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Peut-on considérer les virus comme des organismes vivants ?



Cadre, focus et mise au point :

Introduction
Depuis sa première formulation par Aristote, la définition du vivant n’a cessé d’évoluer au fil des découvertes scientifiques. On y retrouve de manière régulière la question de l’origine de la vie, montrant une forte proximité entre les deux sujets. De plus, les travaux pionniers d’Oparin (Oparin, 1962) sur l’origine de la vie ont soulevés de nombreux débats autours de ces notions, dont celle de l’inclusion ou non des virus dans la définition du vivant. Biochimistes (Moreira et López-García, 2009) et virologues (Villarreal, 2004) ne sont pas d’accord et encore aujourd’hui, aucun consensus n’a été établit (Muriana et al., 2020). Les virus ont un mode de fonctionnement unique. Reconnus comme parasites cellulaires, ils sont à la frontière entre le fonctionnement chimique des protéines et les organisations complexes du vivant. Loin d’être triviale, l’inclusion ou non des virus dans le vivant a des impacts sur l’organisation de l’arbre du vivant, et des conséquences sur l’histoire évolutive générale.
L’objectif de ce travail est de regrouper les arguments avancés par les deux camps, afin de permettre aux lecteurs et curieux de se forger leur opinion. Le débat étant toujours en cours, le présent sujet n’a pas la prétention de trancher sur l’une des opinions, et se veut le plus ouvert possible aux arguments avancés par les deux camps.

Cadre concret
Le cadre philosophique de la question sera brièvement abordé dans cette controverse. L’objectif commun entre les sciences et la philosophie étant une meilleure compréhension de ce qui nous entoure, nous verrons comment la méthode scientifique cherche à répondre à des questions du même ordre.
L’étude de cette controverse va se focaliser sur la vision que les chercheurs du monde entier ont/ont eu des virus, depuis leur définition (Boivin, 1941), jusqu’à aujourd’hui. La recherche bibliographique quant à elle se focalisera sur la période 2000-2020, afin de regrouper les visions modernes de la controverse.

Cadre conceptuel
Hypothèses :
H1 : Les virus sont des organismes vivants, considérés comme des parasites obligatoires. Ils possèdent leur histoire évolutive propre, et entrent en interaction avec les autres formes de vie.
H2 : Les virus ne sont pas vivants, car ils sont incapables de se répliquer de manière autonome. Ils ont besoin de détourner la machinerie cellulaire des hôtes qu’ils infectent.

Publiée il y a plus de 5 ans par Université de Montpellier et P. Claisse.
Dernière modification il y a plus de 5 ans.

La synthèse :

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] :

  • Posséder des propriétés structurelles (comme des acides nucléiques ou des membranes)
  • Posséder des propriétés fonctionnelles (croissance, reproduction, auto-réparation…)
  • Posséder un métabolisme et une adaptation face à son environnement

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 :

  • ne pas être des parasites obligatoires
  • formes de vie acellulaires possible[8]

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.

Publiée il y a plus de 5 ans par P. Claisse et collaborateurs..
Dernière modification il y a plus de 5 ans.

Cette synthèse se base sur 17 références.

Peut-on considérer les virus comme des organismes vivants ?
Oui  ou  Non ?



La métagénomique remodèle les concepts de l'évolution des virus à ARN en révélant un transfert viral horizontal étendu.

