L’ancêtre commun à tout le vivant actuel en partie décrypté

Des arbres aux humains, des éléphants à la moindre petite bactérie, tous les êtres vivants actuels ont un ancêtre commun, une petite cellule que la communauté scientifique a baptisée LUCA, pour last universal common ancestor (« dernier ancêtre commun universel »).

Mais LUCA n’est pas l’origine de la vie. C’est l’être le plus ancien auquel on peut remonter, en analysant les gènes des espèces vivantes actuelles. Un immense défi pour les phylogénéticiens, ces généalogistes du vivant. Une équipe internationale propose une reconstitution du génome de LUCA, et une nouvelle datation, des travaux publiés en juillet dans la revue scientifique Nature Ecology and Evolution.

« D’après notre estimation, ce LUCA est un organisme assez complexe », avance Edmund Moody, chercheur en biologie évolutive au Groupe de paléobiologie de l’université de Bristol, au Royaume-Uni, et premier auteur de l’étude. Son génome contiendrait les plans de 2 600 protéines. Un nombre supérieur à celui des estimations précédentes.

Tronc commun

Pour arriver à ce nombre, les auteurs ont d’abord constitué une base de données à partir de génomes de procaryotes, des êtres unicellulaires du monde actuel, comme les bactéries. Puis ils ont utilisé un nouvel algorithme. « Il permet, pour chaque famille de gènes, d’établir une probabilité d’être présente dans le génome de LUCA », explique Tom Williams, coauteur, professeur à l’université de Bristol.

« Si on a une idée de la phylogénie [la généalogie] des espèces, cette méthode permet de reconstruire pour chaque gène un scénario de l’évolution », précise Vincent Daubin, directeur de recherche CNRS au Laboratoire de biométrie et biologie évolutive, à Villeurbanne (Rhône), qui a travaillé sur la méthode mais n’a pas participé à l’étude.

Imaginez un arbre. LUCA est à la base de son tronc. Et toutes les espèces actuelles en forment les feuilles. Les chercheurs reconstruisent un arbre pour chaque gène, pour comprendre son histoire. Et ils en déduisent quels gènes des procaryotes actuels étaient déjà présents dans LUCA.

Les gènes se transmettent aux descendants, des racines jusqu’aux feuilles. Mais ils peuvent aussi se transmettre entre les espèces, horizontalement, entre les branches de l’arbre. « Cette nouvelle méthode permet de détecter le transfert horizontal », poursuit le phylogénéticien.

« Incertitudes »

« Ces transferts horizontaux restent difficiles à voir, notamment quand ils sont anciens. Le risque, c’est de surestimer la quantité de gènes présents dans LUCA », nuance Purificacion Lopez-Garcia, directrice de recherche au Laboratoire d’écologie, systématique et évolution de l’université Paris-Saclay. La biologiste pointe les « grandes incertitudes » de l’étude.

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