Africa-Press – Niger. D’où vient Luca, et s’il a des ancêtres pré-cellulaires, d’où viennent-ils? », nous demande Ty Zen – Paysanne herboriste sur notre page Facebook. C’est notre question de lecteur de la semaine. Merci à toutes et tous pour votre participation.
De la plus petite bactérie aux plus grands des mammifères, tous les êtres vivants appartiennent à une seule et même lignée. Cette idée, aujourd’hui solidement établie, converge vers un ancêtre commun universel: Luca, pour « Last Universal Common Ancestor ». Il ne s’agit pas du premier être vivant, mais du dernier ancêtre partagé par toutes les formes de vie actuelles. Autrement dit, Luca est le survivant d’une diversité ancienne, la seule lignée cellulaire à avoir traversé les 4 milliards d’années d’histoire de la biosphère sans s’éteindre, comme nous l’expliquions dans notre précédent article intitule « Luca, l’ancêtre de tous les êtres vivants« .
Luca, seul survivant aux bouleversements de la Terre primitive
Les travaux récents ont profondément renouvelé notre vision de ce personnage central de l’évolution. Une étude, réalisée par des chercheurs de l’université de Bristol (Royaume-Uni) et publiée en juillet 2024 dans la revue Nature Ecology & Evolution, a tenté de reconstituer le génome de Luca en comparant ceux de 700 bactéries et archées. En identifiant les familles de gènes partagées et en tenant compte des duplications, pertes et transferts horizontaux, les chercheurs estiment que Luca possédait environ 2 600 gènes — une complexité comparable à celle de bactéries modernes. Luca n’était donc pas une entité fruste, mais un organisme déjà très élaboré, doté d’un métabolisme flexible, de mécanismes de réparation de l’ADN, et même d’une ébauche de système immunitaire de type Crispr-Cas.
D’où venait-il, alors? Sur le plan évolutif, Luca se situe après une longue phase de tâtonnements biologiques. L’émergence de la vie a probablement donné naissance à de multiples lignées cellulaires primitives, mais une seule — celle de Luca — a survécu aux bouleversements de la Terre primitive. La datation reste débattue: l’étude de l’université de Bristol place Luca vers 4,2 milliards d’années, soit à peine quelques centaines de millions d’années après la formation de la Terre et l’impact géant à l’origine de la Lune. D’autres chercheurs, comme Patrick Forterre, microbiologiste à l’Institut Pasteur et l’un des créateurs du terme Luca, jugent cette chronologie trop rapide et situent Luca plutôt entre 3,9 et 3,5 milliards d’années, à une époque plus compatible avec les premières traces fossiles connues.
Avant Luca, Fuca
Mais quelle que soit la date précise, un point fait consensus: Luca n’était pas le début de l’histoire. Il a eu des ancêtres, nécessairement plus simples, que l’on qualifie parfois de pré-cellulaires. Ces entités ne relevaient pas encore pleinement du vivant tel que nous le définissons aujourd’hui. Avant Luca, il y aurait eu ce que certains appellent Fuca (« First Universal Common Ancestor »), un stade hypothétique où des systèmes chimiques complexes, capables d’évolution, étaient confinés dans des compartiments rudimentaires.
L’origine de ces ancêtres plonge dans la chimie de la Terre primitive. Dès 1953, l’expérience chimistes américains Harold Urey et Stanley Miller a montré que des molécules simples (eau, méthane, ammoniac, hydrogène) pouvaient spontanément produire des acides aminés dans des conditions simulant l’atmosphère primitive. Progressivement, les assemblages les plus stables ont gagné en complexité, donnant naissance à des polymères comme l’ARN et les protéines, capables d’interagir et de se reproduire imparfaitement. L’encapsulation de ces systèmes dans des membranes d’acides gras a constitué une étape clé: la naissance de proto-cellules, protégées du milieu extérieur et soumises à une sélection darwinienne.
« Luca restera très mystérieux »
Dans cette perspective, Luca apparaît comme l’héritier d’un monde pré-cellulaire foisonnant, où la frontière entre chimie et biologie était encore floue. Son métabolisme reposait probablement sur des réactions chimiques déjà présentes dans l’environnement, notamment dans des océans riches en dioxyde de carbone et en méthane, dépourvus d’oxygène mais énergétiquement favorables. En intégrant ces réactions naturelles, ses ancêtres ont progressivement transformé la chimie du monde en biologie. « Luca restera très mystérieux… à moins d’inventer une machine pour voyager dans le temps « , résume Patrick Forterre. L’ébauche du portrait de notre lointain ancêtre gagnera sûrement en précision, mais elle ne sera jamais une photo de haute résolution.
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