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microbiote

Il me semble clair que si on supprimait toutes les formes de vie multicellulaires de la surface de la terre, la vie microbienne changerait éventuellement un petit peu, mais si la vie microbienne devait disparaître, serait la fin - la mort instantanée de la planète.

Auteur: Woese Carl

Info:

[ essentiel ]

 

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microbiote

En somme, l'évolution n'est pas tant un progrès qu'un simple changement. Elle n'abandonne pas toutes ses formes primitives derrière elle, mais elle les porte aux travers des âges, sachant bien qu'elles sont la précieuse base de la pyramide sur laquelle les expériences les plus fantastiques et les plus coûteuses doivent être menées.

Auteur: Peattie Donald Culrose

Info: An Almanac for Moderns. April Eighteenth (p. 31) G.P. Putnam’s Sons. New York, New York, USA. 1935

[ méta-moteurs ]

 
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microbiote

Un des résultats majeur de la métagénomique a été de révéler l’incroyable diversité génétique des virus. Une étude a par exemple montré qu’un kilogramme de sédiments marins prélevé sur le littoral californien pouvait contenir jusqu’à 1 million de génotypes viraux. De plus, entre 75 et 90 % des séquences produites dans toutes les études de métagénomique virale publiées depuis 2002 n’ont pas d’homologues dans les banques de données de génomes déjà séquencés. Autrement dit, ces séquences correspondent à des gènes qui ne ressemblent à aucun gène connu jusqu’alors. Les virus forment donc un réservoir presque infini de gènes et certains pensent que ce réservoir a constitué et constitue toujours une source majeure de nouveauté génétique sans laquelle les formes de vie telles qu’on les connaît aujourd’hui (y compris notre propre espèce) n’auraient jamais existé.

Auteur: Gilbert Clément

Info: Le Monde, 28 mai 2012, entretien avec Pierre Barthélémy

[ nature ] [ abondance ] [ gaspillage ]

 
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microbiote

Le plus grand écosystème microbien du monde découvert sous la croûte terrestre
Des millions d’espèces microbiennes ont été découvertes par un conglomérat de 1 200 scientifiques, composé de géologues, de chimistes, de physiciens et de microbiologistes originaires de 52 pays. Leurs travaux ont été publiés lundi 10 décembre à l’occasion du sommet américain de géophysique à Washington. Pendant 10 ans, ils ont réalisé des centaines de forages, parfois à 5 kilomètres de profondeur sous la croûte terrestre et sous la mer. Ils y ont découvert un monde insoupçonné qui comprend des membres des trois domaines biologiques : les bactéries, les archées et les eucaryotes. Cette découverte vient questionner nos certitudes sur la formation de la vie sur Terre et ailleurs.

Une population aussi diversifiée que celle d'Amazonie
Nous sommes près de 7 milliards d’êtres humains mais nous ne représentons qu’une toute petite partie de la vie sur Terre. L’écosystème découvert par les scientifiques atteint un volume de près de deux fois celui de nos océans et un poids équivalent à une vingtaine de milliards de tonnes, soit beaucoup plus que le poids total de l’humanité. Sa diversité est comparable à celle de l’Amazonie. Ces millions de microbes "vivent partout dans les sédiments" explique Fumio Inagaki de l'agence japonaise pour les sciences marines et de la terre. "Ce sont de nouvelles branches dans l'arbre de la vie qui existent sur Terre depuis des milliards d'années, sans qu’on ne les ait jamais remarquées" ajoute Karen Lloyd de l'université du Tennessee. Une grande partie de la vie se trouverait donc à l'intérieur de la Terre plutôt qu'à sa surface et ces microbes "souterrains" représentent, selon les scientifiques, 70 % de la totalité de ces populations.

Un monde à part
Une telle découverte est souvent accompagnée de son lot d’énigmes et cette biosphère remet en cause de nombreuses certitudes que nous avons sur la vie. Ces microbes sont en effet très différents de leurs cousins vivant en surface. Ils vivent dans des milieux extrêmes très sombres et très chauds. "Leur source d'énergie n'est pas le Soleil et la photosynthèse. Ici, ce qui fait démarrer leurs communautés, c'est la chimiosynthèse. Ils tirent leur énergie des roches qui s'altèrent" explique Bénédicte Menez, responsable de l'équipe géomicrobiologie à l'Institut de Physique du Globe de Paris.

