Au cœur des stromatolites, d'anciennes structures rocheuses construites par des microbes, des chercheurs ont capturé quelque chose jamais vu auparavant : une archée d'Asgard physiquement reliée à une bactérie, échangeant des matériaux via de minuscules connexions tubulaires. La découverte, publiée dans Current Biology, offre un indice visuel direct à l'une des plus grandes questions sans réponse de la biologie : comment les cellules simples se sont d'abord associées pour créer la vie complexe.
Un partenariat figé dans le temps
Les stromatolites et leurs proches parents, les tapis microbiens, ressemblent à des roches sombres et banales. Mais ce sont en réalité des communautés denses et stratifiées de microbes qui existent depuis des milliards d'années. Bien avant l'apparition des animaux ou des plantes, ces formations ont aidé à pomper une partie de l'oxygène le plus ancien dans l'atmosphère terrestre. Aujourd'hui, ils poussent encore à Shark Bay, un site du patrimoine mondial en Australie-Occidentale. Des échantillons collectés là-bas ont conduit une équipe de l'UNSW Sydney, de l'Université de Technologie de Sydney et de l'Université de Melbourne à isoler un membre des archées d'Asgard, un groupe de microbes considérés comme des proches parents des ancêtres des eucaryotes, le type de cellule qui constitue toutes les plantes et tous les animaux, y compris les humains.
L'équipe de recherche, dirigée par le professeur associé Brendan Burns, microbiologiste évolutionniste à l'UNSW Sydney, a découvert que cette archée d'Asgard vivait en étroite association avec un autre organisme. Les deux microbes étaient connectés par des structures extrêmement fines, en forme de tubes, appelées nanotubes. À travers ces connexions, les microbes semblaient échanger des nutriments et d'autres composés. C'est la première preuve visuelle directe d'une archée d'Asgard interagissant physiquement avec une bactérie de cette manière.
Une théorie ancienne reçoit un nouveau soutien
Pendant des décennies, les biologistes ont proposé que la première cellule complexe soit née d'un partenariat intime entre une archée ancienne et une bactérie. La théorie soutient qu'un organisme a finalement englouti l'autre, et que cette relation a donné naissance aux mitochondries, les structures productrices d'énergie à l'intérieur des cellules complexes. Mais une preuve directe de ce à quoi un tel partenariat précoce aurait pu ressembler manquait.
Les nouvelles images fournissent un modèle possible pour cet événement ancien. « Cela pourrait être un petit modèle de la façon dont ces types de partenariats ont commencé et ont finalement formé les eucaryotes », a déclaré Burns. La découverte suggère que les stromatolites, déjà connus comme un berceau de la vie microbienne précoce, pourraient également détenir des indices sur la façon dont la vie complexe a émergé pour la première fois.
Des années de travail de laboratoire patient
En arriver à ce point n'a pas été facile. Le séquençage génétique avait montré que l'ADN des organismes était présent dans les échantillons, mais cultiver les microbes en laboratoire a pris des années d'efforts. L'équipe a finalement réussi, ce qui lui a permis d'observer directement le partenariat. La découverte ne prouve pas que cette relation exacte a conduit aux cellules complexes, mais elle offre un aperçu rare et tangible d'un processus qui a pu se produire il y a des milliards d'années.
Les stromatolites, semble-t-il, ne sont pas seulement des reliques du passé lointain de la Terre. Ce sont encore des laboratoires actifs où des processus biologiques anciens pourraient se dérouler aujourd'hui. En étudiant ces fossiles vivants, les scientifiques se rapprochent de la compréhension de la façon dont le saut de la vie simple à la vie complexe a été fait.
