Les origines de la photosynthèse


Jeudi 5 avril 2012

Les êtres vivants ont besoin pour vivre, d’énergie, d’eau et de nutriments. Chez les algues et les végétaux terrestres, l’énergie est fournie par la photosynthèse ; ces organismes possèdent en effet dans leurs cellules des organelles : les chloroplastes qui captent l’énergie solaire et fabriquent avec elle les sucres qui sont les carburants de la cellule. Mais d’où viennent ces plastes ?

Ces plastes proviennent d’une bactérie (cyanobactérie) qui par un processus primaire d’endosymbiose a été intégrée dans une cellule eucaryote primitive (analogue aux infusoires flagellés que l’on trouve dans les eaux douces ou marines ou à des protistes parasites comme les trypanosomes). Dans le cytoplasme eucaryote, l’appareil photosynthétique de la bactérie a acquis une double enveloppe et est devenu un chloroplaste. On trouve maintenant ce plaste dérivé des cyanobactéries chez algues unicellulaires biflagellées primitives (glaucophites), chez les algues rouges (rhodophytes), les algues vertes et les plantes terrestres. Ces trois lignées formeraient un groupe monophylétique (ayant un même ancêtre commun) le groupe des Plantae, ce qui suppose que l’endosymbiose primaire s’est faite chez un unique ancêtre commun.

Pour confirmer cette source monophylétique, un groupe de chercheurs* a analysé le génome d’une algue microscopique biflagellée appartenant au groupe primitif des glaucophytes : l’algue Cyanophora paradoxa. Ils ont pu ainsi, par comparaison des génomes et des transcriptomes (protéines transcrites), mettre en évidence une seule origine cyanobactérienne du plaste chez toutes les Plantae. Cyanophora paradoxa garde aussi les caractéristiques ancestrales communes aux plantes et aux algues que sont la synthèse de l’amidon, le métabolisme fermentaire, et la présence de proteines de tranfert plastidial. En définitive leur analyse du génome de Cyanophora paradoxa renforce sérieusement l’origine endosymbiotique et monophylétique des Plantae.

Pour montrer l’importance de cette endosymbiose qui s’est produite il y a plus d’un milliard d’années, il faut rappeler que tous les organismes vivants supérieurs, non chlorophylliens, utilisent pour leurs besoins énergétiques les sucres provenant des espèces photosynthétiques, leur existence (ainsi que celle des êtres humains évidemment) dépend aussi de la photosynthèse.

*Dana C. Price et al., Science 17 Février 2012, pp.843-847.



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