Leur rapport au temps est également différent. Alors qu’à la surface, nous dépendons de cycles relativement rapides, réglés sur le Soleil et sur la Lune, ces organismes souterrains font partie de cycles lents à l'échelles des temps géologiques, et ne dépendent pas de notre étoile. Certaines espèces vivent en effet depuis des milliers d’années et sont à peine en mouvement, excepté en cas de déplacement des plaques tectoniques ou d’éruptions. Les scientifiques ne comprennent pas leur mécanisme de survie à long terme : "Ils sont là et attendent…" conclut un scientifique.

La découverte de cette biosphère pose la question même de l'origine de la vie sur Terre : la vie a-t-elle commencé dans les profondeurs de la Terre pour ensuite migrer vers le Soleil, ou a-t-elle commencé à la surface pour ensuite migrer vers le bas ? Et comment ces microbes survivent-ils au manque de nutriments et aux conditions extrêmes ? Pour Robert Hazen, minéralogiste à la Carnegie Institution for Science, si "la vie sur Terre peut être si différente de ce à quoi nous sommes habitués, quelle étrangeté pourrait nous attendre en cherchant la vie dans d'autres mondes ?"

Auteur: Internet

Info: https://www.nationalgeographic.fr, trad Arnaud Sacleux , nov 2019

[ énigme ]

 

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microbiote

Le rôle fondamental du carbone dans les mondes souterrains

Au cœur de l'écosystème microbien enfoui dans les profondeurs terrestres, le carbone joue un rôle pivot, liant cycles géochimiques, métaboliques inédits et stabilité climatique mondiale.

Carbone et microbes souterrains : une symbiose puissante

La vie souterraine décrite par Karen Lloyd est avant tout façonnée par la disponibilité et la transformation du carbone. En l'absence de lumière et de flux énergétiques abondants, les microbes doivent puiser leur énergie dans la matière organique enfouie – de minuscules fragments de protéines, débris végétaux issus du monde superficiel, ou même dans la décomposition de résidus issus de leur propre activité. Cette matière organique représente un stock considérable de carbone, bien plus vaste que celui que l'on retrouve dans l'atmosphère ou la biomasse végétale.

Ces microbes, par leurs processus métaboliques, maîtrisent le destin de ce carbone :

- Lorsqu'ils " respirent " des roches (réduction des minéraux), ils facilitent la transformation du carbone organique et inorganique, systématiquement impliquée dans la chimie de la vie profonde.

- En décomposant la matière organique, ils libèrent du dioxyde de carbone (CO₂) ou du méthane (CH₄), participant ainsi aux grands cycles planétaires et influençant le climat.

Stockage, libération et recyclage du carbone : enjeux et paradoxes

Les recherches récentes montrent que la croissance microbienne – autrement dit la capacité des microbes à convertir le carbone en matière vivante – est décisive pour déterminer la quantité de carbone stockée durablement dans les sédiments et les sols. Plus un microbe assimile le carbone pour sa propre croissance, plus ce carbone reste stocké sous terre, dans une forme stable et durable. À l'inverse, lorsque le microbien métabolique privilégie la respiration, une partie importante du carbone est relâchée sous forme de gaz, renforçant l'effet de serre.

Le milieu souterrain étant pauvre en ressources, ces microbes sont contraints à une extrême parcimonie : leur implication dans le cycle du carbone est marquée par des processus ultra-lents, où le stockage domine souvent la libération, entraînant la longévité exceptionnelle de certains individus et la stabilité relative du stock carboné du sous-sol.

La longue vie du carbone souterrain et ses implications planétaires

Il est frappant de noter que l'âge moyen du carbone dans les sols profonds se chiffre en milliers d'années, parfois jusqu'à plusieurs millénaires. Ce vieux carbone est régulièrement recyclé : soit il reste emprisonné dans des structures organiques et minérales, soit il est, au gré de la dynamique microbienne, relâché dans l'atmosphère. Les activités biologiques de ces " intraterrestres " participent ainsi de façon cruciale à la régulation des stocks planétaires de carbone, jouant un rôle de tampon face au changement climatique.

