Pluricellularité

[Neutrino]

Bonjour

Je viens de me poser une question assez... fondamentale. Pour une fois elle est de pure bio sans chimie héhé
Les plantes et les animaux sont pluricellulaires. Cependant, les plantes ont un organite, le chloroplaste, qui est comme la mitochondrie, une bactérie qui a été asservie mais qui possède encore un peu d'ADN circulaire.
La question que je me pose est de savoir laquelle de ces deux scénarios est vrai:

- pluricellularité acquise deux fois aux cours de l'évolution, une fois par les animaux unicellulaires pour donner les animaux pluricellulaires, l'autre fois par les végétaux unicellulaires (une troisième par les champignons?), chloroplaste acquis deux fois
argument : on a bien des sortes d'associations d'une espèce de bactéries en pied tige tête, "animal" procaryote!

- pluricellularité acquise une bonne fois pour toutes, chloroplaste acquis deux fois au moins par des pluri et des uni cellulaires.
argument : il y a des cellules végétales sans chloroplastes (racines), les champignons ressemblent aux végétaux et aussi : il y a deux types de chloroplastes : un issu de la phagocytose directe d'une bactérie photosynthétique, l'autre d'une phagocytose d'un eucaryote qui avait lui même asservi le chloroplaste, chez un type d'unicellulaire vert (à ce que j'ai lu), donc il y a bien eu deux acquisitions chez les unicellulaires (ça ne répond pas directement à ma question)


Bien cordialement
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[Neutrino]

Quelle tête en l'air!!!! j'ai oublié la deuxième question:

La pluricellularité provient:

- d'une segmentation d'une énorme cellule polynuclée
argument : je me souviens d'un pluricellulaire de milieu extrême (lacs d'altitude) dont le cycle de vie passait par un énorme syncytium qui se fragmentait pour donner les spores.

- ou d'interactions croissantes entre cellules qui restent collées après les mitoses pour mieux survivre (l'union faisant la force...).
argument: c'est plus simple!

Voilà, maintenant c'est tout.

Bonne nuit

[invite09c6c378]

Tant de questions à une heure si tardive...
Ma réponse sera courte... toutes les hypothèses sont recevables...
Et il me semble que pour les chloroplastes et les mitochondries "anciennes bactéries", il faut en rester aussi au stade d'hypothèse, très probable certes, mais que nous ne validerons jamais...

[Guillmot]

Quelle tête en l'air!!!! j'ai oublié la deuxième question:

La pluricellularité provient:

- d'une segmentation d'une énorme cellule polynuclée
argument : je me souviens d'un pluricellulaire de milieu extrême (lacs d'altitude) dont le cycle de vie passait par un énorme syncytium qui se fragmentait pour donner les spores.

C'est le cas chez pas mal d'algues comme Caulerpa taxifolia ou Vaucheria sp., qui possèdent une organisation en syncytium. Les Formaminifères présentent à un moment une phase plurinucléée. Caractère primitif ou acquis secondairement ? Ou les deux cas possibles ? That is the question !

- ou d'interactions croissantes entre cellules qui restent collées après les mitoses pour mieux survivre (l'union faisant la force...).
argument: c'est plus simple!

Le monde bactérien regorge de ces exemples, et les êtres pluricellulaires les plus simples comme Volvox y font penser. Il y a aussi cette fameuse amibe dont le nom m'échappe (honte à moi !) qui, lorsque les ressources viennent à faiblir, se regroupe en milliers, puis millions, forme une grosse limace rempant jusqu'à se fixer, former un chapeau mexicain, créer un espèce de tubercule montant progressivement pour former une structure pluricellulaire avec pied, tige, et sac à spores... J'espère que son nom me reviendra ! En plus c un cas d'école en matière de communication cellulaire

- pluricellularité acquise une bonne fois pour toutes, chloroplaste acquis deux fois au moins par des pluri et des uni cellulaires.
argument : il y a des cellules végétales sans chloroplastes (racines), les champignons ressemblent aux végétaux et aussi : il y a deux types de chloroplastes : un issu de la phagocytose directe d'une bactérie photosynthétique, l'autre d'une phagocytose d'un eucaryote qui avait lui même asservi le chloroplaste, chez un type d'unicellulaire vert (à ce que j'ai lu),

Eh oui, c'est la théorie d'acquisition des plastes ça. En gros tu as eu jusqu'à trois types d'acquisition:

1. Une Eucaryote (ou pt une autre bactérie ! On voit en licence cette année une théorie amusante où les bactéries auraient pu avoir des mitochondries et/ou chloroplastes ! Le passage vers le stade eucaryote pouvant e produire ensuite. Curieux non ? ) phagocyte une cyanobactérie. Endosymbiose primaire.

