L'évolution des cellules complexes - Adam Jacobson

Voir la leçon complète : http://ed.ted.com/lessons/how-we-think-complex-cells-evolved-adam-jacobson

Imaginez que vous avaliez un petit oiseau et et que soudain vous puissiez voler ... ou que vous engloutissiez un cobra et que vos dents puissent ensuite
cracher du venin mortel ! Eh bien, à travers l'histoire de la vie (et en particulier lors de l'évolution des cellules eucaryotes complexes), ce genre d'événements arrivait tout le temps. Adam Jacobson explique l'endosymbiose, un type de symbiose dans laquelle un organisme symbiotique vit dans un autre.

Leçon de Adam Jacobson, animation par Camilla Gunborg Pedersen.

Et si nous pouvions absorber
un autre organisme

et nous emparer de ses capacités ?

Imaginez que vous avaliez un petit oiseau
et que soudain vous puissiez voler.

Ou que vous engloutissiez un cobra

et que vos dents puissent ensuite
cracher du venin mortel ?

A travers l'histoire de la vie,

plus particulièrement pendant l'évolution
des cellules eucaryotes complexes,

ce genre d'événements arrivait
tout le temps.

Un organisme absorbait un autre,

et ils s'unissaient en un organisme
cumulant les capacités des deux.

Nous pensons qu'il y a environ
deux milliards d'années,

les seuls organismes vivants sur Terre
étaient procaryotes,

des organismes à une seule cellule dont
les organites n'avaient pas de membranes.

Regardons de près trois d'entre eux.

L'un était une grosse cellule
en forme de goutte

capable d'absorber des choses en
les enveloppant de sa membrane cellulaire.

Un autre était une cellule bactérienne

capable de convertir l'énergie solaire en
molécules de sucre par la photosynthèse.

Un autre utilisait l'oxygène pour
décomposer des molécules comme le sucre,

libérant ainsi de l'énergie utilisable
pour d'autres fonctions.

Les cellules en forme de goutte ont
absorbé des bactéries photosynthétiques.

Ces bactéries vivaient alors à l'intérieur
de la goutte, continuant à se diviser,

mais leurs existences étaient
devenues liées.

Si vous tombez sur
une telle organisation,

vous pourrez penser que l'ensemble
n'est qu'un seul organisme,

que la bactérie photosynthétique verte
n'est qu'une partie de la goutte

qui réalise une des fonctions vitales,

tout comme votre cœur
est une partie de vous

qui accomplit la fonction
de pomper votre sang.

Ce processus de cellules vivant ensemble
est appelé l'endosymbiose,

un organisme vivant
à l'intérieur de l'autre.

Mais l'endosymbiose
ne s'est pas arrêtée là.

Et si l'autre bactérie emménageait aussi ?

Les cellules de cette espèce
commencèrent à se complexifier.

Elles étaient grosses et pleines
de structures complexes

que nous appelons chloroplastes
et mitochondries.

Ensemble, elles utilisent
la lumière du soleil,

en font des sucres,

et décomposent ces sucres
en utilisant de l'oxygène

qui commençait tout juste
à apparaître dans l'atmosphère.

L'absorption d'organismes

était une façon pour les espèces de
s'adapter aux changements de conditions

de leur environnement.

Cette histoire décrit la théorie dite
de l'endosymbiose par les biologistes,

la meilleur explication actuelle
de l'évolution des cellules complexes.

Il y a beaucoup de preuves
appuyant cette théorie,

mais regardons
les trois pièces principales.

Les chloroplastes, et les mitochondries
de nos cellules, se multiplient exactement

comme ces anciennes bactéries,

qui vivent encore, d'ailleurs.

En fait, si vous retirez ces structures,
il n'en apparaîtra pas de nouvelles.

La cellule ne peut pas les faire.

Seules les structures elles-mêmes
peuvent se multiplier.

Deuxième preuve.

Les chloroplastes et mitochondries ont
leurs propres ADN et ribosomes.

Leur ADN a une structure circulaire

qui ressemble de manière frappante
à l'ADN de ces anciennes bactéries,

and contient des gènes similaires.

Les ribosomes assemblant les protéines
des chloroplastes et mitochondries,

ont la même structure que ceux
des anciennes bactéries,

mais diffèrent des ribosomes

se trouvant dans le reste
de la cellule eucaryote.

Enfin, pensez aux membranes impliquées
dans le processus d'absorption.

Les chloroplastes et mitochondries ont
toutes deux, deux membranes les entourant,

une interne et une externe.

La membrane interne contient
des lipides et protéines particuliers

absents de la membrane externe.

Pourquoi est-ce important ?

Parce que la membrane externe appartenait
à la cellule en forme de goutte.

Lors du processus d'endosymbiose,
ils furent absorbés

et enveloppés dans cette membrane,
gardant la leur comme membrane interne.

Evidemment, ces lipides

et protéines sont trouvés dans
les membranes de l'ancienne bactérie.

Les biologistes utilisent cette théorie

pour expliquer l'origine de l'importante
diversité d'organismes eucaryotiques.

Prenez les algues vertes qui poussent
sur les murs des piscines.

Une cellule eucaryotique plus large,
pourvue de flagelles,

absorba, à un certain point, une
de ces algues pour former un euglène.

Un euglène peut faire de la photosynthèse,

décomposer des sucres
en utilisant l'oxygène,

et nager dans l'eau de l'étang.

Comme la théorie le prédit,

les chloroplastes de ces euglènes
ont trois membranes

étant donné qu'ils en avaient
deux avant d'être absorbés.

Le processus d'absorption
de la théorie endosymbiotique

permet aux organismes
de combiner de puissantes capacités

pour devenir mieux adaptés
à la vie sur Terre.

Cela a donné des espèces
capables de faire bien plus

que quand ils étaient
des organismes séparés.

Ce fut un saut évolutif

qui mena aux microorganismes, aux plantes,

et aux animaux que l'on observe
sur la planète aujourd'hui.