Carbone, évolution et adaptation extrême

Enfin, le métabolisme du carbone, dans des conditions aussi extrêmes, façonne l'évolution des microbes souterrains : ces organismes ont développé des stratégies inédites pour survivre avec un apport minimal, recyclant jusqu'à leurs propres déchets à des fins énergétiques, exploitant la moindre présence de carbone pour se reconstruire et subsister pendant des millénaires.

Ainsi, les travaux de Karen Lloyd et de la communauté scientifique révèlent que, loin d'être marginal, le carbone constitue le fil conducteur de la vie souterraine sur Terre : il en détermine la dynamique, la longévité, la diversité et son potentiel pour stabiliser notre climat. Les microbes incarnent en profondeur la puissance du vivant à transformer, conserver et parfois libérer le carbone, témoignant de la plasticité et de la robustesse de la vie face aux plus rudes conditions de la planète.




 

Auteur: Internet

Info: Quanta Magazine, Laura Poppick, 21 août 2025 (https://www.quantamagazine.org/the-pursuit-of-life-where-it-seems-unimaginable-20250820/?mc_cid=9a36d3aba0&mc_eid=78bedba296) - synthèse résumé intégrée : perplexyity.ia, prompté par Mg

[ microbiome ] [ processus-flux-adaptation ] [ boucle lente ]

 

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microbiote

La décomposition humaine : un ballet universel de la vie microbienne

La décomposition des organismes, ce processus fondamental qui rythme la vie et la mort sur terre, demeure l’une des grandes énigmes biologiques. Certes, la décomposition des végétaux a longtemps captivé l’attention, tant son rôle dans les cycles écologiques est majeur ; pourtant, la transformation des cadavres animaux, humains en particulier, reste un continent largement inexploré, obscurci par les mystères d’une microbiologie encore en gestation. Dans cette étude d’une ampleur rare, les auteurs ont suivi le destin de trente-six cadavres humains, déposés en pleine nature sur trois sites aux États-Unis, différents par leur climat, leur géographie et leur saisonnalité, afin d’ouvrir la " boîte noire " de la décomposition animale.

Au cœur de ce travail, ils mettent au jour l’émergence, au fil de la disparition des chairs, d’un réseau microbien universel et singulier, assemblé malgré les contraintes du climat, de la localisation et de la saison. Les communautés microbiennes qui se regroupent autour des cadavres semblent animées d’une logique propre, transcendant les contingences écologiques pour orchestrer collectivement l’effacement de la matière vivante.

Un réseau microbien universel et spécialisé

Au contraire des environnements non soumis à la décomposition, où la diversité microbienne est dominée par des acteurs polyvalents et généralistes, la mise en évidence d’un réseau de décomposeurs spécifiques marque une rupture majeure : ce sont des groupes rares, presque absents en dehors des épisodes de décomposition, qui prennent le relais pour métaboliser les produits issus de la chair et des os. Ces microbes, tant bactériens que fongiques, se spécialisent dans le catabolisme des protéines et des lipides, nécessitant un arsenal enzymatique distinct de celui, plus orienté vers la cellulose, des décomposeurs de végétaux. L’étude montre que ces décomposeurs ne sont pas seulement propres aux humains : on les retrouve dans la transformation de cadavres de porcs, de bovins et de souris, soulignant un véritable déterminisme de la nécrobiologie animale.

Interactions, déterminisme, et efficacité métabolique

La métamorphose microbienne qui préside à la disparition du cadavre n’est pas l’œuvre du hasard : le réseau de décomposeurs se constitue selon une dynamique d’assemblage complexe où interagissent la compétition, la coopération et la sélection environnementale. Les bactéries et les champignons, agissant de concert, manifestent une préférence pour les substrats labiles, notamment les acides aminés issus des protéines, avant de s’attaquer aux lipides plus résistants. Ce ballet enzymatique s’accompagne d’un échange métabolique où les produits du catabolisme d’une espèce profitent à une autre, constituant ainsi une sorte d’économie souterraine régie par la logique de la survie collective.

Central dans ce réseau, Oblitimonas alkaliphila apparaît comme un chef d’orchestre du catabolisme des acides aminés en climat tempéré, tandis que d’autres espèces, comme Ignatzschineria ou Wohlfahrtiimonas, s’illustrent par leur capacité à échanger et transformer des éléments nutritifs clés, dont des acides aminés et des composés sulfurés. Fait remarquable, ces microbes déployés par la mort sont absents ou rarissimes dans les communautés microbiennes du sol ordinaire ou dans le microbiome humain, ce qui les rend identifiables et précieux pour les études médico-légales.

