Dans les expériences de scientifiques américains, il n'a fallu que 60 jours à la levure de boulanger pour commencer à vivre dans des communautés, où tous les membres du groupe sont unis par un bien commun et sont prêts à se sacrifier pour des intérêts de camarade.
On pense que les changements évolutifs fondamentaux, tels que la transition de la cellule unicellulaire à la multicellularité, ont pris un temps incroyablement long - des millions (voire des milliards) d'années. L'évolution n'aime vraiment pas la précipitation, et plus les changements sont globaux, plus il faut de temps pour s'y préparer.
Cependant, il y a maintenant des raisons de douter d'une telle lenteur de l'évolution - du moins en ce qui concerne l'émergence de la multicellularité. Dans les expériences de scientifiques de l'Université du Minnesota (USA), les organismes unicellulaires se sont transformés en organismes multicellulaires en quelques mois seulement.
La levure de boulanger habituelle a été prise comme objet modèle. Ces champignons unicellulaires se reproduisent par bourgeonnement: lorsque la cellule mère atteint une certaine taille, la petite fille en bourgeonne et se met à nager librement. Selon les scientifiques, le principal problème n'était même pas de planifier une expérience pour transformer une levure unicellulaire en levure multicellulaire, mais au moins une hypothèse mentale que ce processus pourrait être effectué dans un avenir prévisible. Il est généralement admis que la multicellularité est apparue dans l'histoire de la vie sur Terre au moins 25 fois, mais les circonstances de son apparition nous sont cachées. Nous ne pouvons que deviner les conditions qui ont poussé les cellules individuelles à se chercher de l'aide les unes des autres.
William Ratcliffe et ses collègues ont choisi le champ gravitationnel comme force motrice. Ils ont émis l'hypothèse que la gravité était le facteur qui favorisait l'émergence d'organismes multicellulaires. Il est évident que les complexes cellulaires qui flottaient dans l'océan préhistorique se sont installés au fond plus rapidement que les cellules individuelles. Les levures peuvent également se coller les unes aux autres, formant de grandes grappes, et dans l'expérience, les plus grandes grappes se sont installées au fond plus rapidement que leurs plus petits «frères», sans parler des cellules individuelles. À maintes reprises, les chercheurs ont sélectionné les grappes qui se sont installées au fond en premier lieu, les ont à nouveau cultivées et ont resélectionné les plus gros échantillons.
Bien sûr, un bouquet ordinaire de cellules collées ensemble n'est pas encore un organisme multicellulaire. Mais ici, les scientifiques ont pu montrer que les grappes de levures avec lesquelles ils travaillaient étaient constituées de cellules génétiquement liées, c'est-à-dire que tous les membres du groupe étaient des descendants du même parent. La levure s'est multipliée, mais les cellules filles sont restées collées aux cellules mères. Et, plus important encore, les amas de cellules dans les expériences ont commencé à se comporter comme des organismes isolés. Ils ont eu un stade juvénile pendant lequel ils ont grandi et un stade adulte, lorsque la grappe s'est multipliée, se divisant en parties de plus en plus petites. C'était comme le bourgeonnement d'une petite cellule fille du parent, seulement ici tout se passait au niveau d'un cluster entier. Dans ce cas, certaines cellules se sont sacrifiées: elles sont mortes afin de permettre aux grappes enfants et parents de se disperser. Autrement dit, les cellules se sont révélées être non seulement un rassemblement, où chacun était pour lui-même, mais une communauté dont les membres collaboraient pour le bien commun. Les cellules mortes ont profité à un groupe entier, qui devait être divisé pour une vie réussie. En mourant, ils ont permis à toute la communauté de survivre et de créer plus de descendants.
Le plus curieux, c'est que l'expérience a duré 60 jours. Selon les scientifiques, ils se sont retrouvés avec des grappes individuelles de cellules de levure qui ont vécu et sont mortes dans leur ensemble. Tous ensemble ont indiqué qu'au cours de l'expérience, la levure a réussi à trouver une voie vers la multicellularité.
Jusqu'à présent, les scientifiques ont souligné que les organismes multicellulaires pourraient avoir des avantages différents par rapport aux organismes unicellulaires. Mais très, très peu d'études montrent «l'assemblage» direct d'un organisme multicellulaire, comme cela aurait pu se produire il y a des milliards d'années. Les chercheurs s'apprêtent à publier leurs résultats dans la revue PNAS.
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Après avoir lu tout cela, vous devez penser: c'est incroyable que les organismes multicellulaires ne soient apparus que quelques fois au cours de l'évolution. En effet, puisque cela n'a pas pris autant de temps, il aurait pu y avoir infiniment plus de tentatives de ce genre. À l'avenir, les auteurs vont répéter leurs expériences sur d'autres organismes multicellulaires modernes. Le fait est que la levure actuelle descend d'ancêtres multicellulaires, et une sorte de souvenir de cela pourrait rester avec eux. Par conséquent, les scientifiques veulent forcer d'autres organismes à la multicellularité, comme les algues Chlamydomonas, qui n'avaient pas de passé multicellulaire.