Quelle est L’origine des cellules?

Les fondements de la biologie cellulaire

L’origine des cellules

Si l’on s’en tient simplement au précepte de R. Virchow, omni cellula e cellula, et que l’on y associe l’évolution des êtres vivants, l’idée d’une « première cellule » émerge assez rapidement. S’il est illusoire d’espérer connaître vraiment une telle première cellule, on peut imaginer les propriétés de la « dernière » cellule ayant engendré l’ensemble des êtres vivants actuellement connus.

1. Les êtres vivants sont en permanente évolution

Compte tenu du fait que l’évolution est réalisée sur la base de la reproduction avec variation, deux groupes apparentés d’êtres vivants ont toujours un ancêtre commun. La grande unité chimique et organisationnelle (sur le plan de la génétique, en particulier) impose d’envisager que tous les êtres vivants sont apparentés et que toutes les cellules descendent donc d’une cellule ancestrale.

2. Un ancêtre commun – l’arbre du vivant

L’apparentement entre deux êtres vivants peut être évalué de nombreuses manières, mais en particulier par la similitude entre les séquences d’ADN des cellules. Cette méthode a permis de construire l’arbre phylogénétique de l’ensemble des êtres vivants. Cet arbre n’a pas de racine, car il n’y a pas actuellement consensus sur la nature du groupe qui serait à l’origine des deux autres. C’est ainsi que l’on distingue :

• les Eubactéries caractérisées par une paroi cellulaire à peptido-glycanes ;

• les Archées qui présentent des lipides particuliers dans leur membrane ;

• les Eucaryotes dont l’ADN est contenu dans un noyau.

Figure 1 : L’arbre du vivant

3. LUCA n’est pas le premier être vivant

L’apparentement de toutes les formes de vie actuelles impose d’envisager un ancêtre commun à qui on donne le nom de LUCA (Last Unique Common Ancestor). Cependant, LUCA n’est vraisemblablement pas le premier être vivant. Il a certainement coexisté avec d’autres êtres vivants faisant partie de groupes aujourd’hui éteints.

Figure 2 : La place de LUCA dans l’évolution du vivant

4. Mitochondries et chloroplastes : endosymbiose

Des arguments génétiques et phylogénétiques sur la parenté entre les ADN des chloroplastes et des mitochondries et ceux de bactéries ont permis d’établir l’origine de ces organites comme résultant d’une symbiose entre des ancêtres eucaryotes et des eubactéries capables pour les unes d’oxyder la matière organique avec l’oxygène comme accepteur final d’électrons et, pour les autres, de réaliser la photosynthèse.

Figure 3 : L’origine endosymbiotique des mitochondries et chloroplastes