La décomposition comme évènement écologique et forensique

L’assemblage du réseau microbien lors de la décomposition humaine n’est pas un phénomène local, circonscrit à un seul écosystème : il présente une constance remarquable à l’échelle continentale, résistant aux variations de climat, de saison et de géographie. Seuls le rythme et la rapidité du processus—plus lente dans les milieux secs, plus vive dans les climats tempérés—semblent modulés par l’environnement, mais la structure même du réseau demeure conservée.

Cette universalité confère aux microbes associés à la décomposition un potentiel exceptionnel comme " outil forensique " : grâce à l’analyse de la succession microbienne (via l’abondance de certains taxa spécifiques comme Helcococcus seattlensis), les auteurs montrent qu’il est possible de prédire avec une grande précision le temps écoulé depuis la mort (intervalle post-mortem ou PMI), et ce indépendamment du contexte géographique ou climatique. Leurs modèles, basés sur des données de séquençage métagénomique et sur l’utilisation de méthodes de pointe en apprentissage automatique, atteignent une résolution de l’ordre de trois jours, seuil déterminant dans les enquêtes criminelles.

Conséquences écologiques et sociétales

Au-delà de la sphère forensique, cette découverte bouleverse notre compréhension des cycles de la matière et du vivant : la nécrobiome, communauté microbienne de la mort, façonne la redistribution du carbone, de l’azote et d’un large spectre de nutriments, influençant la chimie des sols, la biodiversité locale et, in fine, la productivité des écosystèmes. On soupçonne également que certains insectes, tels que les mouches ou les coléoptères nécrophages, jouent un rôle de vecteur dans la dissémination de ces décomposeurs spécialisés, soulignant l’importance des synergies interdomaines (bactéries, champignons, invertébrés).

Ce savoir est d’autant plus précieux qu’il pourrait inspirer des innovations en agriculture (compostage animal), en thanatopraxie écologique (gestion durable des corps), et dans les réponses à des crises de mortalité massive, tout en guidant de futures recherches sur la productivité globale et la résilience des systèmes vivants face aux bouleversements anthropiques.

Conclusion

L’étude révèle ainsi une orchestration universelle et invisible, où la mort du corps devient la matrice d’un nouvel ordre vivant : une succession déterministe, concertée, et porteuse d’une beauté tragique, où des communautés microbiennes discrètes s’assemblent pour redonner à la terre ses nutriments, scellant l’union de la chair et du cosmos. La décomposition humaine, loin d’être une simple disparition, apparaît comme un événement fondamental, porteur de mémoire, de cycles et d’innovation écologique.

 

Auteur: Internet

Info: A conserved interdomain micribial network underpins cadaver decomposition despite environmental variables. Nature Microbiology 2024. Synthèse de Perplexity.ai

[ recyclage ]

 

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microbiote

Un chef d'orchestre de la subtile symphonie d'Evolution

Le biologiste Richard Lenski pensait que son expérience à long terme sur l'évolution pourrait durer 2 000 générations. Près de trois décennies et plus de 65 000 générations plus tard, il est toujours étonné par " l’incroyable inventivité " de l’évolution.

Au début de sa carrière, le biologiste décoré Richard Lenski pensait qu'il pourrait être contraint d'évoluer. Après l’annulation de sa subvention de recherche postdoctorale, Lenski a commencé à envisager provisoirement d’autres options. Avec un enfant et un deuxième en route, Lenski a assisté à un séminaire sur l'utilisation de types spécifiques de données dans un contexte actuariel* – le même type de données avec lequel il avait travaillé lorsqu'il était étudiant diplômé. Lenski a récupéré la carte de visite du conférencier, pensant qu'il pourrait peut-être mettre à profit son expérience dans une nouvelle carrière.

"Mais ensuite, comme c'est parfois le cas - et j'ai eu beaucoup de chance - le vent a tourné", a déclaré Lenski à Quanta Magazine dans son bureau de la Michigan State University. " Nous avons obtenu le renouvellement de la subvention et peu de temps après, j'ai commencé à recevoir des offres pour être professeur. 

