L'œuf est venu avant la poule

Chromosphaera perkinsii est une espèce unicellulaire découverte en 2017 dans des sédiments marins autour d'Hawaï.

Les premières traces de sa présence sur Terre ont été datées à plus d'un milliard d'années, bien avant l'apparition des premiers animaux. Une équipe de l'Université de Genève (UNIGE) a observé que cette espèce forme des structures multicellulaires présentant des similitudes frappantes avec les embryons animaux. Ces observations suggèrent que les programmes génétiques responsables du développement embryonnaire existaient déjà avant l'émergence de la vie animale, ou que C. perkinsii a évolué de manière indépendante pour développer des processus similaires.

La nature aurait donc disposé, bien avant l'«invention des poules», des outils génétiques nécessaires à la «création des œufs». Cette étude a été publiée dans la revue Nature .

De la cellule unique à l'organisme multicellulaire

Les premières formes de vie apparues sur Terre étaient unicellulaires, c'est-à-dire composées d'une seule cellule, comme les levures ou les bactéries. Plus tard, les animaux — des organismes multicellulaires — ont évolué à partir d'une seule cellule, l'ovule, pour donner naissance à des êtres vivants complexes. Ce développement embryonnaire se déroule en phases précises qui se ressemblent remarquablement d'une espèce animale à l'autre et pourraient remonter à une époque bien antérieure à l'apparition des animaux. La transition des espèces unicellulaires vers les organismes multicellulaires reste cependant encore très mal comprise.

Ce protiste unicellulaire s'est séparé de la lignée évolutive animale il y a plus d'un milliard d'années et offre de précieux aperçus sur les mécanismes qui pourraient avoir conduit à la transition vers la multicellularité.

Colonies ressemblant à des embryons

En observant C. perkinsii, les scientifiques ont découvert que ces cellules, une fois qu'elles ont atteint leur taille maximale, se divisent sans continuer à croître et forment des colonies multicellulaires ressemblant aux stades précoces du développement embryonnaire des animaux. Ces colonies persistent pendant environ un tiers de leur cycle de vie et sont composées d'au moins deux types cellulaires distincts, ce qui est surprenant pour ce type d'organisme.

Bien que C. perkinsii soit une espèce unicellulaire, ce comportement montre que les processus de coordination et de différenciation multicellulaires étaient déjà présents dans l'espèce bien avant que les premiers animaux n'apparaissent sur Terre, explique Omaya Dudin, qui a dirigé cette recherche .

Plus surprenant encore, la manière dont ces cellules se divisent et la structure tridimensionnelle qu'elles adoptent rappellent de façon frappante les stades précoces du développement embryonnaire des animaux. En collaboration avec le Dr John Burns (Bigelow Laboratory for Ocean Sciences), l'analyse de l'activité génétique dans ces colonies a révélé des similitudes stupéfiantes avec celle des embryons animaux, ce qui suggère que les programmes génétiques régissant le développement multicellulaire complexe existaient déjà il y a plus d'un milliard d'années.

Marine Olivetta, technicienne de laboratoire au département de biochimie de la Faculté des sciences de l'UNIGE et première auteure de l'étude, explique : « Il est fascinant qu'une espèce découverte récemment nous permette de remonter le temps de plus d'un milliard d'années. » L'étude montre que le principe du développement embryonnaire existait soit avant les animaux, soit que les mécanismes du développement multicellulaire se sont développés séparément chez C. perkinsii.

Cette découverte pourrait également apporter un nouvel éclairage sur un débat scientifique de longue date concernant des fossiles vieux de 600 millions d'années ressemblant à des embryons, et pourrait remettre en question certaines conceptions traditionnelles de la multicellularité.