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Il y a environ un milliard d’années, la biologie s’est développée et s’est notamment beaucoup compliquée : des cellules identiques ont rompu la conformité et se sont divisées, permettant ainsi une évolution et la naissance des toutes premières espèces animales.

À l’heure actuelle, nous ne savons pas à quoi ce premier animal pouvait bien ressembler (cela a d’ailleurs généré de nombreux débats). Mais à présent, une toute nouvelle étude a été publiée, et cette dernière révèle que le tout premier lien entre les anciens microbes et les animaux primordiaux était très certainement une forme de cellule souche. Par ailleurs, aujourd’hui, les biologistes ont tendance à soutenir l’un de ces deux prétendants en tant que « premier animal de la Terre » : d’un côté, il y a les chercheurs qui pensent qu’il s’agissait d’éponges et de l’autre, ceux qui pensent qu’il s’agissait de cténophores.

ctenophore

Voici un cténophore (du genre Beroe) en quête de nourriture. Sa bouche se situe à gauche. Crédits : Domaine public

Bien entendu, chaque partie possède de bons arguments allant de leur côté. Par exemple, les éponges possèdent un type d’anatomie qui est attendu chez un animal primitif. Les cténophores, quant à eux, semblent déjà beaucoup plus complexes comme organismes, mais présentent toutefois des génomes extrêmement anciens.

À présent, des biologistes de l’Université du Queensland, en Australie, ont regardé au-delà du code génétique dans les cellules des éponges, en analysant ce que l’on appelle un transcriptome : soit une description de l’activité génétique lorsque les cellules vivent simplement leur vie.

À noter que l’analyse transcriptomique peut caractériser le transcriptome d’un tissu particulier, d’un type cellulaire, ou encore comparer les transcriptomes entre différentes conditions expérimentales. Cette technique est en train de devenir l’outil de choix des chercheurs qui souhaitent comprendre le comportement unique de cellules de même génome.

« Cette technologie est utilisée depuis quelques années, mais elle nous a enfin permis de répondre à une question séculaire », a déclaré la biologiste Sandie Degnan. « Nous avons à présent l’opportunité de ré-imaginer les étapes qui ont donné lieu aux premiers animaux et les règles sous-jacentes qui ont transformé les cellules individuelles en une vie animale multicellulaire », a-t-elle ajouté.

Comme pour tous les animaux, les cellules composant notre propre corps sont toutes adaptées à des tâches bien spécifiques. Cette différenciation distingue notre corps de simples agglomérats uniformes de cellules qui s’agglutinent dans l’espoir d’une sécurité numérique.

Pendant plus d’un siècle, les biologistes ont imaginé que ces premières colonies différenciées appartiendraient au phylum Porifera (les éponges). Etant donné que des cellules, appelées choanocytes (endodermiques et caractéristiques des éponges) tapissent littéralement les tripes de ces dernières et sont dotées d’une collerette et d’un fouet (ou une flagelle), elles sont capables de phagocyter les particules de l’eau attrapées dans la collerette (dont elles se servent comme nutriment) et mènent ainsi leur « propre vie ». Ces dernières sont plus connues sous le nom de Choanoflagellés.

De ce fait, les biologistes ont supposé qu’il s’agissait du « premier animal du monde ». En effet, « durant des décennies, les biologistes ont supposé que cette théorie était une véritable évidence, car les choanocytes spongieux ressemblent beaucoup à des choanoflagellés unicellulaires, l’organisme considéré comme le plus proche parent vivant des animaux », explique Degnan.

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Cependant, les apparences peuvent être trompeuses. En effet, il se pourrait que les choanoflagellés aient un jour simplement décidé de s’allier pour créer une éponge, mais de nombreuses recherches ont démontré qu’il y avait des différences notables en ce qui concerne leurs génomes respectifs ainsi que leur biochimie.

Dans le but d’approfondir la recherche et de tester plus avant la connexion, Degnan et son équipe de recherche ont comparé les transcriptomes, les comportements, ainsi que les cycles de vie de trois types différents de tissus d’éponges d’Amphimedon queenslandica avec ceux d’un choanoflagellé et de deux autres organismes unicellulaires similaires.

eponge

Un spécimen adulte d’Amphimedon queenslandica. Crédits : Maja Adamska, Sandie M. Degnan, Kathryn M. Green, Marcin Adamski, Alina Craigie, Claire Larroux, Bernard M. Degnan

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Cela ressemblait moins à une comparaison des bibliothèques génétiques de cellules épongées et pré-animales, mais plutôt à une analyse de leurs cartes de bibliothèque pour déterminer s’ils lisaient à partir d’une liste de livres partagée. Cela dit, les cellules de l’intestin éponge et des choanoflagellates ne sont pas dans le même club de lecture après tout.

Les résultats de l’équipe de recherche ont permis de mettre en lumière le fait que ces cellules se trouvant dans les tripes des éponges, ainsi que les choanoflagellés étaient finalement bel et bien différents.

Encore plus surprenant était la carte de bibliothèque appartenant à un type indifférencié de cellules éponges appelé archéocyte mésenchymateux pluripotent. Les cellules indécises de l’éponge ressemblaient beaucoup plus à un ancêtre des premiers animaux que celles transformées en cellules intestinales ou cutanées.

« Nous avons constaté que les tous premiers animaux multicellulaires ne ressemblaient très probablement pas du tout aux cellules des éponges modernes, mais plutôt à une collection de cellules convertibles », déclare le scientifique marin Bernie Degnan, un collègue de Degnan.

« L’arrière-arrière-arrière-grand-mère de toutes les cellules du règne animal, pour ainsi dire, était probablement assez similaire à une cellule souche », expliquent les chercheurs dans leur nouvelle étude. Et à certains égards, cela a beaucoup de sens ! En effet, les animaux sont constitués d’une plus grande variété de types de cellules que les plantes et les champignons.

Il n’est d’ailleurs pas impossible que les tous premiers animaux se soient distingués par le biais de systèmes de réglementation en évolution qui ont permis à plusieurs formes de cellules différenciées d’exister en même temps, au sein d’une même population de cellules.

Selon les chercheurs, comprendre cela a des implications au-delà de notre évolution ! En effet, cela pourrait également nous aider à comprendre d’autres éléments complexes, par exemple l’évolution du cancer, si nous l’appliquons au domaine médical.

Source : Nature

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