Article - 2017 - Virus Research
Metagenomics reshapes the concepts of RNA virus evolution by revealing extensive horizontal virus transfer
Valerian V. Dolja, Eugene V. Koonin

Taxonomie des virus à l'ère de la métagénomique

Review - 2017 - Nature Reviews Microbiology
Virus taxonomy in the age of metagenomics
Peter Simmonds, Mike J. Adams, Mária Benkő, Mya Breitbart, J. Rodney Brister, Eric B. Carstens, Andrew J. Davison, Eric Delwart, Alexander E. Gorbalenya, Balázs Harrach, Roger Hull, Andrew M.Q. King, Eugene V. Koonin, Mart Krupovic, Jens H. Kuhn, Elliot J. Lefkowitz, Max L. Nibert, Richard Orton, Marilyn J. Roossinck, Sead Sabanadzovic, Matthew B. Sullivan, Curtis A. Suttle, Robert B. Tesh, René A. van der Vlugt, Arvind Varsani, F. Murilo Zerbini

La métaphore des virus vivants est active et se porte bien, mais ce n'est rien de plus qu'une méthaphore

Review - 2016 - Elsevier
The metaphor that viruses are living is alive and well, but it is no more than a metaphor
M.H.V. van Regenmortel

Comprendre les virus à travers des investigations philosophiques

Review - 2016 - Studies in History and Philosophy of Science Part C: Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences
Understanding viruses: Philosophical investigations
Thomas Pradeu, Gladys Kostyrka, John Dupré

Etre ou ne pas être vivant : comment les découvertes récentes mettent au défi les définitions traditionnelles des virus et du vivant.

Review - 2016 - Studies in History and Philosophy of Science Part C: Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences
To be or not to be alive: How recent discoveries challenge the traditional definitions of viruses and life
Patrick Forterre

Les virus sont-ils vivant ? Le paradigme du réplicateur éclaire une question ancienne mais trompeuse.

Review - 2016 - Studies in History and Philosophy of Science Part C: Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences
Are viruses alive? The replicator paradigm sheds decisive light on an old but misguided question
Eugene V. Koonin, Petro Starokadomskyy

Quels rôles pour les virus dans les scénario sur l'origine de la vie ?

Review - 2016 - Studies in History and Philosophy of Science Part C: Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences
What roles for viruses in origin of life scenarios?
Gladys Kostyrka

Qu'est ce qu'une espèce virale ? Le pluralisme radical dans la taxonomie virale.

Article - 2016 - Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences
What is a virus species? Radical pluralism in viral taxonomy
Gregory J. Morgan

Domaines cellulaires et Lignées Virales.

Article - 2014 - Cellpress
Cellular domains and viral lineages
Patrick Forterre, Mart Krupovic and David Prangishvili

Définir une espèce virale : Faire une taxonomie utile.

Article - 2014 - Virology Journal
Defining viral species: making taxonomy useful
A Townsend Peterson

Les Structures unifiants l'univers Viral

Review - 2012 - Advance
Structure Unifies the Viral Universe
Nicola G.A. Abrescia, Dennis H. Bamford, Jonathan M. Grimes and David I. Stuart

Origine et évolution de la vie : une perspective astrobiologique. Chapitre 1 : Problèmes liés à la définition de la vie

Livre - 2011 - Cambridge University Press
Origins and evolution of life: an astrobiological perspective
Muriel Gargaud, Purification Lopez-Garcia, Hervé Martin

Définir la vie : le point de vue viral

Review - 2010 - Springer
Defining Life: The Virus Viewpoint
Patrick Forterre

10 raisons d'exclure les virus de l'arbre du vivant

Review - 2009 - Nature
Ten reasons to exclude viruses from the tree of life
David Moreira and Purificación López-García

Puzzles logiques et controverses scientifiques : la nature des espèces, des virus et des êtres vivants.

Review - 2009 - Systematic and Applied Microbiology
Logical puzzles and scientific controversies: The nature of species, viruses and living organisms
Marc H.V. Van Regenmortel

Les Virus sont des agents essentiels au sein de l'arbre du vivant

Lettre de réponse - 2009 - Journal of Theoretical Biology
Viruses are essential agents within the roots and stem of the tree of life
Luis P. Villarreal, Guenther Witzany

Redéfinir les virus : leçons de Mimivirus

Article - 2008 - Nature Reviews Microbiology
Redefining viruses: lessons from Mimivirus
Didier Raoult, Patrick Forterre