LUCA

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Anne Baudry
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LUCA

Messagepar Anne Baudry » 08 déc. 2010, 21:24

Dans SVT 2nde, Ed. Belin p 45 on lit :
"Attention LUCA n'est pas pour autant le premier être vivant ayant existé sur Terre" (Interview de Guillaume Lecointre).

Dans ce cas qui a ce titre ? Il n'existait avant que des système à base d'ARN qui ne correspondent pas à la définition du vivant ?
Ou bien est ce parce qu'il y a eu d'autres cellules avant qui n'ont pas eu de descendants ?

Corinne FORTIN
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Re: LUCA

Messagepar Corinne FORTIN » 12 déc. 2010, 19:24

Bonjour

LUCA est l’acronyme de Last Universal Commun Ancestor, c’est-à-dire le dernier ancêtre commun à l’ensemble du vivant (passé et actuel). Ce qui signifie que LUCA est le nœud à la base des trois lignées cellulaires : Archées, Eucaryotes, et Bactéries. À ce titre, il est possible de dresser un portrait-robot de LUCA à partir de la répartition des caractères présents dans ces trois branches de l'arbre phylogénétique du vivant.

Comment construire ce portrait-robot (PROVISOIRE) ?
Les points communs partagés dans trois lignées cellulaires sont hérités d’un ancêtre commun. Ainsi, il est donc possible de donner les grandes caractéristiques biologiques de LUCA.
Par exemple,
- la présence des gènes d’aminoacyl-ARNt synthétases, d’ARN ribosomiques, de protéines ribosomiques permet de penser que LUCA était capable de réaliser la synthèse protéique
- la présence des sous-unités d’ARN polymérases, enzymes impliqués dans la synthèse d’ARN, suggère que LUCA pouvait réaliser la transcription de l’ADN en ARN
- la présence d’une ATPase membranaire montre aussi que LUCA pouvait stocker de l’énergie sous forme d’ATP
- la présence de cytochromes oxydases permet d’envisager que LUCA réalisait des réactions d’oxydo-réduction
- la présence de protéines membranaires est un argument en faveur d’une membrane plasmique chez LUCA (bien que ce point soit discuté dans la communauté scientifique)

Mais ce portrait-robot demeure incomplet, par exemple, on ne connaît pas pour le moment
- la nature du matériel génétique de LUCA : ADN ou ARN ?
- la température à laquelle il vivait? hyperthermophile (80-110°C), thermophile (50-80°C), mésophile (20-50°C°)

En l’état actuel des connaissances, le portrait-robot de LUCA est celui d’un ancêtre capable de produire de l’ATP, de synthétiser des protéines, d’avoir une activité métabolique et de posséder vraisemblablement une membrane plasmique. De la rencontre entre les données phylogénétiques et biogéologiques, on situe LUCA autour de 3,8-3,5 milliards d’années.

Quel est le statut scientifique de LUCA ?
LUCA est une reconstruction phylogénétique et non un vivant nominativement identifié dans les archives fossiles. Le concept d’ancêtre commun est un concept qui permet de penser et de construire des liens de proximité, voire de parenté.
Le concept de dernier ancêtre commun a une puissance heuristique et opératoire très forte. Heuristique parce qu’il permet de découvrir des liens phylogénétiques jusqu’alors insoupçonnés entre les trois lignées cellulaires, et opératoire parce qu’il permet de caractériser le fonctionnement biologique de LUCA.
Quant à savoir ce qu’il y a eu avant LUCA, c’est l’objet de nombreuses recherches actuelles avec plusieurs pistes, par exemple : l’existence d’un monde prébiotique à ARN, ou bien l’existence d’une possible quatrième lignée incluant des virus à ADN puisque des gènes de mimivius (Mimicking microbe virus) ont été retrouvés dans les trois lignées cellulaires connues. Certains chercheurs suggèrent que ces virus à ADN seraient issus de cellules qui ont aujourd’hui disparues et qui auraient peut-être précédées LUCA. Pour plus d’informations sur "l’avant" LUCA vous pouvez consulter les ouvrages ou les sites de Patrick Forterre (Professeur à UPS et chercheur à l’institut Pasteur) qui étudie ces questions.

