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Article. L'invention des mitochondries Jean-Paul Baquiast 26/04/2015

 


Mitochondrie


Nous avons précédemment présenté et commenté les travaux selon nous extrêmement éclairants du biochimiste britannique Nick Lane (Cf notamment notre article sur son ouvrage séminal Life Ascending, 2010 .Depuis la parution de cet ouvrage, Nick Lane a poursuivi ses recherches sur les origines de la vie. Il vient de les présenter dans un nouvel ouvrage The Vital Question: Why is Life the Way it Is? (Profile books Avril 2015). Il y propose une réponse à la question toujours en suspens aujourd'hui, concernant les origines de la vie sur Terre, sous la forme que nous lui connaissons.

Il ne se pose pas la question de l'origine des premières formes de vie élémentaire, largement traitée dans les premiers chapitres de Life ascending. Il recherche ici les raisons pour lesquelles les premières cellules simples, sans noyaux, dites procaryotes, se sont transformées d'abord en cellules à noyau et membranes, dites eucaryotes, et comment celles-ci ont ensuite donné naissance aux organismes multicellulaires dont nous sommes nous mêmes des descendants. Cette question est loin d'avoir reçu de réponse précise de la science à ce jour. Life ascending se bornait à l'effleurer.

Dans The Vital Question, Nick Lane formule une hypothèse qui vient en contradiction avec celles très généralement reçues concernant les origines des multicellulaires. D'après ces dernières les premières cellules vivantes, virus ou bactéries, sont restées pendant 4 milliards d'années sans évoluer sensiblement, jusqu'à ce que l'augmentation du taux d'oxygène dans l'atmosphère, résultant notamment de l'activité des bactéries photosynthétiques, ait permis à ces cellules de disposer de davantage d'énergie. Elles sont alors toutes devenues, mais selon des voies différentes, plus grandes et plus complexes, donnant naissance aux espèces végétales et animales que nous connaissons.

Dans cette hypothèse, ce changement vers la complexité, résultant de la compétition darwinienne, se serait produit plusieurs fois, sans nécessairement de liens entre les processus adoptés par chacune des espèces en ayant résulté. Il pourrait éventuellement se reproduire sur d'autres planètes, dotées de conditions analogues.

Mitochondries

Nick Lane refuse cette hypothèse. Il en propose une autre, bien plus surprenante. Pendant des milliards d'années, selon lui, les cellules simples le seraient restées sans changements particuliers. Par contre, une fois et une seule, il se trouva une cellule simple pour s'implanter à l'intérieur d'une autre, lui apportant son énergie, mais renonçant de ce fait à vivre de façon indépendante.

On reconnaît dans cette description les organites cellulaires brio-énergétiques existant à l'intérieur des cellules complexes et leur apportant l'énergie nécessaire à leur complexification. Il s'agit des mitochondries, que l'on considère généralement comme d'anciennes cellules autonomes ayant fait le choix de vivre en symbiose avec d'autres qui leur procureront l'abri de leurs membranes.

La cellule hôte, ainsi équipée, a pu en se dotant d'un plus grand nombre de mitochondries, obtenir l'énergie nécessaire à une plus grande mobilité et à une plus grande complexification – y compris l'énergie nécessaire pour se diversifier et se spécialiser à l'intérieur d'un organisme multicellulaire. Mais vivre ensemble n'était pas facile, pas plus pour les mitochondries que pour les cellules hôtes. Celles ci pour survivre durent adopter des comportements complexes tels que la production de gènes au sein de molécules d'ADN, puis pour certanes la reproduction sexuelle. Aujourd'hui, selon Lane, cette symbiose se poursuit, continuant à nous aider à survivre. Nous sommes selon lui ce que font de nous nos mitochondries.

Sur la base de cette première hypothèse, le livre examine de nombreuses questions permettant de mieux comprendre ce que nous sommes devenus en tant qu'organises complexes adaptatifs. Nous y reviendrons dans un autre article. Bornons-nous cependant à poser une question à propos du mécanisme proposé par l'auteur. Est-il réaliste de penser qu'un événement aussi lourd de conséquences que celui qu'il décrit ne se soit produit qu'une fois et une seule, pendant les milliards d'années précédant l'apparition des eucaryotes, et vraisemblablement dans un seul couple de cellules, alors que le nombre des cellules élémentaires présentes sur la Terre pendant ces années était certainement immense?

S'il n'existait pas de lois antérieures ayant pu déterminer, de façon reproductible, un tel événement, celui-ci aurait alors été le résultat d'un hasard pur et simple. Or la science n'aime pas trop faire appel au hasard pour expliquer les évènements ou mécanismes qu'elle ne comprend pas. Pourquoi alors ne pas faire appel au doigt de Dieu?

* Nick Lane est "Reader in Evolutionary Biochemistry, Department of Genetics, Evolution and Environment, University College London"

* Son site

 

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