Des études récentes publiquées dans les revues Nature Microbiology et Nature bouleversent notre compréhension de l'origine de la vie complexe. Pendant longtemps, les scientifiques ont supposé que l'ancêtre unicellulaire commun aux êtres vivants était un organisme relativement simple, semblable à une bactérie primitive. Cependant, de nouvelles recherches suggèrent que ce micro-organisme, ayant vécu dans un monde sans oxygène ni plantes ni animaux, possédait déjà une boîte à outils moléculaire bien plus sophistiquée que prévu. C'est à partir de cet ancêtre que sont émergés tous les organismes eucaryotes, c'est-à-dire les cellules complexes dotées d'un noyau et d'organites spécialisés, englobant tout, de la levure à la baleine bleue. Comme il est impossible de remonter le temps, les chercheurs ont adopté une stratégie comparative. Thijs Ettema, professeur de microbiologie à l'Université et Centre de recherche de Wageningen et co-auteur des études, explique qu'ils ont analysé les deux lignées issues de ce même ancêtre : les eucaryotes et les archées Asgard. Ces dernières, découvertes il y a une décennie dans les sédiments des fonds marins, sont considérées comme nos cousins évolutifs lointains. L'analyse génétique initiale, basée uniquement sur les séquences d'ADN de plus de 400 archées Asgard prélevées en Chine et au Mexique, montrait une similitude limitée avec les eucaryotes. Cette divergence est attendue après deux milliards d'évolution distincte. C'est pourquoi les chercheurs ont élargi leur champ d'étude aux protéines, les machines moléculaires qui exécutent les fonctions cellulaires. Contrairement à l'ADN, la structure tridimensionnelle des protéines évolue beaucoup plus lentement. En utilisant l'intelligence artificielle, notamment l'outil AlphaFold, les scientifiques ont prédit la structure de plus de 35 000 protéines d'archées Asgard. Les résultats sont surprenants : environ 1 300 protéines, jusque-là considérées comme exclusives aux eucaryotes et essentielles à la complexité cellulaire (comme le transport intracellulaire et la formation de compartiments), ont été identifiées chez les archées Asgard. Cela indique que l'ancêtre commun possédait déjà une grande partie de cette machinerie complexe bien avant l'apparition des organismes multicellulaires. Cette découverte est désormais étayée par des observations microscopiques. Bien que la culture des archées Asgard demeure un défi en raison de leur croissance lente et de leurs besoins en environnements pauvres en oxygène, les progrès technologiques permettent désormais de les observer. Certaines espèces présentent des structures inattendues, telles que des expansions en forme de tentacules pour le mouvement et des vésicules internes, rappelant les compartiments des cellules eucaryotes. Par ailleurs, le tableau évolutif s'affine concernant l'adaptation à l'oxygène. Jusqu'à récemment, ces organismes n'étaient trouvés que dans des environnements anoxiques. Une nouvelle étude a révélé l'existence d'archées Asgard dans des milieux riches en oxygène, possédant des gènes capables de traiter ce composant toxique pour la vie primitive. Il reste à déterminer si cette capacité était héritée de l'ancêtre commun ou acquise plus tardivement, contrairement aux eucaryotes qui ont intégré des mitochondries d'origine bactérienne pour respirer l'oxygène. Si les détails exacts du look de notre ancêtre et des fonctions précises de ses protéines restent à élucider, une certitude s'impose : grâce aux avancées de la séquençage ADN et de l'intelligence artificielle, notre origine unicellulaire s'avère être bien plus complexe et avancée qu'on ne le pensait il y a dix ans. Cet ancêtre microbien disposait déjà du potentiel nécessaire pour donner naissance à la vie multicellulaire telle que nous la connaissons aujourd'hui.