lars Schreiber, Dorthe G. Petersen, Kasper U. Kjeldsen, Mark A. Lever, Andrew D. Steen, Ramunas Stepanauskas, Michael Richter, Sara Kleindienst, Sabine Lenk, Andreas Schramm, Bo Barker Jørgensen. Predominant archaea in marine sediments degrade detrital proteins. Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature12033

* Nature: Michelle Hawkins, Sunir Malla, Martin J. Blythe, Conrad A. Nieduszynski, Thorsten Allers. Accelerated growth in the absence of DNA replication origins. Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature12650

* Voir aussi Science Daily Life, but Not as We Know It: Rudimentary Form of Life Sidesteps Normal Replication Process http://www.sciencedaily.com/releases/2013/11/131103140259.htm

Commentaire

Notre ami François Anceau nous écrit:

Personnellement, considérant que la "Soupe" Prébiotique a pu se former dans des volumes de plusiers kilomètres cubes, ce n''est pas "Un LUCA" dont il faudrait envisager la formation, mais celle de toute une "Population" de cellules alors capables de "manger" des molécules, voire, déjà d'absorber des "concurrentes", puis se diviser,

Comme toujours en pareil cas un "Clone" a eu plus de succès que les autres, mais ce "Clone", par "accidents de réplication", fut lui-aussi, une Lignée - Souche et donc une population.

Bref, même si, initialement, le "Style" Archée a eu plus de succès que les autres sans doute, il y eut dès le début des formes tendant vers le Type Bactérie, d'autres vers, déjà, le Type Eucaryote !

Vu les nombres de ces fameuses "Cellules" originelles, et leurs capacités à échanger du matériel génétique, le concaténer, et s'associer par absorptions sans digestions, il est clair que seuls les "Statistiques", les "Grands Nombres", peuvent servir de modèles possibles !

Toutefois, concernant les archaea, il n'est pas possible de dire qu'il s'agirait de trois vies différentes : Les archaeas, les bactéries et les eucariotes utilisent le même codage génétique, c'est pour cela qu'il y a peut-être eu des échanges de gênes... En fait, le problème de l'émergence de la vie ne concerne que les archaeas et les bactéries puisque les pluricellulaires découlent des regroupements bactériens (gels bactériens) et vraisemblablement les bactéries découlent des archaeas.

La découverte des archaeas dans des fumeurs noirs milite pour que soit eux qui ont réussi à survivre au grand bombardement., là où ils se seraient adaptés à la chaleur et aux milieux extrèmes.Tout cela ne nous donne pas d'information sur ce qui s'est passé pendant l'hadéen, avant le grand bombardement.

L'origine du codage génétique unique pourrait provenir du fait que seuls les archaeas ont survécu et que tout la vie ultérieure découle d'eux. Concernant les cellules cancéreuses, Jacques Costagliola a publié un document très intéressant dans lequel il suggère que la cellule cancéreuse effectue un régression au statut de procariote en activant des paléogènes. Il existe une théorie sur la nature du cancer dans laquelle les cellules privées de mitochondries efficaces enclenchent des cycles métaboliques gycoliques successifs jusqu'à arriver au cycle de Warburg (glycolyse oxydative), ce qui nécessite l'activation de paléogènes qui leur donnent un comportement de procaryotes.

J. Costagliola, "L'oncogénie", p 125 dans Théories et modèles biologiques, L'Harmattan, 1999 .

F.A.