La découverte des virus est attribuée à plusieurs chercheurs: Dimitri Ivanovsky, Martinus Beijerinck, Friedrich Loeffler et Paul Frosch[1]. Elle a eu lieu entre la fin du XIXème et le début du XXème siècle, initiée avec les recherches sur la mosaïque du tabac qui ravageait les récoltes. Cette découverte, relativement récente en histoire des sciences, a permis de grandes avancées, notamment dans le domaine de la santé humaine. La compréhension de ces entités a ensuite évolué au fil des découvertes scientifiques, et plus particulièrement grâce au développement de la génétique. Cependant, plus d’un siècle après leur découverte, il reste une question en suspens : “les virus sont-ils vivants ?” Les réponses sont variées, et la question, à la frontière entre les sciences et l’épistémologie[2] est aujourd’hui toujours d’actualité. L’objectif de ce travail est de réunir les travaux récents dans ce domaine. La controverse ne va donc se concentrer que sur les vingt dernières années de recherche effectuées, suite au rebond provoqué par la découverte de Mimivirus[3]. Nous verrons comment cette question a des influences sur la compréhension du vivant et l'origine de la vie, jusqu’à l’étude de la phylogénie et de la notion d’espèce, concepts fondamentaux en sciences de la vie.
Pour savoir si "oui" ou "non" les virus peuvent-être considérés comme des organismes vivants, il faut commencer par définir le vivant. Ce sujet est lui-même une controverse en soi, et la question est abordée dans divers domaines de recherche comme la microbiologie, la paléontologie ou encore, l’exobiologie[4]. De manière traditionnelle, cette notion est définie selon trois paramètres fondamentaux [5] :
Si un consensus est établi autour de ces 3 points, les visions diffèrent quant à l’attribution des virus dans ces catégories. Van Regenmortel par exemple estime que les virus ne sont pas vivants, car ils n'ont pas de propriété fonctionnelle. En effet, les virus ne possèdent pas de métabolisme et de reproduction propre, car ces fonctions sont obligatoirement remplies par le biais d'une cellule.
A l’inverse, Forterre[6] soutient que les virus sont vivants, et que les 3 critères sont remplis si on considère leur cycle de vie au complet. Pour comprendre le point de vue de Forterre, il faut considérer un nouveau niveau de complexité cellulaire : la cellule virale et la cellule ribosomique. Cette dernière est associée à la vision classique des cellules dans l’arbre du vivant, et regroupe les archées, les bactéries et les eucaryotes. La cellule virale en revanche, est le résultat de l’infection par un virion (le virus sous forme de matériel génétique). La machinerie cellulaire étant détournée pour les besoins du parasite, la cellule devient alors une étape obligatoire de son cycle de vie. Pour Forterre, on trouve alors des virions encapsidés dans une phase extracellulaire, une phase virôme infectant une cellule, puis une cellule virale. Sous la forme de cellule virale, il acquiert alors les propriétés métaboliques et reproductrices manquantes chez Van Regenmortel.
Sur la base de ces deux exemples, il a ainsi été possible de résumer les positions classiques de ce débat. La définition du vivant et l’inclusion des virus en son sein sont par conséquent soumis à la subjectivité de l’auteur. Ce problème a d’ailleurs fait piétiner l’avancement de cette controverse, car les résultats avancés par certains chercheurs pouvaient ne pas être considérés par leurs collègues. Une solution tente récemment de trouver sa place par le biais de Koonin[7]. Dans un article datant de 2016, ce chercheur et ses collègues tentent d’outrepasser l’impasse conceptuelle en proposant un nouveau paradigme : celui des réplicateurs. Inspiré de la théorie de Dawkins, le paradigme du réplicateur considère le vivant non plus comme une variable catégorielle, mais comme un phénomène continu (Dawkins, 1976). Il y a alors des entités biologiques, structurées sur un axe égoïsme/altruisme. Ainsi, les entités purement parasites comme les virus lytiques sont considérés comme des formes extrêmes d’organismes égoïstes, tandis que les chromosomes, protégés par une cellule, sont une forme complexe d’altruisme. Les formes égoïstes étant dépendantes des altruistes, il en a résulté une course à l’armement pouvant remonter aux origines de la vie. Sous ce paradigme, il est donc possible d’aborder des hypothèses évolutives appliquées aux virus. La théorie du réplicateur permet également d’inclure d’autres entités biologiques dont la nature n’est pas encore résolue, comme les transposons. Elle n’est donc pas uniquement centrée autour des virus, ce qui en fait un raisonnement plus inclusif.
