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La plus grande expérience scientifique évolutive réalisée à ce jour nous montre que la vie fait son chemin à tout prix

La vie saisit chaque opportunité, aussi petite soit-elle, d’avancer et de se perpétuer. Et peu importe l’agressivité du support dans lequel il est développé. Les expériences que les scientifiques mènent depuis des décennies, mais aussi l’observation de la nature, nous montrent la capacité exceptionnelle d’adaptation à l’environnement que possèdent de nombreux organismes, et cette capacité trouve son origine dans un mécanisme que nous connaissons bien : mutation.

D’une manière générale, une mutation est une altération de la séquence des nucléotides qui composent le génome d’un organisme. Cette erreur peut se produire spontanément pendant la réplication des molécules d’ADN, mais cela peut également se produire en raison de l’exposition de ces molécules à certains agents externes qui ont la capacité de les endommager, tels que les rayonnements ionisants, entre autres facteurs que nous n’étudierons pas afin de ne pas compliquer cet article plus que nécessaire.

Certaines mutations ont le pouvoir de conférer des avantages évolutifs aux organismes dans lesquels elles sont produites, facilitant leur adaptation à l’environnement.

Cette explication semble inviter à penser que les mutations sont nocives pour les organismes, mais, en réalité, ce n’est pas toujours le cas. Certaines mutations sont sans conséquence ; d’autres, en effet, peuvent déclencher des processus néfastes pour l’organisme dans lequel ils ont eu lieu ; et quelques-uns ont le pouvoir de confèrent des avantages évolutifs à cet organisme. Ces derniers se manifestent généralement sous la forme d’une plus grande capacité d’adaptation à l’environnement.

Le rôle que les mutations ont eu dans l’évolution des êtres vivants a longtemps été hors de doute. Et bien sûr ils expliquent l’évolution que nous avons connue comme espèce depuis nos ancêtres. Mais pour comprendre sa portée, comprendre ses mécanismes les plus intimes et découvrir son impact sur de grandes populations, des recherches supplémentaires sont nécessaires. Tels sont précisément les objectifs de l’expérience LTEE (Évolution expérimentale à long terme) que nous étudierons dans les prochains paragraphes.

LTEE a déjà dépassé 74 500 générations

Richard Lenski est professeur d’écologie microbienne à la Michigan State University. En 1988, l’idée lui vient de commencer une expérience qui lui permettrait analyser l’impact qui ont des mutations dans les altérations du génome des bactéries E. coli (Escherichia coli), qui se trouvent, par exemple, dans notre tractus gastro-intestinal car ils contribuent au processus digestif.

Son objectif était de voir comment les mutations se développent à mesure que de nouvelles générations de bactéries émergent, et dans quelle mesure elles représentent un avantage évolutif pour ces minuscules micro-organismes. Le choix d’E. coli n’était pas accidentel. Et est-ce que ces bactéries se développent six ou sept nouvelles générations chaque jour, ils sont donc parfaits pour analyser les altérations génétiques qui se produisent et l’impact qu’elles ont sur leur capacité à s’adapter à l’environnement dans lequel elles se trouvent.

Au cours des 33 années qui se sont écoulées depuis que Lenski a commencé son expérience, les 12 colonies de bactéries qu’il maintient en renouvellement constant ont donné naissance à rien de moins que 74 500 générations. Les mutations se produisent très rarement, avec seulement environ une bactérie mutée sur mille, mais ce faible taux n’est pas un problème car plusieurs milliards de bactéries sont impliquées dans cette expérience. Et cette dimension a une conséquence : environ un million de mutations surviennent chaque jour.

Pour cette raison, le développement que les bactéries E. coli ont subi au cours de l’expérience de Lenski, dans laquelle la sélection naturelle a régné, équivaut à environ 1,5 million d’années d’évolution humaine. Il n’y a rien. Comme on peut l’imaginer, ce scientifique et ses collaborateurs obtiennent des informations très précieuses grâce à cette expérience de longue durée. Mais la conclusion la plus pertinente à laquelle ils sont parvenus, comme Lenski le défend lui-même, est que l’évolution ne s’arrête jamais. Pas même si la pression environnementale cesse. Et nous, heureusement, n’y sommes pas immunisés.

Image de couverture | Pixabay

Plus d’informations | Université de Michigan

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