2. Une eucaryote phagocyte une eucaryote photosynthétique. Endosymbiose secondaire. Imagine le nombre de membranes présentent entre chaque symbiote

3. Une autre eucayote phagocyte notre endosymbiote secondaire ! C'est l'endosymbiose tertiaire. Certains Dinoflagellés auraient ainsi acquis leurs plastes, si je me souviens bien.

A noter que chez les endosymbiotes II et III on peut avoir conservation d'un "nucléoïde" de l'eucaryote phagocyté et réduction du nombre de membranes de la symbiose !

@+

Guil

[A voir en vidéo sur Futura]

[Neutrino]

Bah à ce que je vois il y a du boulot au niveau de la recherche en bio cellulaire primitive!

Pour les syncytium, je crois que c'est cette énorme amibe que j'avais vu dans Sciences et Vie il y a quelques années!
Il y a un "syncytium" qui a été conservé et qui est central : la cellule-oeuf! Oui, c'est bien une fusion de deux cellules. Chez certaines espèces d'unicellulaires la cellule-oeuf connait immédiatement la méïose, chez d'autres la cellule-oeuf peut connaître des mitoses (levure) en temps de crise, et chez d'autres comme nous c'est la lignée diploïde qui constitue la majeure partie du cycle de vie, des divisions qui ont lieu.

C'est un bon argument en faveur du scénario du syncytium : les cellules auraient pu fusionner en temps de crise, puis c'est devenu une routine et enfin les cellules se sont resegmentées sans regagner leur autonomie... En plus des syncytiums, il y a encore plein même chez l'Homme (dans la lignée immunitaire, et c'est un syncytium de l'embryon qui corrode la paroi utérine de la mère lors de la nidation!, et puis les cellules musculaires sont aussi polynuclées...), donc on peut penser que les ancêtres de nos cellules toléraient ce genre de gymnastique...

Malheureusement comme tu le dis Guil, il y a tous ces arguments en faveur de l'autre scénario : des bactéries qui restent collées etc. Par exemple les cyanobactéries qui sécrètent un gel pour rester ensemble : moi, ça me fait penser à un tissu conjonctif. D'ailleurs, ça leur a donné leur appelation : algues bleues!
Je viens de chercher sur Internet des trucs sur les premiers pluricellulaires (d'après les animaux primitifs actuels), et apparament, leurs "feuillets" ressemblent à du conjonctif ("gel" + cellules isolées), les cellules ne sont pas jointives, ce qui se produirait surement dans le cas de la segmentation d'un syncytium...

Idem pour l'acquisition des chloroplastes. Si quelque chose n'apparaît qu'une fois, on peut très facilement faire de petits raisonnements et essayer de déduire un scénario, mais si une même acquisition a lieu 2 ou 3 fois, ça devient trop compliqué, et il faut faire des analyses etc. ce qui n'est pas de mon niveau Le meilleur exemple est pour la lignée humaine, "buissonante", comme certains caractères ont pu apparaître et disparaître deux ou trois fois ça rend impossible de faire un scénario clair et simple...

un autre scénario :
des (arché-?)bactéries restent collées avec un gel,
une parmi elle absorbe la mitochondrie,
elle gagne un avantage sélectif majeur, en dérivant de plus en plus vers une cellule eucaryote, ce qui la rend majoritaire dans l'"animal"
une fois devenues eucaryotes, certaines cellules restent dans l'"animal" (origine des premiers animaux pluricellulaires), et d'autres recommencent à jouer en solo en quittant l'"animal" (origine des premiers animaux unicellulaires).

sur ce, bonne journée

[Neutrino]

à coco:

On ne la validera jamais certes, mais ça fait partie des choses qu'on sait et qu'on peut utiliser intelligement... la mitochondrie, enfin, précisons, la matrice de la mitochondrie + la membrane interne, ressemble ENORMEMENT à une bactérie, a son ADN circulaire avec ses propres ARN de transfert non eucaryotes, a ses ribosomes plus proches de ceux des bactéries que des notres etc...
Ca me paraît évident... enfin bon. ce n'est pas suffisant.