Mais pour en revenir, plus largement, au concept d’ancêtre commun, il est directement questionné dans nos cours à propos de la lignée humaine. Quand nous disons, par exemple, qu’il y a un ancêtre commun à l’homme et au chimpanzé, nous ne désignons pas de fossile, et c’est là une difficulté majeure pour les élèves qui souhaitent mettre un nom sur NOTRE ancêtre commun. Car le nommer, c’est en quelque sorte s’assurer de son existence. C’est pourquoi, souvent les élèves font, à tort, de l’Australopithèque l’ancêtre commun. Lui, au moins, il est matériellement connu, physiquement reconstitué, donc il existe vraiment. Tandis que le portrait-robot de l'ancêtre commun à la lignée humaine et à celle des grands singes, est une reconstruction phylogénétique, sans équivalent fossile connu. Au bout du compte, les élèves se demandent s’il y a vraiment eu un ancêtre commun et s’interrogent sur la véracité de ce qu'ils sont en train d'apprendre.
D’où vient cette difficulté à appréhender le concept d’ancêtre commun ?
- D’une part, parce le mot n’est pas neutre. Il touche d’abord à l’intime de chacun d’entre-nous. Quant nous parlons d’ancêtre commun en cours de SVT, les élèves ne l’entendent pas du point de vue scientifique. Pour eux, cela fait référence à de liens de descendance qui s’expriment au sein d’un ensemble clos d’individus, de génération en génération. L’ancêtre commun, c’est ce qui permet de distinguer ceux qui font partie de la filiation, et ceux qui en sont exclus. Etablir la descendance de l’ancêtre commun revient, en conséquence, à identifier concrètement l’élément fondateur sans qui la généalogie familiale n’existerait pas. Cette identification renvoie à une symbolique des origines : origine de l’humanité (Adam et Eve), origine de la tribu (le clan), origine du nom de famille(l’héritage), etc. C’est donc un point sensible, émotionnellement, culturellement et intellectuellement, qu’il ne faut pas minimiser.
- D’autre part, les élèves ont une conception fondamentalement "essentialiste" de l’espèce. Pour eux, les espèces sont des structures vivantes invariables. D’ailleurs, culturellement, nous sommes tous imprégnés de cet essentialisme. Au quotidien, nous faisons comme si les"espèces" chien, chat, lapin, canard, etc. étaient des invariants en soi. Car, chacun observe que les lapins donnent des lapins, les chiens donnent des chiens, les chats donnent des chats. Dans ces conditions, comment penser autrement : l’ancêtre des lapins est un lapin, celui des chiens un chien, celui des chats un chat, etc. Nous n’utilisons pas, au quotidien, une pensée populationnelle où l’espèce n’est qu’une phase temporaire d’une certaine homogénéité génétique des populations.
Les faits bruts du quotidien font ici obstacle à la compréhension de l’évolution. Pour comprendre, scientifiquement, l’histoire du vivant il y a nécessité à utiliser des concepts pour expliquer cette histoire, en dépassant les fausses "évidences" factuelles perceptibles uniquement à l’échelle d’une vie humaine. Comprendre la pertinence du concept phylogénétique d’ancêtre commun suppose d’abandonner préalablement une conception essentialiste de l’espèce. C’est là, me semble-t-il, un des enjeux du travail didactique et pédagogique. Pour un complément d’informations, j’ai commis en 2000 un article publié dans le bulletin n°3 de l’APBG intitulé Classification et Evolution qui évoque ce passage de généalogie à la phylogénie.

Bien cordialement
Corinne Fortin


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