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
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