[Neutrino]

j'ai retrouvé mon animal bizarre!
C'est le myxomycète!
son cycle est étrange:
- spores (n) haploïdes qui germent
- mitoses -> population de cellules haploïdes qui peuvent devenir des "myxamibes", unicellulaires autonomes
- fécondation éventuelle (fusion de deux haploïdes) -> un zygote (2n) diploïde
- multiplication des noyaux + croissance sans division -> un plasmode (2n), syncytium géant
- il "fructifie", donne des tiges avec des têtes qui éclosent et redonnent des spores (n), haploïdes
cf Sciences et Vie n°1009

[Guillmot]

Hello !

Quelques éléments en faveur de l'origine bactérienne des mitochondries:

Sources: Selon cours de bactériologie (licence biochimie). Vérifié en partie dans le Prescott.

Il semblerait que les mitochondries dériveraient des Rickettsies, Protéobactéries pathogènes parasites (Gracilicutes (Gram - )).
Elles auraient subi une perte nette de gènes avec transfert vers le noyau. Il ne reste qu'un petit brin d'ADN dans la mitochondrie...
D'ailleurs, personne n'a jamais été capable de cultiver des mitochondries ou chloroplastes pour cette raison

Ci-joint un schéma sur la formation des premiers Eucaryotes:
On suppose une mise en commun de métabolismes chez une Eubactérie et une Archéobactérie, avec progressivement fusion.

On a deux voies hypothétiques, symbolisées par les flèches rouges et pourpres.




Rectification concernant mon post précédent: je n'ai pas été totalement clair je m'en excuse: l'acquisition des mitochondries et plastes aurait pu se faire lors de la formation des premiers Eucaryotes, qui auraient posséder directement ces organites. Je ne m'étais pas relu et tapé une autre phrase dont j'ignore totalement si elle est crédible (plastes dans des bactéries lors de symbioses primitives ? Reste à prouver ! Car en tout cas aujourd'hui jamais de plastes ou mito chez des Procaryotes, un des dogmes de la bio cell ). Encore pardon !


Enfin c'est un sujet passionnant !

[Neutrino]

En fait, j'ai pris ça comme "eucaryote très primitif". Parce que je me représente mal une bactérie absorber une... bactérie de la même taille ou à peine plus petite!

[Guillmot]

En fait, j'ai pris ça comme "eucaryote très primitif". Parce que je me représente mal une bactérie absorber une... bactérie de la même taille ou à peine plus petite!

Oui j'ai pensé d'abord que les membres du forum le liraient comme ça aussi, mais je me suis dit qu'un petit erratum ne ferait pas de mal, pour éviter les mauvaises lectures. M'apprendra à pas être clair !

Au fait un petit lien sur les Myxomycètes & co:

http://cgdc3.igmors.u-psud.fr/microb.../Chap02_05.htm

J'ai retrouvé mon amibe-mystère: Dictyostelium discoideum ! On progresse...

[Neutrino]

en fait la mitochondrie n'a plus rien comme ADN : elle a ses matrices pour ARNt et r, plus quelques gènes pour l'appareil de réplication et de transcription traduction... et seulement quelques petits gènes pour des chaînes protéiques. En gros c'est un ADN qui ne sert qu'à lui même et accessoirement à synthétiser quelques protéines... Tout ce qui est synthèse de membranes, synthèses de métabolites, etc, il l'a perdu. C'est un pur organite quoi.
La question qui se pose now est : peut on donner une mitochondrie d'une cellule d'une espèce A à un cellule d'une espèce B?

[inviteb73ce398]

Il y a aussi cette fameuse amibe dont le nom m'échappe (honte à moi !) qui, lorsque les ressources viennent à faiblir, se regroupe en milliers, puis millions, forme une grosse limace rempant jusqu'à se fixer, former un chapeau mexicain, créer un espèce de tubercule montant progressivement pour former une structure pluricellulaire avec pied, tige, et sac à spores...

Ca doit etre Dictyostelium discoideum... je ne sais pas si quelq'un a deja repondu, pas le temps de tout lire...

