Événement rare dans l’histoire de l’évolution : des chercheurs ont identifié un nouvel organite issu d’une symbiose entre une bactérie et une algue. Comme dans une usine, les cellules eucaryotes (les cellules des animaux, des plantes et des champignons) opèrent une véritable division du travail, les différentes tâches étant réalisées dans différents compartiments, appelés organites. Ces tâches vont du stockage de l’ADN dans le noyau à la digestion des molécules dans des lysosomes hautement acides. L’origine de ces organites et leurs fonctions fascinent les biologistes depuis plus d’un siècle.
Selon le professeur Marc-André Selosse, du Muséum national d’histoire naturelle de Paris, « Il y a deux manières d’évoluer. Soit par mutations, qui révèlent de nouvelles propriétés, soit par association, en s’associant à un organisme, ce qui permet d’hériter de ses propriétés.. Si l’évolution par mutation est la plus courante, les rares cas d’évolution par association ont eu des répercussions considérables. En effet, l’acquisition de la mitochondrie, l’organite responsable de la respiration cellulaire chez les eucaryotes, a donné naissance aux formes de vie les plus complexes. Il s’agit très probablement du descendant d’une bactérie entrée en endosymbiose (symbiose à l’intérieur d’une cellule) avec l’ancêtre des cellules eucaryotes, il y a près de deux milliards d’années. Et, à force de cohabiter avec son hôte, la bactérie a évolué d’un simple symbiote à un compartiment à part entière de la cellule : elle est devenue un organite.
On estime que l’acquisition d’un organite par endosymbiose n’a eu lieu que trois fois dans l’histoire de l’évolution : une fois pour les mitochondries, et deux fois pour les plastes (famille d’organites dont le chloroplaste, lieu de la photosynthèse végétale). Ou plutôt, estimions-nous… Dans une étude publiée le 12 avril dans Science, une équipe de chercheurs de l’université de Californie à Santa Cruz affirme avoir découvert un quatrième organite issu d’une endosymbiose entre un eucaryote et une bactérie : l’azotoplaste.
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Des chercheurs ont découvert cet organite, connu sous le nom d’UCYN-A, à l’intérieur d’une algue marine unicellulaire. Braarudosphaera bigelowii. Cet azotoplaste porte bien son nom : véritable engrais intracellulaire, il permet à l’algue d’acquérir une fonction qui est normalement l’apanage des bactéries : fixer l’azote de l’air (N2) et le transforment en sels azotés assimilables par métabolisme. Pour le chercheur Ansgar Gruber, directeur du laboratoire d’évolution des protistes (eucaryotes microscopiques), disposer d’un azotoplaste constitue un avantage majeur. « Tous les êtres vivants doivent contenir une certaine proportion de composés azotés. Mais ceux-ci ne peuvent être synthétisés qu’à partir de sels d’azote, très rares dans l’océan. UCYN-A provient d’un petit groupe de cyanobactéries capables de fixer N2, et il est assez fascinant de voir que cette capacité est ensuite acquise par l’algue. »
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