Les scientifiques estiment que les premières entités biologiques ont commencé à apparaître sur Terre il y a plus de 4 milliards d’années.
« Il existait une sorte de soupe primordiale à partir de laquelle certaines molécules organiques étaient formées. C’étaient des précurseurs de l’ARN et de l’ADN », des molécules contenant du carbone qui se combinaient et s’organisaient en une séquence de réactions biologiques, a expliqué le biologiste computationnel. Karthik Anantharaman de l’Université du Wisconsin-Madison. Ces premiers microbes auraient été extrêmement simples.
Mais étaient-ils virus ou des bactéries ?
Les scientifiques n’ont pas de réponse concluante, en partie parce qu’il est difficile de recréer plus de 4 milliards d’années d’évolution. Bactéries sont des organismes unicellulaires capables de se reproduire et d’exister de manière indépendante. Le les plus anciens fossiles de bactéries remontent à environ 3,5 milliards années. Les données génétiques suggèrent que les premières cellules sont encore plus anciennes, remontant au moins à 4,2 milliards d’années. Cela n’aide cependant pas à déterminer si des virus ou des bactéries sont apparus en premier, car ces mêmes données suggèrent que les premières cellules vivaient déjà dans un écosystème regorgeant de virus.
Pendant ce temps, les virus se dégradent plus facilement que les bactéries. fossiles physiques de virus.
Et dater les virus en fonction des changements dans leur séquence génétique n’est pas non plus utile, car les virus peuvent muter beaucoup plus rapidement que les bactéries.
« La séquence change rapidement d’un point de vue évolutif », a déclaré Gustavo Caetano-Anollesbioinformaticien au Carle Illinois College of Medicine. « Au cours de 4 milliards d’années d’évolution, la séquence a changé encore et encore jusqu’à devenir méconnaissable, c’est ce qu’on appelle la saturation. »
Mais les virus ne sont pas vivants. Ils n’ont pas de métabolisme et ne se répliquent que s’ils infectent une cellule et utilisent les ressources de l’hôte pour se répliquer. Parce que les virus ont besoin d’un hôte, cela suggérerait que les bactéries ont évolué en premier, n’est-ce pas ? Pas si vite.
En fait, jusqu’à très récemment, la plupart des scientifiques pensaient que les virus étaient issus de la soupe primordiale avant les bactéries.
Une hypothèse sur l’émergence de la vie, appelée « le monde de l’ARN », a été initialement proposé par Alexander Rich en 1962: Au départ, avant la formation des premières entités biologiques, les individus ARN les molécules catalysaient des réactions chimiques simples et stockaient des informations génétiques de base dans leurs séquences, a-t-il affirmé. À un moment donné, ces molécules se sont encapsulées, créant ainsi une vie précoce, et ce n’est que plus tard que la molécule la plus complexe ADN a commencé à émerger.
« Toutes les bactéries ont un ADN double brin, mais les virus ont différents types de structure : il existe des génomes à ADN, des génomes à ARN, double brin, simple brin… », a déclaré Anantharaman à Live Science. Le fait que certains types de virus contiennent uniquement de l’ARN suggère fortement que les virus sont antérieurs aux cellules, a déclaré Anantharaman.
L’hypothèse du virus d’abord reste la plus largement acceptée parmi les biologistes évolutionnistes. Cependant, des découvertes plus récentes l’ont remis en question.
La théorie de la priorité aux bactéries, également connue sous le nom d’hypothèse réductrice, a gagné du terrain en 2003 lorsque Des chercheurs français ont découvert un virus géant dans les boues d’un château d’eau à Bradford, en Angleterre. Auparavant identifié à tort comme une bactérie, la découverte du Mimivirus a remis en question les théories de longue date des microbiologistes sur l’évolution virale. « Ces virus étaient presque aussi gros que des bactéries et disposaient de pièces mécaniques nécessaires à la fabrication de protéines », a déclaré Caetano-Anolles. « Ils étaient comme une forme intermédiaire entre les cellules et les virus. »
Les chercheurs ont proposé que ces virus aient peut-être évolué à partir de cellules anciennes – mais plutôt que d’augmenter en complexité à mesure qu’elles évoluaient, les cellules « sont devenues réductrices », supprimant progressivement leurs différentes fonctions biologiques pour devenir spécialisées et complètement dépendantes des cellules hôtes.
Cependant, Anantharaman et Caetano-Anolles ont des doutes sur cette théorie. « C’est une hypothèse très générale, et ceux qui la soutiennent se concentrent souvent sur des exemples très spécifiques », a déclaré Anantharaman.
Pour Caetano-Anolles, la co-évolution à partir d’un seul ancêtre commun semble être l’origine la plus probable des virus et des bactéries. « Nous incorporons du matériel viral dans notre maquillage depuis le début », a-t-il déclaré. « Peut-être que le virus fait réellement partie de l’ensemble du processus cellulaire et devrait être considéré comme un élément intégré. »
Les propres recherches de Caetano-Anolles portent sur autres caractéristiques structurelles qui peut contenir la « mémoire » d’anciens virus et bactéries. Il pense que les points communs dans la forme des replis protéiques des virus et des bactéries, codés dans la séquence génétique, suggèrent une possible origine commune. « Nous avons généré une horloge de replis, nous avons donc la chronologie – et ce sont les replis universels, ceux qui sont communs à tout, y compris les virus, qui viennent en premier », a-t-il déclaré.
Les chercheurs du domaine continuent de découvrir des preuves à l’appui de chaque théorie d’origine. Cependant, il est peu probable que nous parvenions à une réponse concluante, a déclaré Anantharaman.
« Nous essayons de déduire un événement qui s’est produit il y a 4 milliards d’années », a déclaré Anantharaman. « On peut faire des expériences pour étayer telle ou telle hypothèse, mais en réalité, c’est un situation de la poule et de l’œuf« .