Ainsi, à l’heure actuelle, aucune forme de consensus n’a été trouvée sur la nature même des virus. Néanmoins, les chercheurs semblent petit à petit s’abstraire de la dichotomie nette vivant/non vivant pour des hypothèses moins catégorielles, reflétant plus la réalité de la biologie. Cette inclusion progressive, permet une meilleure ouverture à des questions plus larges, comme celle de l’origine de la vie.
Les chercheurs ont également tenté de conférer aux virus des rôles importants dans le processus de formation de la vie due à leur organisation simpliste. Cependant plusieurs caractéristiques (comme celles énoncés plus haut) mettent en doute cette hypothèse quant à leur implication.
Pour que les virus jouent un rôle dans l’origine de la vie au moins une des deux conditions suivantes doit être remplie :
Actuellement, deux scénarios centrés sur l’origine de la vie sont proposés. L’hypothèse de la transition de l’ARN à l’ADN se fonde sur le fait que les virus sont des entités dépendantes des cellules. Se basant sur les analyses de séquences démontrant qu’il existe peu de similitude entre l’ADN viral et celui des hôtes, Forterre[9] propose que les virus parasitaient déjà les cellules avant l’apparition de l’ADN et existaient donc bien avant LUCA (Last Universal Common Ancestor). Il s’inspire de l’hypothèse du monde à ARN théorisé par Walter en 1986* qui détermine l’ARN comme la molécule prédominante. Les virus auraient donc joué un rôle majeur dans la transition entre l’ARN et l’ADN. En outre, les virus ne sont pas ici à l’origine de l’émergence des entités cellulaires, à cause de leur besoin de réplication à l’insu des cellules. Mais ils ont activement participé à leur évolution.
L’autre hypothèse est proposée par Koonin[7]. L’auteur présente une origine de la vie complètement virale. Les virus puiseraient leur origine au sein d’un monde dénué de cellule due à l’instabilité de l’ARN. Si Forterre décrit l’état des organismes de façon binaire (vivant ou non vivant), pour Koonin, la vie sur Terre devrait être visualisée à travers un spectre. En effet, l’auteur se base sur le type de réplication que va adopter un organisme pour le catégoriser comme étant un égoïste ou un altruiste. De plus, la mobilité mène a une tendance sur les stratégies possibles pour un organisme. Plus ce dernier va être mobile, plus il sera autonome et aura la possibilité d'accéder à des ressources. Ces différences soumettent donc les virus aux pressions de sélection au même titre que les cellules.
Bien que ces deux hypothèses présentent une certaine crédibilité, aucune ne fait consensus au sein de la communauté scientifique. Si l’étude de l’origine de la vie est intéressante pour comprendre l’apparition de la vie sur Terre, elle ne permet pas de savoir de façon avérée à quel degré les virus ont été impliqués dans ce processus. Par conséquent, ces études n’apportent pas de réponse définitive sur la vie potentielle des virus. En outre, le fait de les décrire en utilisant des qualificatifs anthropiques [1] pousse les chercheurs à trouver un moyen de les inclure parmi les organismes vivants, et cela en faisant appel à diverses méthodes comme la taxonomie.