Lenski, professeur d'écologie microbienne à l'État du Michigan, est surtout connu pour ses travaux sur ce que l'on appelle l' expérience d'évolution à long terme . Le projet, lancé en 1988, examine l'évolution en action. Lui et les membres de son laboratoire ont cultivé 12 populations d' E. coli en continu depuis plus de 65 000 générations, suivant le développement et les mutations des 12 souches distinctes.

Les résultats ont attiré l’attention et les éloges – y compris une bourse " genius " MacArthur, que Lenski a reçue en 1996 – à la fois pour l’énormité de l’entreprise et pour les découvertes intrigantes que l’étude a produites. Plus particulièrement, en 2003, Lenski et ses collaborateurs ont réalisé qu'une souche d' E. coli avait développé la capacité d'utiliser le citrate comme source d'énergie, ce qu'aucune population précédente d' E. coli n'était capable de faire.

Lenski s'intéresse également aux organismes numériques, c'est-à-dire aux programmes informatiques conçus pour imiter le processus d'évolution. Il a joué un rôle déterminant dans l’ouverture du Beacon Center dans l’État du Michigan, qui donne aux informaticiens et aux biologistes évolutionnistes l’opportunité de forger des collaborations uniques.

Quanta Magazine a rencontré Lenski dans son bureau pour parler de ses propres intérêts évolutifs dans le domaine de la biologie évolutive – et du moment où il a presque mis fin à l'expérience à long terme. 

QUANTA MAGAZINE : Quels types de questions ont été les moteurs de votre carrière ?

RICHARD LENSKI : Une question qui m'a toujours intrigué concerne la reproductibilité ou la répétabilité de l'évolution . Stephen Jay Gould, paléontologue et historien des sciences, a posé cette question : si nous pouvions rembobiner la bande de la vie sur Terre, à quel point serait-elle similaire ou différente si nous regardions l'ensemble du processus se reproduire ? L’expérimentation à long terme que nous menons nous a permis de rassembler de nombreuses données sur cette question.

Alors, l’évolution est-elle reproductible ?

Oui et non! Je dis parfois aux gens que c'est une question fascinante et motivante, mais à un certain niveau, c'est une question terrible, et on ne dirait jamais à un étudiant diplômé de s'y poser. C’est parce qu’elle est très ouverte et qu’il n’y a pas de réponse très claire.

Grâce à cette expérience à long terme, nous avons vu de très beaux exemples de choses remarquablement reproductibles, et d'autre part des choses folles où une population s'en va et fait des choses qui sont complètement différentes des 11 autres populations de la planète dans l' expérience.

Comment vous est venue l’idée de cette expérience à long terme ?

Je travaillais déjà depuis plusieurs années sur l'évolution expérimentale des bactéries, ainsi que des virus qui infectent les bactéries. C'était fascinant, mais tout est devenu si compliqué si vite que j'ai dit : " Réduisons l'évolution à sa plus simple expression. " En particulier, j'ai voulu approfondir cette question de reproductibilité ou répétabilité de l'évolution. Et pour pouvoir l'examiner, je voulais un système très simple. Lorsque j'ai commencé l'expérience à long terme, mon objectif initial était de l'appeler expérience à long terme lorsque j'arriverais à 2 000 générations.

Combien de temps cela vous a-t-il pris ?

La durée réelle de l'expérience a duré environ 10 ou 11 mois, mais au moment où nous avons collecté les données, les avons rédigées et publié l'article, il nous a fallu environ deux ans et demi. À ce moment-là, l’expérience avait déjà dépassé 5 000 générations et j’ai réalisé qu'il fallait la poursuivre.

Pensiez-vous que l’expérience se poursuivrait aussi longtemps ?

Non, non... il y a eu une période de cinq ans, peut-être de la fin des années 90 au début des années 2000, pendant laquelle j'ai réfléchi à la possibilité d'arrêter l'expérience. C'était pour plusieurs raisons différentes. La première était que je devenais accro à cette autre façon d’étudier l’évolution, qui impliquait d’observer l’évolution dans des programmes informatiques auto-réplicatifs, ce qui était absolument fascinant. Soudain, j'ai découvert cette manière encore plus brillante d'étudier l'évolution, où elle pouvait s'étendre sur encore plus de générations et faire encore plus d'expériences, apparemment plus soignées.

Comment votre vision de l’étude de l’évolution via ces organismes numériques a-t-elle évolué au fil du temps ?

