L’évolution des bactéries : comment diffuser un avantage adaptatif

Bien que les sources de diversité génétique des bactéries diffèrent grandement de celles des eucaryotes sexuels, le processus par lequel la diversité adaptative se propage et la différenciation écologique se déclenche semble très similaire. Cela justifie également l’application du concept d’espèce à ces micro-organismes, qui ne peuvent autrement être identifiés que comme des populations écologiquement spécialisées (rouges).

Les bactéries sont les organismes les plus répandus et les plus performants de la planète : elles se développent dans presque tous les milieux connus, s’adaptant à des conditions parfois extrêmes grâce à des variations génétiques qui assurent les fonctions essentielles à leur survie.

On croit que les innovations génétiques résultent à la fois de mutations aléatoires et d’échanges bactériens de gènes et d’autres morceaux avantageux d’ADN, qui deviennent alors partie intégrante du génome. Cependant, jusqu’à présent, il n’était pas clair comment une mutation bénéfique pouvait se propager d’une seule bactérie à l’ensemble de la population : le gène avec la mutation bénéfique passe-t-il d’une bactérie à une autre ou un seul individu porteur de la mutation forme-t-il une nouvelle population de clones identiques mieux adaptés à l’environnement ?

Un important pas en avant dans la clarification du problème et la réconciliation de preuves apparemment contradictoires vient d’une étude menée par des chercheurs du MIT et du Broad Institute, qui illustrent leurs résultats dans un article publié dans “Science”.

En étudiant les changements dans 20 génomes complets de Vibrio cyclitrophicus liés à deux populations écologiques qui commençaient tout juste à diverger pour s’adapter à deux microhabitats avec différents types de zooplancton, phytoplancton et particules organiques en suspension dans l’eau de mer, les chercheurs ont observé que les gènes et fragments du génome se propagent dans les populations en relation spécifique aux caractéristiques environnementales ; De plus, après une mutation, la recombinaison entre souches bactériennes de populations différentes est devenue moins fréquente, mettant en évidence une diversité génétique similaire à celle d’une population de clones.