Le but de la taxonomie est d’organiser la diversité étudiée pour en maximiser sa compréhension, sa stabilité et ouvrir sur des prédictions possibles. Lors de la naissance de la controverse en 1940[10], la définition du vivant était encore liée au fait d’appartenir à une espèce. Ainsi, tout ce qui est vivant appartient à une espèce et tout ce qui appartient à une espèce est vivant. La définition de l’espèce virale et de la taxonomie des virus a donc suscité de nombreux débats. La création de l'ICTV (International Committee for Taxonomy of Viruses) a permis de mieux comprendre les virus, par la mise en place du Code International de la Classification et de la Nomenclature Virale. Ce code, comme la classification taxonomique ont été soumis à de nombreux changements, aboutissant à la définition actuelle. Ainsi, une espèce virale est un « groupe monophylétique [...] dont les propriétés peuvent être distinguées de celles des autres espèces virales par de multiples critères »[10].
L'inclusion de la taxonomie virale dans l'arbre du vivant est toujours débattue. Il est donc nécessaire d’arriver à un consensus en ce qui concerne les virus afin de voir s'ils peuvent y être intégrés. L’un des arguments majeurs en faveur de cette idée est le Transfert Horizontal de Gènes (HGT)[11]. Grâce à cette capacité, de nombreux échanges se seraient produits entre les virus et leurs hôtes à travers les lignées du vivant[12]. Ainsi, les virus auraient contribué à l’évolution du vivant depuis les racines de l’arbre jusqu'aux feuilles [13].
Cependant le HGT est aussi un contre argument pour ceux qui estiment que les virus ne peuvent faire partie de l’arbre du vivant[14], le transfert ayant peut être été effectué dans l'autre sens, des cellules aux virus. De plus, considérés comme polyphylétiques, ils sont exclus de l’arbre et du domaine vivant en général.
Une solution envisageable serait d'établir différentes « échelles » de classification. Cette approche, appelée pluralisme radical[15] se base sur le HGT. L'argument, purement conceptuel, cherche à intégrer les HGT comme phénomènes évolutifs, incluant une dimension horizontale de l'arbre actuellement non prise en compte dans l'élaboration des phylogénies. Suivant la façon dont le HGT a influencé l'évolution de la lignée virale, cette méthode pourrait également s’appliquer aux hôtes influencés par les virus, ramenant donc ces derniers dans l’arbre du vivant.
Certains estiment que le problème de la classification virale viendrait surtout des caractères utilisés : il faudrait accepter que certains caractères soient utilisables pour la classification et d’autres ne devraient pas être considérés[16]. D’autres encore, proposent de modifier le code de la classification virale pour y incorporer des principes de biologie évolutive[10]. Enfin, une autre proposition est d’ajouter de façon métaphorique les virus à l’arbre du vivant compte tenu de leur grande influence sur le monde vivant[13]. Ces nombreuses propositions et bien d'autres, nous prouvent que la question de la place et de la classification des virus est toujours d'actualité.
Le monde viral est encore à explorer, et les méthodes à notre disposition sont assez rudimentaires. La solution de la taxonomie virale, et donc de la place des virus au sein ou en dehors du vivant, sera peut-être apportée par une future approche[16].
Les virus sont-ils vivants ? Bien que cette question ait été longuement posée, elle ne possède pas de réponse unanime au sein de la communauté scientifique. Cette question trouvera certainement une réponse un jour, mais en attendant le développement des méthodes scientifiques est une clé indéniable qui va permettre de définir le vivant. Parmi les différentes disciplines qui se penchent sur le sujet, la taxonomie pourra peut-être dans un futur proche délier cette zone d’ombre, avec de nouvelles avancées comme la métagénomique[17]. En effet, les virus sont les entités les plus répandues sur Terre, mais seulement une petite partie d’entre eux est étudiée au niveau taxonomique. Des analyses approfondies en utilisant cette méthode pourront à l’avenir apporter des réponses concernant l’organisation évolutive des virus, faire un état de la diversité de ces entités et mieux comprendre ces particules. Bien que la technique présente tout de même des limites, cette procédure permettra peut-être à long terme de répondre à la question abordée dans cette controverse.