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Les toutes premières formes de vie ont peut-être été plus animales que nous ne l’avons jamais imaginé

Les débuts de la vie ressemblaient peut-être beaucoup plus à des animaux que nous le pensions, suggère une nouvelle recherche qui montre que les bactéries peuvent «se développer» comme un embryon.

Lorsque les bactéries se regroupent, elles suintent une maison commune protectrice de slime pour former des colonies prospères et densément peuplées appelées biofilms. Ensemble, ces organismes minuscules sont plus puissants.

Dans la sécurité du biofilm, ils peuvent mieux résister aux changements environnementaux, communiquer à longue distance avec des cellules en dehors de leurs communautés et même partager une sorte de mémoire collective – se comportant essentiellement comme un seul organisme multicellulaire.

Aujourd’hui, une équipe internationale de chercheurs dirigée par le généticien évolutionniste Momir Futo de l’Institut Ruđer Bošković en Croatie a découvert que les biofilms se développent également comme un organisme multicellulaire.

La plupart des cellules sur Terre vivent sous la forme de ces biofilms. Ils peuvent être composés de plusieurs espèces, et nous trouvons de plus en plus de façons dont ils agissent comme des êtres multicellulaires – y compris la division du travail, la mort cellulaire programmée et la reconnaissance de soi.

Dans le laboratoire, Futo et l’équipe ont étudié en forme de bâtonnet Bacillus subtilis, que l’on trouve couramment dans le sol, les vaches et nous. Les chercheurs ont établi une chronologie de l’expression des gènes dans tout le biofilm au fur et à mesure de son développement, de quelques cellules initiales à l’âge de deux mois.

Ils ont également comparé les produits des gènes de la bactérie avec ceux des autres dans son arbre généalogique, établissant une chronologie de leurs relations évolutives.

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«Étonnamment, nous avons constaté que les gènes évolutifs plus jeunes étaient de plus en plus exprimés vers les derniers moments de la croissance du biofilm», a expliqué le généticien Tomislav Domazet-Lošo de l’Université catholique de Croatie.

L’ordre d’expression des gènes au cours de la croissance du biofilm reflète le moment de l’évolution de ces gènes – tout comme les expressions des gènes dans les embryons d’animaux en développement.

Et ce n’est pas la seule façon dont les biofilms imitent l’embryogenèse (le développement d’un embryon animal). L’organisation étape par étape de l’expression génique observée est également observée chez les embryons, tout comme une forte augmentation de la communication entre les cellules au milieu du développement, qui dans le biofilm coïncide avec la croissance des rides 3D.

«Cela signifie que les bactéries sont de véritables organismes multicellulaires, tout comme nous», a déclaré Domazet-Lošo. « Étant donné que les fossiles les plus anciens connus sont des biofilms bactériens, il est fort probable que la première vie était également multicellulaire, et non une créature unicellulaire comme on l’a envisagé jusqu’à présent. »

La méthode de phylostratigraphie utilisée par les chercheurs est relativement nouvelle et pose encore des questions sur sa fiabilité.L’équipe a donc revérifié ses résultats à l’aide d’outils génétiques plus anciens et a constaté qu’elle étayait ses conclusions.

L’équipe prévient que ces résultats sont limités aux biofilms à une seule espèce dans des conditions de laboratoire, donc des recherches supplémentaires sont nécessaires pour voir si les résultats sont également valables dans l’environnement naturel avec des interactions multi-espèces.

Il reste également à voir si d’autres caractéristiques d’embryogenèse – comme des ondes localisées de nouvelles expressions génétiques – sont également présentes dans les biofilms. Mais les similitudes qu’ils ont observées sont assez frappantes.

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Étant donné que les biofilms sont responsables de plus de 80% des infections microbiennes dans notre corps, ils joueraient certainement également un rôle important dans le fonctionnement de nos bonnes bactéries, alors comprendre comment ces organismes pas si uniques se développent et travaillent ensemble pourrait aider à un une myriade de problèmes médicaux.

« Il est incontestable que la cellule est l’unité de base de la vie; cependant, cela n’implique pas facilement que la première vie était strictement unicellulaire », ont conclu les chercheurs.

Cette recherche a été publiée dans Biologie moléculaire et évolution.

Cet article a été initialement publié par ScienceAlerte. Lire l’article original ici.

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