Evolution expérimentale de la multicellularité

La multicellularité est l’une des innovations les plus significatives de l’histoire de la vie mais son évolution initiale est encore incomprise Ainsi des expériences ont été réalisées afin de démontrer que les étapes clés de la transition auraient pu se produire rapidement : Suivi de l’évolution expérimentale avec la levure unicellulaire _Saccharomyces cerevisiae _dans un environnement où était attendue une multicellularité adaptative. Une évolution rapide est observée, des génotypes en grappes qui présentent un cycle biologique multicellulaire caractérisé par la reproduction par propagules multicellulaires. Les premières couches cellulaires étaient composées de cellules physiologiquement identiques mais ces dernières ont évolué vers des taux plus élevés de mort cellulaire programmée, une adaptation augmentant la production de propagules. Les auteurs ont voulu démontrer que des aspects clés de la complexité multicellulaire peuvent aisément évoluer à partir d'eucaryotes unicellulaires.

Les auteurs ont sélectionné la multicellularité primitive chez la levure S. cerevisiae en utilisant la décantation. Des amas de cellules se déposent à travers le liquide plus rapidement que ne le font les cellules individuelles, ce qui permet d'obtenir facilement des grappes de génotypes. Dix populations répliquées de S. cerevisiae initialement isogéniques ont été cultivées dans un milieu liquide riche en nutriments puis ont été transférées vers un milieu frais. Des expériences permettant de déterminer les mécanismes de formation de grappe et la sélection de traits multicellulaires ont été réalisées sur ces populations de levures.
Les résultats attendus : Certaines conditions pourraient permettre de sélectionner des grappes de cellules, que ce soit par adhésion post-division ou par agrégation.

Des phénotypes en amas cellulaires type flocon de neige ont évolué dans les 15 populations répétées. Ces levures ont formé des grappes par adhésion post-division. Cette méthode de croissance garantit une forte parenté entre les cellules individuelles. De plus une adaptation des traits multicellulaires a été observée, ce qui indique un changement dans la sélection des cellules individuelles aux individus multicellulaires. Une évolution a été observée dans la division cellulaire, une minorité de cellules devant apoptotiques : ces cellules agissent comme "points de rupture" au sein des amas cellulaires , permettant à la levure de produire plus de propagules. Ainsi, il semblerait que les traits multicellulaires évoluent facilement en conséquence de la sélection parmi les grappes de cellules. Au cours de l'histoire de la vie, de nombreux cas ont montré que la multicellularité a évolué à plusieurs reprises dans des groupes phylogénétiquement indépendants.

L'évolution de la multicellularité est une étape clé concernant la vie sur la Terre. Cette multicellularité accru la complexité biologique. Les organismes multicellulaires ont développé des fonctions biologiques spécifiques telles que la coopération entre les cellules. Dans le cadre de cette controverse, il est nécessaire de se demander comment la transition de l'unicellularité vers la multicellularité a été réalisée et ainsi de déterminer si ce phénomène pourrait se reproduire si l'on rejouait la vie.