Des virus géants pourraient avoir aidé à façonner les cellules qui ont donné naissance aux animaux et aux plantes

Une ourse polaire et ses trois petits se reposent pendant l'été dans le nord du Canada. Christopher Paetkau – Wildlife Photographer of the Year – People’s Choice Award 2026 L'origine des cellules qui forment le corps des animaux, des plantes, des champignons et d'une énorme variété d'êtres microscopiques pourrait avoir été bien plus mouvementée qu'on ne l'imaginait. Au lieu d'une seule rencontre décisive entre deux micro-organismes, une étude publiée ce mercredi (10) dans la revue scientifique "Nature" suggère que ces cellules complexes sont apparues petit à petit, fruit d'une succession d'"alliances" entre différents microbes — et que même des virus géants pourraient avoir participé au processus, agissant comme une sorte de livreur de gènes. "Pendant longtemps, nous avons expliqué l'origine des cellules complexes comme une histoire avec deux protagonistes principaux : une archée et la bactérie qui a donné naissance à la mitochondrie", affirme Toni Gabaldón, chercheur à l'Institut de Recherche en Biomédecine (IRB Barcelone) et au Centre de Supercalcul de Barcelone (BSC), en Espagne, qui a dirigé les travaux. "Notre étude suggère que ce récit est incomplet et qu'il y avait plus d'acteurs en scène, y compris d'autres groupes de bactéries et des virus géants qui pourraient avoir facilité l'échange de gènes". Toutes les cellules des animaux, des plantes et des champignons partagent une caractéristique de base : ce sont des cellules complexes, avec des compartiments internes spécialisés — les cellules dites eucaryotes.

Comment elles sont apparues est l'une des plus grandes questions ouvertes de la biologie. Pendant des décennies, l'explication la plus acceptée pointait un moment décisif : une archée (un type de micro-organisme) se serait associée à une bactérie, qui avec le temps est devenue la mitochondrie, la structure qui fonctionne comme une usine d'énergie de la cellule.

Ce "mariage", proposé et défendu par la biologiste Lynn Margulis, aurait ouvert les portes à la complexité cellulaire. Vidéos en vogue sur g1 Fossiles écrits dans les gènes Le nouveau travail ne nie pas le rôle central de la mitochondrie, mais défend que le chemin vers la cellule complexe a été plus long, graduel et collaboratif qu'on ne le croyait. Comme ce processus a eu lieu il y a environ 2 milliards d'années, chez des êtres microscopiques qui n'ont pratiquement pas laissé de fossiles, l'équipe a eu recours à une sorte d'"archéologie moléculaire" : au lieu d'os, ce sont les traces gardées dans les génomes actuels qui ont été analysées.

En utilisant le superordinateur MareNostrum pendant plus de cinq ans, les scientifiques ont reconstruit l'ensemble des gènes du dernier ancêtre commun de tous les eucaryotes (connu sous l'acronyme LECA, en anglais) et l'ont comparé avec des dizaines de milliers de génomes de bactéries, d'archées et de virus. La NASA enquête sur une anomalie dans le champ magnétique de la Terre, qui pourrait provoquer le chaos dans les communications Image de microscopie électronique d'un Mimivirus, l'un des virus dits géants. La nouvelle étude suggère que des virus de ce type pourraient avoir agi, par le passé, comme des véhicules de transfert de gènes entre microbes. Sarah Duponchel et Matthias G.

Fischer/Wikimedia Commons "Nous essayons de reconstruire une histoire qui s'est produite il y a des milliards d'années et pour laquelle nous n'avons pas de fossiles directs. C'est pourquoi nous avons été très conservateurs : nous avons maintenu seulement les signaux évolutifs les plus robustes — ceux avec une force comparable à celle des signaux déjà acceptés pour l'archée ancestrale et pour la bactérie qui a donné naissance à la mitochondrie", expliquent Moisès Bernabeu, Saioa Manzano-Morales et Marina Marcet-Houben, auteurs de l'étude et chercheurs du groupe de Génomique Comparative dirigé par Gabaldón. Outre la mitochondrie, l'étude a identifié les marques d'au moins deux autres groupes de bactéries à l'origine des eucaryotes. L'un d'eux, appelé Planctomycetota, attire l'attention par une complexité inhabituelle pour une bactérie, avec des compartiments internes ressemblant à ceux des cellules les plus sophistiquées.

L'autre, les Myxococcota, est lié à des fonctions du métabolisme, comme le traitement des graisses et la formation de membranes. Selon les chercheurs, ces contributions ne sont pas venues toutes en même temps : les signaux des Planctomycetota sont les plus anciens ; ceux des Myxococcota et de la bactérie qui a donné naissance à la mitochondrie apparaissent plus proches dans le temps. Ce portrait correspond à l'idée que les ancêtres des cellules complexes vivaient dans des environnements remplis de microbes, comme les tapis microbiens — des communautés organisées en couches, où différents organismes cohabitent sous des conditions chimiques variées.

Dans ce type de voisinage, l'échange de gènes entre êtres distincts aurait permis à la future cellule complexe de gagner de nouvelles capacités au fil du temps. Cellules vivantes de la feuille de la mousse Bryum capillare vues au microscope. L'image montre des chloroplastes, structures présentes dans les cellules des plantes et des algues. Des_Callaghan/Wikimedia Commons L'une des découvertes les plus inattendues concerne justement les virus.

Une partie des gènes incorporés dans les étapes initiales de cette évolution semble provenir de virus géants, du groupe Nucleocytoviricota, qui ont des génomes beaucoup plus grands que ceux de la plupart des virus connus et infectent des organismes à une seule cellule. Pour les auteurs, ces virus pourraient avoir fonctionné comme des véhicules de transfert génétique, transportant du matériel d'un micro-organisme à un autre au sein du même environnement. Le travail poursuit une ligne de recherche que Gabaldón lui-même a ouverte en 2016, également dans "Nature", lorsqu'il a suggéré que la mitochondrie pourrait avoir été acquise relativement tard dans ce processus.

Avec beaucoup plus de données génomiques et des outils de calcul plus puissants, l'équipe a réussi maintenant à détailler quels autres organismes ont laissé leur marque sur cet ancêtre commun. À l'avenir, disent les auteurs, ce type de connaissance pourrait même ouvrir la voie à des recherches en biotechnologie axées sur le développement de formes de vie artificielle à partir d'ensembles de micro-organismes. "Tous les génomes préservent des traces de leur histoire. Dans le cas des eucaryotes, ces traces nous parlent d'anciennes alliances entre micro-organismes. Les comprendre nous aide à répondre à une question très profonde : qui sommes-nous et d'où venons-nous", conclut Gabaldón. VIDÉO : La pollution rend-elle vraiment le ciel plus beau ? La pollution rend-elle vraiment le ciel plus beau ?.