Timelapse : la transformation d’une algue unicellulaire en organisme multicellulaire

Longtemps unicellulaire, la vie a peu à peu évolué vers des organismes de plus en plus complexes. Un processus évolutif assez mystérieux qu’ont voulu mieux comprendre des chercheurs en réalisant un timelapse, résumant la transformation sur 750 générations d’une algue primitive en algue multicellulaire.

Au tout début de la vie, les organismes n’étaient que de simples cellules. Il y a 600 millions d’années environ, la plupart des plantes, animaux, champignons et algues ont évolué en des organismes complexes composés de multiples cellules spécialisées qui collaborent entre elles pour survivre et se reproduire. C’est pour comprendre cette incroyable évolution que des chercheurs du George Institute of Technology et de l’université du Montana aux États-Unis ont « recréé » le phénomène en version accélérée. En à peine 50 semaines – une goutte d’eau sur l’échelle de l’évolution – ils ont pu observer comment une algue unicellulaire primitive se transforme en structure multicellulaire grâce à l’introduction d’un « prédateur ».

Un processus évolutif bien mystérieux

Car le but de l’expérience est bien de comprendre ce qui a bien pu se passer pour que la vie décide ainsi de se complexifier. Le processus demeure encore assez mystérieux, d’autant plus qu’il n’existe pas vraiment de fossile permettant de retracer cette transition. On en est donc réduit à faire des suppositions sur la forme unicellulaire qu’auraient pu avoir les organismes à partir de leur configuration actuelle et en établissant des comparaisons avec d’autres êtres unicellulaires que l’on connaît.

Grossir pour échapper à l’appétit des prédateurs

Ces dernières années, pourtant, une hypothèse a fait son chemin chez les chercheurs : les êtres vivants se seraient complexifiés pour grossir et faire face aux prédateurs. Les animaux qui se nourrissent d’algues se limitent, par exemple, à une certaine taille : quand celles-ci grandissent au-delà d’un certain seuil, elles échappent à leur appétit. C’est cette hypothèse qu’ont voulu vérifier les chercheurs dans leur étude publiée dans la revue Scientific Reports le 20 février. Pour cela, ils ont reproduit un cycle de 750 générations, soit 50 semaines, d’une algue verte unicellulaire (Chlamydomonas reinhardtii) en l’exposant à une paramécie mangeuse d’algue (Paramecium tetraurelia). Mais, comme les chercheurs n’avaient aucune envie de passer un an rivés à leur microscope, ils ont pris des clichés toutes les 12 heures et monté un « résumé » dans un timelapse de 14 secondes.

Les différentes formes d’évolution de l’algue unicellulaire C. reinhardtii. A : sans prédateur, elle continue de se reproduire en unique cellule. B : les cellules se regroupent en amas entourés par une matrice extracellulaire. C : identique à B mais avec des amas de plus grande taille. D : une forme plus avancée de vie avec reproduction par propagule de 4, 8 ou 16 cellules. © M. Herron et al, Scientific Reports, 201 

Des formes de vie diversifiées

Ils ont ainsi pu suivre l’évolution en accéléré de l’algue sous la menace de son prédateur. En moins d’un an, celle-ci est ainsi passée de sa forme primitive unicellulaire en amas de cellules de formes et de tailles variées, signe d’une transition vers une vie de plus en plus complexe et diversifiée. Une autre colonie d’algues témoin, non exposée au prédateur, est elle restée coincée au stade primitif pendant quatre ans. « Nos résultats montrent que la transition vers un cycle de vie multicellulaire simple peut se faire rapidement en réponse à une pression sélective », concluent les chercheurs. Néanmoins, le processus évolutif peut aussi résulter de changements chimiques. De précédentes expériences ont notamment montré que des formes multicellulaires apparaissent en présence de certains acides organiques ou de concentrations élevées en phosphate.

Article original : https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/nature-timelapse-transformation-algue-unicellulaire-organisme-multicellulaire-36158/

Timelapse : la transformation d’une algue unicellulaire en organisme multicellulaire

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