De l'origine de LUCA : l'évolution est-elle apparue avec les gènes ou avec le métabolisme ?

La phylogénie permet de relier les êtres vivants via des ancêtres communs hypothétiques en mettant en évidence des dichotomies. Ceci implique que chacune d’elles est issue d’une autre plus ancienne. En appliquant ces principes et en considérant l’ensemble du monde du vivant, on aboutit inévitablement à un ancêtre commun universel, d’où le concept de LUCA (Last Universal Common Ancestor). Cette entité théorique doit présenter des caractéristiques biologiques communes avec les Archées, les Bactéries et les Eucaryotes (code génétique, membrane, protéines,…).

Cependant, la question de l’émergence de LUCA ne relève pas de la phylogénie. En effet, les processus évolutifs mis en jeu dans l’émergence de LUCA ne s’appliquent pas à des êtres vivants mais à des entités chimiques. Ainsi, la période pré-LUCA doit intégrer des notions de biologie, de physique, de chimie et de mathématiques pour comprendre le passage d’un monde pré-biotique à un monde biotique. Chacun de ces champs disciplinaires permet d’étudier une face du problème. C’est précisément à l’interface entre ces disciplines que se place la controverse.

Les questions qui se posent alors sont les suivantes : Qu’est ce qui est arrivé en premier ? Sont-ce les gènes ou bien le métabolisme ? Avec lequel d’entre eux l’évolution s’est-elle mise en place ? Depuis les années 1950, de nombreuses théories ont été proposées. Elles se regroupent dans deux grands ensembles : les théories « gene-first » qui considèrent que l’évolution aurait émergé à partir de biopolymères (ARN, peptides) auto-réplicatifs ; et les théories « metabolism-first » qui considèrent que ces polymères n'auraient pu apparaître sans évolution préalable de systèmes métaboliques.