- Évolution de la multicellularité
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Les organismes multicellulaires sont les êtres vivants possédant plusieurs cellules, proches spatiallement et interagissant fortement. Ils sont présents dans l'ensemble du monde vivant, et sont particulièrement nombreux chez les Eucaryotes (Végétaux, Métazoaires, etc.). L'apparition des premiers organismes multicellulaires date d'au moins 2,1 milliards d'années[1]. La multicellularité est cependant apparue au moins 25 fois au cours de l'évolution[2], par des mécanismes différents, probablement en raison des avantages sélectifs qu'elle confère, comme la possibilité d'une augmentation de la taille de l'organisme ou d'une spécialisation des différentes cellules. La multicellularité entraîne cependant l'apparition de conflits génomiques et de lignées cellulaires égoïstes, telles que les tumeurs. Ces conflits peuvent se résoudre par l'apparition de mécanismes de prévention contre ces cellules tricheuses, ou encore par un retour à l'unicellularité.
Multicellularité
Définition
Un organisme cellulaire est un ensemble de cellules dont l'activité est coordonnée, et qui sont en contact physique, ou suffisamment proches spatialement pour interagir fortement[3]. Ainsi, une colonie cellulaire ne peut être considéré comme un organisme multicellulaire dans la mesure où les cellules ne sont pas ou peu coordonnées entre elles.
Différents types
Étude de l'évolution de la multicellularité
Histoire
Données disponibles
Fossiles multicellulaire
Organismes contemporains multicellulaire
Organismes unicellulaires à vestiges multicellulaire
Méthodes d'études
Biologie comparative
Expérimentation
Différentes apparitions de la multicellularité
Chez les Eubactéries
La multicellularité est apparue au moins trois fois de manières indépendantes chez les Eubactéries: chez les Myxobacteria, chez les Actinobacteria et chez les Cyanobacteria[5]. La plupart des espèces de ces trois groupes possèdent au moins une phase de vie multicellulaire. Par ailleurs, certains auteurs considèrent qu'un grand nombre de colonies bactériennes peuvent être considérées comme multicellulaires, compte tenu de l'importance de la communication entre les différentes cellules et la coordination de leurs actions[6].
Ches les Archées
On trouve certaines espèces d'Archées, du genre Methanosarcina, formant des groupes de cellules se liant entre elles après la division. Ces espèces, anaérobies obligatoires, pourraient bénéficier de la multicellularité en protégeant les cellules les plus au centre d'un trop fort taux de dioxygène dans le milieu extérieur.
Chez les Eucaryotes
Articles détaillés : Évolution de la multicellularité chez les Métazoaires et Évolution de la multicellularité chez les Embryophytes.La multicellularité est apparue de nombreuses fois de manières indépendantes chez les Eucaryotes. Si la multicellularité des Métazoaires semble monophylétique, ce n'est probablement pas le cas de celle des plantes ou des champignons. Ainsi, on trouve des organismes multiicellulaires chez les Opisthokonta (Metazoa, certains Mycota et certains Choanomonada), chez les Amoebozoa, chez les Archaeplastida (Embryophytes, certains autres Chlorophyta et certains Rhodophyta), chez les Stramenopila (certains Oomycota, certains Phaeophyceae et de rares formes multiicellulaires chez les Bacillariophyta), chez certains Excavata et chez les Alveolata (rares formes multicellulaires chez les Ciliophora). On ne retrouve pas de forme coloniale ou multicellulaire chez les Rhizaria et les Excavata.
Mécanismes évolutifs
Bénéfices
Avantages liés à la taille
Diminution du risque de prédation
Spécialisation fonctionnelle
Nutrition plus efficace
Dispersion plus efficace
Diminution des interactions non coopératives
Adaptations nécessaires à la multicellularité
Différenciation cellulaire
Communication intercellulaire
Adhésion intercellulaire
Contraintes
Mécanismes moléculaires et cellulaires
Conséquences évolutives de la multicellularité
Conflits génomiques
Complexification
Retours à l'unicellularité
Notes et références
- (en) El Albani et coll., « Large colonial organisms with coordinated growth in oxygenated environments 2.1 Gyr ago », dans Nature, no 466, 1er juillet 2010, p. 100-104 [lien DOI]
- (en) Richard K. Grosberg et Richard R. Strathmann, « The evolution of multicellularity: a minor major transition », dans Annual review of ecology evolution and systematics, vol. 38, 2007, p. 621-654 (ISSN 1543-592X) [texte intégral, lien DOI]
- (en) Dale Kaiser, « Building a multicellular organism », dans Annual Review of Genetics, vol. 35, 2001, p. 103-23 (ISSN 0066-4197) [résumé]
- (en) Martin E. Boraas, Dianne B. Seale et Joseph E. Boxhorn, « Phagotrophy by a flagellate selects for colonial prey: A possible origin of multicellularity », dans Evolutionary Ecology, vol. 12, no 2, février 1998, p. 153-164 (ISSN 0269-7653) [résumé, lien DOI]
- (en) John Tyler Bonner, « The Origins of Multicellularity », dans Integr. Biol., vol. 1, no 1, 1998, p. 27-36 [résumé]
- (en) James A. Shapiro, « Thinking about bacterial populations as multicellular organisms », dans Annual review of microbiology, vol. 52, octobre 1998, p. 81-104 (ISSN 0066-4227) [texte intégral, lien DOI]
- (en) Antonis Rokas, « The Origins of multicellularity and the early history of the genetic toolkit for animal development », dans Annual review of genetics, vol. 42, 2008, p. 235-251 (ISSN 0066-4197) [texte intégral, lien DOI]
- (en) Steven M. Stanley, « An Ecological Theory for the Sudden Origin of Multicellular Life in the Late Precambrian », dans PNAS, vol. 70, no 5, mai 1973, p. 1486-1489 (ISSN 0027-8424) [texte intégral]
- (en) Richard E. Michod, « Evolution of individuality during the transition from unicellular to multicellular life », dans PNAS, vol. 104, no S1, 15 mai 2007, p. 8613-8618 (ISSN 0027-8424) [texte intégral, lien DOI]
- (en) Claudio Murgia, Jonathan K. Pritchard, Su Yeon Kim, Ariberto Fassati et Robin A. Weiss, « Clonal origin and evolution of a transmissible cancer », dans Cell, vol. 126, no 3, 11 août 2006, p. 477-487 (ISSN 0092-8674) [texte intégral, lien DOI]
- (en) A.-M. Pearse et K. Swift, « Allograft theory: Transmission of devil facial-tumour disease: An uncanny similarity in the karyotype of these malignant tumours means that they could be infective », dans Nature, vol. 439, no 7076, 2 février 2006, p. 549 (ISSN 0028-0836) [résumé, lien DOI]
- (en) Gregory J. Velicer, Lee Kroos et Richard E. Lenski, « Loss of social behaviors by Myxococcus xanthus during evolution in an unstructured habitat », dans PNAS, vol. 95, no 21, 13 octobre 1998, p. 12376-12380 (ISSN 0027-8424) [texte intégral]
Voir aussi
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Catégorie :- Histoire évolutive
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