Tous les animaux, plantes et champignons de la Terre remontent à un ancêtre commun : les Asgardiens.

Des humains aux herbiers marins, en passant par les champignons, les insectes et les coraux. Tous, selon une étude récente, pointent vers la même origine microbienne cachée sous les fonds marins. Un travail international publié en 2023 dans la revue scientifique Nature place l'ancêtre commun de toute vie complexe dans un groupe d'archées appelé Asgard et, au sein de celui-ci, dans une lignée spécifique connue sous le nom de Hodarchaeales.

À première vue, cela ressemble à une blague de geek, avec des noms tirés de la mythologie nordique. Mais la question sous-jacente est très simple, presque une question de cour d’école. D'où viennent ces cellules dotées de noyaux qui composent notre corps, les arbres du parc ou le pain moisi que l'on trouve parfois dans la cuisine ?

En biologie, ces cellules sont appelées eucaryotes. Elles diffèrent des bactéries et de nombreuses archées car elles stockent leur ADN dans un noyau et possèdent des organites internes, telles que les mitochondries, qui fonctionnent comme de petites plantes énergétiques. Les estimations actuelles placent l'origine des eucaryotes entre 1 600 et 2 200 millions d'années, soit assez tard si l'on considère que la vie microbienne était déjà en cours depuis des milliards d'années.

De nombreuses équipes soupçonnent depuis longtemps que les eucaryotes proviennent d’une branche spécifique des archées, des microbes qui prospèrent souvent dans des environnements extrêmes. La loupe s'est concentrée sur ce qu'on appelle les archées d'Asgard, un supergroupe dont les membres ont été retrouvés enfouis dans des sédiments marins profonds et dans des sources chaudes réparties sur toute la planète.

Le nouveau travail, auquel participe l'Université du Texas à Austin avec des centres européens et asiatiques, a analysé les génomes de centaines de microbes archéens et a reconstruit leurs arbres généalogiques en comparant des ensembles de gènes hautement conservés. Ce faisant, les auteurs voient que les eucaryotes forment une branche au sein d’Asgard et apparaissent comme un groupe frère d’un ordre nouvellement décrit, les Hodarchaeales, en abrégé Hods, identifié dans les sédiments marins des fonds marins.

Brett Baker, l'un des chercheurs impliqués, le résume ainsi dans la déclaration de son université. « Pour moi, la chose la plus excitante est que nous commençons à voir la transition de ce que les biologistes considèrent comme une archée à cet organisme, Hodarchaeales, qui ressemble davantage à un eucaryote. » Et il termine avec une autre idée clé : « en d’autres termes, ces Hods sont notre groupe frère dans le monde des archées ». Ce n'est pas seulement une belle métaphore, c'est une façon simple d'expliquer un résultat statistique complexe.

Cette proximité évolutive a donné naissance à une phrase qui revient dans les entretiens et les entretiens. « Je n'arrête pas de plaisanter dans mes discours en disant que 'nous sommes tous des Asgardiens' », dit Baker. Derrière la plaisanterie se cache une image puissante, chaque animal, plante ou champignon serait une branche relativement récente d'un vieux tronc microbien qui s'enfonce dans la boue de l'océan primitif.

La chercheuse Valerie De Anda utilise une autre comparaison très graphique pour décrire l’objet de l’étude. « Imaginez une machine à voyager dans le temps, non pas pour explorer le royaume des dinosaures ou des civilisations anciennes, mais pour approfondir les réactions métaboliques possibles qui auraient pu déclencher le début d'une vie complexe. » Au lieu de fossiles ou d’outils, l’équipe travaille avec les plans génétiques des microbes actuels pour reconstruire leur passé.

Les analyses suggèrent que l'ancêtre commun des archées d'Asgard vivait dans des environnements sous-marins chauds et obtenait de l'énergie à partir de réactions chimiques avec le CO₂ et d'autres composés présents dans les sédiments. La branche qui finirait par donner naissance aux eucaryotes se serait ensuite déplacée vers des conditions plus tempérées et aurait adopté un métabolisme plus similaire au nôtre, basé sur la consommation de carbone organique. Au fond, ce changement de mode de vie est à la base des chaînes alimentaires qui soutiennent aujourd’hui les forêts, les herbiers marins et les sols fertiles.

Un autre détail important est que les génomes des archées asgardiennes présentent de nombreuses duplications génétiques. Chez les eucaryotes, ce type de duplication ouvre généralement la porte à de nouvelles fonctions et à une augmentation de la complexité cellulaire, élément clé de l'existence d'organismes multicellulaires et d'écosystèmes aussi variés que ceux que nous connaissons. Les auteurs soulignent qu'on ne sait pas encore quelles nouvelles fonctions spécifiques ont émergé à Asgard, mais le modèle correspond à l'idée que plusieurs des innovations dont la vie complexe profiterait plus tard y ont été semées.

Tout n'est pas fermé. D'autres études récentes continuent d'affiner la position exacte des eucaryotes au sein d'Asgard et de comparer différents modèles pour reconstruire cet arbre de vie profond. Même ainsi, dans une grande partie de la littérature scientifique, l'idée sous-jacente est maintenue, les eucaryotes sont intégrés dans les archées d'Asgard et les Hodarchaeales apparaissent comme l'un des candidats les plus solides pour un proche parent de notre ancêtre commun.

Au-delà des noms exotiques, cette œuvre nous rappelle quelque chose de très simple. La vie complexe que nous voyons et apprécions chaque jour, d'une promenade dans une forêt à une assiette de champignons ou une prairie de posidonies en Méditerranée, dépend de processus microbiens qui ont commencé il y a plus de deux milliards d'années au fond de la mer et qui sont encore actifs aujourd'hui dans les sédiments et les sources chaudes de la planète. Prendre soin de ces écosystèmes invisibles, qui recyclent silencieusement le carbone et les nutriments, c’est aussi prendre soin de tout le reste.

L'étude scientifique qui décrit ce possible ancêtre commun d'organismes complexes, dirigée entre autres par Laura Eme, Thijs Ettema et Brett Baker, a été publiée dans la revue Nature.

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