Notre héritage évolutif

Qu'est-ce que l'évolution?

De quoi sont faits nos chromosomes ?

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Ces nombreux événements sans lesquels nous ne serions pas là pour en parler

On appelle procaryotes les petits organismes unicellulaires (de l’ordre du millième de millimètre) qui, comme les bactéries, ne possèdent pas de noyaux pour abriter l’ADN. Celui-ci forme un seul chromosome situé dans une région du cytoplasme appelée nucléoïde. Les procaryotes seraient apparu il y a plus de 3,8 milliards d’années. Les eucaryotes ont quant à eux un diamètre environ dix fois plus grand que les procaryotes. Les premières traces fossiles d’eucaryotes remontent a environ 3 milliards d’années. Ils peuvent être formés d’une seule cellule (les protozoaires comme les amibes) ou de plusieurs cellules groupées en tissus (les métazoaires comme les plantes ou les animaux, apparus il y a environ 650 millions d’années). La cellule eucaryote possède un noyau contenant l’ADN divisé en plusieurs chromosomes. Elle possède aussi plusieurs autres organites comme l’appareil de Golgi, le cytosquelette et, bien sûr, les mitochondries.

L'ORIGINE DE NOS MITOCHONDRIES

Les mitochondries de nos neurones et de toutes les cellules de notre corps ressemblent à des bactéries. Elles ont non seulement la forme et la taille d’une bactérie, mais elles possèdent aussi leur propre ADN, très proche d’un ADN bactérien.

Cette ressemblance n’est pas un hasard. En effet, il est généralement admis que nos mitochondries proviennent de bactéries qui ont été incorporées dans des cellules primitives il y a environ 1,5 milliard d’années. Plus précisément, il s’agirait d’anciennes bactéries procaryotes aérobies qui auraient été capturées par des eucaryotes anaérobies, puis intégrées définitivement à leur structure (voir encadrés).

Pour comprendre ce qui a favorisé cette association, il faut se rappeler que l’oxygène que nous respirons aujourd’hui était complètement absent de l’atmosphère peu de temps après la formation de la terre. C’est beaucoup plus tard que certaines algues unicellulaires se sont mises à en produire par la photosynthèse.

Or, l’oxygène est un gaz très réactif et nocif pour les premier être unicellulaires. De plus ceux-ci, ancêtre des cellules animales et végétales actuelles, produisaient leur énergie par une série de réactions chimiques assez peu efficace appelée glycolyse.

Parallèlement, des bactéries sans noyau beaucoup plus petites avaient développé une façon bien plus performante de produire de l’énergie en utilisant les propriétés corrosives de l’oxygène. Mais ces bactéries étaient dépendantes des nutriments dispersés dans leur environnement pour alimenter leur fournaise énergétique.

Voilà pourquoi une association devenait intéressante pour les deux parties. Les bactéries ayant apprivoisé l’oxygène se sont retrouvées à l’intérieur des grosses cellules qui bénéficiait ainsi du travail de ces petites usines énergétiques. En contrepartie, la cellule hôte garantissait à ses nouveaux partenaires un approvisionnement stable en nutriments de toutes sortes.

Voilà donc les bases de cette théorie de l’origine endosymbiotique des mitochondries qui demeure un point tournant dans l’évolution de la vie sur cette planète.

On dit des organismes qui peuvent utiliser l’oxygène pour produire de l’énergie qu’ils sont aérobies. Ceux qui ne le peuvent pas sont anaérobies. Les premières bactéries apparues sur la Terre il y a environ 3,8 milliards d’années n’avaient pas le choix d’être anaérobies puisque l’atmosphère ne contenait pas d’oxygène à cette époque. A partir d’il y a 3,2 milliards d’années environ, certaines bactéries commencent à produire leur énergie en utilisant la lumière du soleil et en rejetant un produit toxique : l’oxygène. Les bactéries aérobies, donc capable d’utiliser ce produit dangereux à leur avantage, apparaissent il y a environ 2,5 milliards d’années. Ce sont fort probablement les ancêtres de nos mitochondries.