Comment sont apparues les cellules eucaryotes ?

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Comment sont apparues les cellules eucaryotes?

Comment sont apparues les cellules eucaryotes, immensément plus complexes que les procaryotes ? Sans doute de cellules procaryotes ancestrales. Mais aucune trace de cette transition n'a survécu ni laissé de fossiles. On estime la durée de ce phénomène évolutif à un milliard d'années. La divergence aurait commencé il y a trois milliards d'années. Contrairement aux cellules procaryotes, les cellules eucaryotes comportent un grand nombre d'organites (parfois des milliers), notamment les peroxysomes, les mitochondries et les plastides chez les plantes et les algues. Ces organites proviennent de bactéries que la cellule hôte, déjà grande et ayant acquise des caractéristiques propres aux eucaryotes, aurait adoptées comme endosymbiontes (hypothèse émise il y a 100 ans ayant peu de succès avant d'être ressuscitée en 1967 par Lynn Margulis de l'université de Boston). Les hypothèses de l'auteur (Christan de Duve) sont que la cellule ancestrale était hétérotrophe, qu'elle dégradait les aliments à l'extérieur de la cellule et qu'elle a perdu la capacité de fabriquer une paroi cellulaire. Grace à sa surface plissée et très sinueuse, la cellule a pu augmenter son volume de façon considérable et acquérir les caractères fondamentaux de la phagocytose. Les repliements auraient créé des zones partiellement fermées où des enzymes digestives auraient dégradé les aliments plus efficacement. D'extracellulaire, la digestion serait devenue intracellulaire. Le repliement de la membrane cellulaire à laquelle l'ADN circulaire des cellules procaryotes est lié serait à l'origine de l'enveloppe sphérique du noyau des cellules eucaryotes. Le cytosquelette nécessaire pour supporter et protéger la cellule a dû nécessiter un grand nombre d'innovations évolutives encore inconnues. Le phagocyte primitif obtenu après cette longue évolution a désormais la possibilité de se déplacer et de se nourrir de bactéries. En 1982, l'auteur émet l'hypothèse que le phagocyte primitif aurait acquis les peroxysomes avant les mitochondries, la protégeant de l'oxygène issu des cyanobactéries et dont le taux, qui a commencé à augmenter il y deux milliards d'années a dû exterminer de nombreux organismes primitifs anaérobies. La cellule primitive aurait ensuite acquis les mitochondries après que celles-ci aient lontemps évoluées les rendant encore plus efficaces pour la cellule, notamment du point de vue énergétique. Les peroxydes n'ont pas disparu au profit des mitochondries car ils jouent un rôle important dans le métabolisme de certains acides gras. Les plastides dérivent des cyanobactéries. L'acquisition de plastides par des cellules eucaryotes a eu lieu indépendamment au moins trois fois, avec l'apparition des algues vertes (dont sont issus les végétaux pluricellulaires), des algues rouges et des algues brunes. L'intégration des organites dans la cellule a nécessité une inversion du sens de transfert des protéines synthétisées par l'organite puis par le noyau. De l'intérieur de l'organite vers l'extérieur, le transfert est passé de l'extérieur de l'organite vers l'intérieur.

  Christian de Duve

Christian de Duve

Résumé de l'article de Christian de Duve (prix Nobel de médecine 1974) paru dans Pour la Science de juin 1996