[Guillmot]

[quote:411553f126="Guil"]Il y a aussi cette fameuse amibe dont le nom m'échappe (honte à moi !) qui, lorsque les ressources viennent à faiblir, se regroupe en milliers, puis millions, forme une grosse limace rempant jusqu'à se fixer, former un chapeau mexicain, créer un espèce de tubercule montant progressivement pour former une structure pluricellulaire avec pied, tige, et sac à spores...

Ca doit etre Dictyostelium discoideum... je ne sais pas si quelq'un a deja repondu, pas le temps de tout lire... [/quote:411553f126]

Voui j'avais retrouvé ça ce midi, deux posts plus haut, mais merci d'avoir répondu ça me confirme

peut on donner une mitochondrie d'une cellule d'une espèce A à un cellule d'une espèce B?

Hum, là c'est plus complexe. D'abord prendre une cellule eucaryote sans mitochondrie, et viable sans. (ça existe chez certains Protistes). Comment pourrait-elle acquérir des mitochondries ?
Par phagocytose d'une autre cellule eucaryote avec mitochondrie ? Ou d'une Protéobactérie ? Ou bien en présence de mitochondries purifiées, comment réagirait notre cellule ?
Autre problème qui m'apparaît: une symbiose est-elle réalisable dans des temps suffisaments courts pour être observée en laboratoire ? Y a-t-il un délais avant que l'on puisse obtenir des symbiotes ?

Si quelqu'un connait ce genre de questions...

[invitecdf1035c]

- pluricellularité acquise deux fois aux cours de l'évolution, une fois par les animaux unicellulaires pour donner les animaux pluricellulaires, l'autre fois par les végétaux unicellulaires (une troisième par les champignons?), chloroplaste acquis deux fois

Ca ne devrait pas plutôt être "une" fois ?

[Neutrino]

en effet

[John78]

Bonjour

- pluricellularité acquise une bonne fois pour toutes, chloroplaste acquis deux fois au moins par des pluri et des uni cellulaires.
argument :

Non, il y a un unique evenement d'endosymbiose d'une cyanobactérie par un "Eucaryote" ancestral à l'origine du plaste des algues rouges, des algues vertes et des métaphytes. Ensuite il y a eu des pertes de ce chloroplaste chez certains groupes et des endosymbioses secondaires et tertiaires (et des pertes secondaires d'ailleurs !).
Pour information on connait des symbioses d'algues et de cyanobactérie avec des eucaryotes (par ex. les lichens quis ont des champignons)

les champignons ressemblent aux végétaux

Non les Champignons sont apparentés aux métazoaires, il forment le groupe des opistokontes. Les plantes forment un groupe monophylétique avec les algues rouges et les algues vertes. Mais la relation évolutive entre opistokontes et plantae n'est pas vraiment connue. C'est pourtant une des clés pour comprendre l'histoire de la multicellularité.

Dyctiostellium est apparanté aux amibes, il est possible que les amibes, groupe des "Conosas", soit groupe frère des opistokontes.

On pourrait avoir :

((((Métaz.+Champ.)Conosa)plant ae)le reste)

Dans ce cas on peut imaginer que l'ancêtre M+C+Co+Pl. était multicellulaire, avec simplification unicellulaire multiple et indépendante chez divers groupes. Hypothèse fortement discutable j'en conviens.

A+
John

[Neutrino]

Dans ce cas on peut imaginer que l'ancêtre M+C+Co+Pl. était multicellulaire, avec simplification unicellulaire multiple et indépendante chez divers groupes. Hypothèse fortement discutable j'en conviens.

Donc il y a eu un ancêtre eucaryote, qui est devenu pluricellulaire, ces deux évènements fondateurs étant uniques, et ensuite, il y a eu des retours à l'unicellularité?

Merci beacoup en tous cas

[John78]

Donc il y a eu un ancêtre eucaryote, qui est devenu pluricellulaire, ces deux évènements fondateurs étant uniques, et ensuite, il y a eu des retours à l'unicellularité?

Ce cas de figure est possible mais la phylogénie profonde des eucaryotes est trop mal résolue pour pouvoir privilégier une réponse plutôt qu'une autre. On pourrait imaginer un ancêtre eucaryote unicellulaire et apparition multiple et indépendante de la pleuricellularité. C'est plutôt la vision actuelle de beaucoup de gens, mais bon celà reste une question ouverte et très débattue...


A+
John

[Neutrino]

Je considère cette réponse assez synthétique pour arrêter de surveiller ce fil.
Merci à tous pour vos réponses