J’ai eu ce genre d’" amour de chiot " lorsque j’en ai entendu parler pour la première fois. Au début, c'était tellement extraordinairement intéressant et excitant de pouvoir regarder des programmes auto-répliquants, de pouvoir changer leur environnement et d'observer l'évolution se produire.

L’un des aspects les plus passionnants de l’évolution numérique est qu’elle montre que nous considérons l’évolution comme une affaire de sang, d’intestins, d’ADN, d’ARN et de protéines. Mais l’idée d’évolution se résume en réalité à des idées très fondamentales d’hérédité, de réplication et de compétition. Le philosophe des sciences Daniel Dennett a souligné que nous considérons l’évolution comme cette instanciation, cette forme de vie biologique, mais que ses principes sont bien plus généraux que cela.

Je dirais que mes dernières orientations de recherche ont consisté principalement à discuter avec des collègues très intelligents et à siéger à des comités d'étudiants diplômés qui utilisent ces systèmes. Je suis moins impliqué dans la conception d'expériences ou dans la formulation d'hypothèses spécifiques, car ce domaine évolue extrêmement rapidement. Je pense que j'ai eu beaucoup de chance de pouvoir cueillir certains des fruits les plus faciles à trouver, mais maintenant j'ai l'impression d'être là en tant que biologiste, critiquant peut-être des hypothèses, suggérant des contrôles qui pourraient être effectués dans certaines expériences.

Votre intérêt pour les organismes numériques est donc l’une des raisons pour lesquelles vous avez envisagé de mettre fin à l’expérience à long terme. Quel était l'autre ?

À ce stade, l’autre chose qui était un peu frustrante dans les lignes à long terme était que la vitesse à laquelle les bactéries évoluaient ralentissait. À la façon dont j’y pensais, c’était presque comme si l’évolution s’était arrêtée. Je pensais que c'était tout simplement un environnement trop simple et qu'ils n'avaient pas grand-chose à faire de plus.

Donc ces deux choses différentes m’ont fait réfléchir à arrêter l’expérience. Et j'ai parlé à quelques collègues et ils m'ont dit en gros : tu ne devrais pas faire ça. D’ailleurs, j’en ai parlé avec ma femme, Madeleine, lorsque je commençais à m’intéresser beaucoup à ces organismes numériques – nous étions d’ailleurs en congé sabbatique en France à cette époque – et je lui ai dit : " Peut-être que je devrais appeler chez moi et fermer le labo. " Et elle a dit : " Je ne pense pas que tu devrais faire ça. "

Pourquoi votre femme et vos collègues ont-ils eu cette réaction ?

L’expérience s’était déjà avérée très rentable au sens scientifique, fournissant des données très riches sur la dynamique du changement évolutif. C’était plus ou moins unique dans les échelles de temps étudiées. Je pense donc que c’était de très bons conseils qu’ils m’ont donné. Je ne sais pas si j’aurais déjà pu débrancher moi-même. J'étais certainement un peu frustré et j'y pensais – mais de toute façon, les gens ont dit non !

Avez-vous dépassé le palier où vous disiez avoir l’impression que les organismes n’évoluaient pas tellement ?

C’est en fait l’une des découvertes vraiment intéressantes de l’expérience. Lorsque j’ai commencé l’expérience à long terme, je pensais que les bactéries atteindraient rapidement une sorte de limite à leur croissance. Il y a seulement quelques années, nous avons commencé à réaliser que les bactéries seraient toujours capables de dépasser tout ce que nous avions déduit dans le passé quant à leur limite stricte. J’ai réalisé que nous n’y réfléchissions tout simplement pas de la bonne manière. Même dans l’environnement le plus simple, il est toujours possible pour les organismes de réaliser n’importe quelle étape de leur métabolisme, ou n’importe quelle étape de leur biochimie, un peu mieux. Et la sélection naturelle, même si elle ne réussit pas à chaque étape, favorisera toujours, à long terme, ces améliorations subtiles.

Une lignée de bactéries a développé la capacité d’utiliser le citrate comme source de nourriture. Est-ce que cela s'est produit avant ou après que vous envisagiez d'arrêter l'expérience ?

C’est l’une des choses qui m’a fait réaliser que nous n’arrêterions pas l’expérience. En 2003, une lignée a développé la capacité d’utiliser le citrate. Cela a changé la donne : se rendre compte que même dans cet environnement extrêmement simple, les bactéries devaient évoluer et comprendre certaines choses importantes.

