Des arbres aux humains, des éléphants aux plus petites bactéries, tous les êtres vivants ont aujourd’hui un ancêtre commun, une petite cellule que la communauté scientifique a baptisée LUCA, pour dernier ancêtre commun universel (« dernier ancêtre commun universel »).
Mais LUCA n’est pas à l’origine de la vie. C’est l’être le plus ancien dont on puisse remonter jusqu’à l’origine, en analysant les gènes des espèces vivantes actuelles. Un immense défi pour les phylogénéticiens, ces généalogistes de la vie. Une équipe internationale propose une reconstruction du génome de LUCA, et une nouvelle datation, travaux publiés en juillet dans la revue scientifique Écologie de la nature et évolution.
« À notre avis, ce LUCA est un organisme assez complexe. »« Son génome contiendrait les plans de 2 600 protéines, ce qui est plus que ce qui avait été estimé jusqu’à présent », explique Edmund Moody, biologiste évolutionniste au sein du groupe de paléobiologie de l’université de Bristol, au Royaume-Uni, et auteur principal de l’étude.
Noyau commun
Pour arriver à ce chiffre, les auteurs ont d’abord créé une base de données à partir des génomes des procaryotes, des êtres unicellulaires du monde moderne, comme les bactéries. Ils ont ensuite utilisé un nouvel algorithme. « Cela permet, pour chaque famille de gènes, d’établir une probabilité d’être présente dans le génome de LUCA »explique le co-auteur Tom Williams, professeur à l’Université de Bristol.
« Si nous avons une idée de la phylogénie (généalogie) espèce, cette méthode permet de reconstituer un scénario évolutif pour chaque gène »explique 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 au base de son tronc. Et toutes les espèces actuelles forment les feuilles à partir de celui-ci. Les chercheurs reconstituent un arbre pour chaque gène, afin de 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 aux feuilles. Mais ils peuvent aussi se transmettre entre espèces, horizontalement, entre les branches de l’arbre. « Cette nouvelle méthode permet de détecter les transferts horizontaux », poursuit le phylogénéticien.
« Incertitudes »
« Ces transferts horizontaux restent difficiles à voir, surtout lorsqu’ils sont anciens. Le risque est de surestimer la quantité de gènes présents dans LUCA »explique Purificacion Lopez-Garcia, directrice de recherche au Laboratoire d’écologie, systématique et évolution de l’Université Paris-Saclay. La biologiste souligne que « de grandes incertitudes » de l’étude.
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