J’aime dire que les bactéries dînaient tous les soirs sans se rendre compte qu’il y avait ce bon dessert citronné juste au coin de la rue. Et jusqu’à présent, même après 65 000 générations, seule une population sur 12 a compris comment consommer ce citrate.

Vous avez également mentionné que certaines populations au sein de votre expérience ont développé des mutations à un rythme plus élevé. A quoi cela ressemble-t-il?

Après plus de 60 000 générations, six des 12 populations ont évolué pour devenir hypermutables. Elles ont développé des changements dans la réparation de leur ADN et dans les processus métaboliques de l'ADN, ce qui les amène à avoir de nouvelles mutations quelque part de l'ordre de 100 fois la vitesse à laquelle l'ancêtre [au début de l'expérience] le faisait.

C'est un processus très intéressant, car il est à la fois bon et mauvais du point de vue des bactéries. C'est mauvais car la plupart des mutations sont nocives ou, au mieux, neutres. Seule une rare pépite dans cette mine est une mutation bénéfique. Les bactéries qui ont le taux de mutation le plus élevé sont un peu plus susceptibles de découvrir l’une de ces pépites. Mais d’un autre côté, ils sont également plus susceptibles de produire des enfants et petits-enfants porteurs de mutations délétères.

La lignée capable de consommer du citrate faisait-elle partie du groupe qui avait évolué pour devenir hypermutable ?

C'est une excellente question. La lignée qui a développé la capacité d’utiliser le citrate n’avait pas un taux de mutation élevé. Il est intéressant de noter qu’il est devenu l’un de ceux présentant un taux de mutation plus élevé, mais seulement après avoir développé la capacité d’utiliser le citrate. Cela est cohérent avec l’avantage du taux de mutation plus élevé – la capacité supplémentaire d’exploration. Les bactéries étaient en fait assez mauvaises pour utiliser le citrate au départ, donc il y avait beaucoup d'opportunités après qu'elles aient développé la capacité d'utiliser le citrate pour affiner cette capacité.

Comment l’expérience à long terme vous aide-t-elle à comprendre l’évolution de la vie à plus grande échelle ?

Pour moi, l’une des leçons de cette expérience à long terme a été de constater à quel point la vie peut être riche et intéressante, même dans l’environnement le plus ennuyeux et le plus simple. Le fait que l’évolution puisse générer cette diversité et découvrir des portes légèrement entrouvertes qu’elle peut franchir témoigne de l’incroyable inventivité de l’évolution. Et s’il peut être si inventif et créatif à cette minuscule échelle spatiale et temporelle, et dans un environnement aussi ennuyeux, cela me suscite encore plus de respect, quand je pense à quel point il est remarquable dans la nature.

Qu’est-ce qui vous a le plus surpris dans ce projet ?

Que ça continue après toutes ces années. L’un de mes objectifs dans la vie est de faire en sorte que l’expérience continue. J'aimerais lever une dotation pour poursuivre l'expérience à perpétuité.

Qu’espérez-vous pour l’expérience à long terme dans le futur ?

J’espère que ce projet apportera bien d’autres surprises. Par exemple, deux lignées coexistent depuis 60 000 générations dans l’une des populations, où l’une se nourrit du produit que l’autre génère. Je pense qu'il est fascinant de se demander si, à un moment donné, cela pourrait se transformer en quelque chose qui ressemble davantage à une interaction prédateur-proie. Ce n’est certainement pas hors du domaine des possibles. Si cela arriverait un jour, je ne sais pas.

Cela a également été une immense joie de travailler avec des étudiants, des postdoctorants et des collaborateurs, et de les voir grandir et se développer. C'est vraiment la plus grande joie pour moi d'être un scientifique. J'aime dire aux gens que je suis bigame. J'ai deux familles : ma famille de laboratoire et ma famille biologique, et elles sont toutes les deux incroyablement merveilleuses.

Auteur: Internet

Info: Logan Zillmer pour Quanta Magazine - * Relatif aux méthodes mathématiques des actuaires

[ microbiome ] [ bio-informatique ] [ plasticité ] [ dépassement ] [ tâtonnement ] [ élargissement ] [ gaspillage ] [ adaptation ] [ sans pressions de sélection ] [ équilibres ponctués ]

 

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