Les virus sont-ils apparus par réduction graduelle de cellules parasites, ou par échappée ponctuelle d'éléments génétiques cellulaires?
Introduction
Les virus sont des éléments génétiques (c’est-à-dire des molécules d’ADN ou d’ARN) parasites obligatoires des cellules, dont ils utilisent le métabolisme et les molécules pour se répliquer. Pour survivre dans le milieu extérieur et être capables d’infecter de nouvelles cellules, ils forment des virions, qui correspondent à l’assemblage de leurs molécules d’ADN ou d’ARN et d’une capsule protéique protectrice appelée capside. L’origine évolutive des virus a beaucoup été questionnée. Certains considèrent que les virus sont des associations spontanées de molécules biologiques apparues indépendamment des cellules. D’autres considèrent en revanche qu’il existe une ascendance commune aux virus et aux cellules, laissant ouverte la question du mode de passage entre les deux types d'entités.
Cadre
Si l’on admet l’existence d’un ancêtre commun aux cellules et aux virus, et que l’on admet, étant donné qu’un hôte précède forcément son parasite, que les virus descendent de cellules (ces hypothèses font à l’heure actuelle l’objet d’autres débats), alors la question de la (des) mécanique(s) évolutive(s) permettant l’apparition d’un virus devient centrale. Deux mécanismes ont été proposés pour y répondre :
- L’hypothèse par réduction propose que les virus soient des cellules parasites ancestrales ayant réduit graduellement leur complexité et leur fonctionnalité au point de perdre leurs caractéristiques cellulaires. La réduction fonctionnelle et la perte de gènes sont en effet des conséquences classiques du mode de vie parasitaire, où le détournement d’une fonction de l’hôte est souvent moins coûteux que d’exprimer cette fonction soi-même.
- L’hypothèse par échappée propose que les virus soient des éléments génétiques cellulaires ayant acquis leur indépendance à travers l’acquisition de nouveaux gènes (les gènes permettant la production de capsides notamment). L’obtention par des éléments génétiques de nouveaux gènes, par mutation ou par intégration de gènes présents dans l’environnement, est en effet un phénomène existant.
Obtenir une réponse à la question du mode d’apparition des virus permettrait de leur attribuer un statut évolutif, et d’évaluer la susceptibilité des lignées cellulaires à la production de nouveaux virus.
Questions
Est-il possible de détecter des événements, anciens ou récents, de transition de cellule à virus ? La complexité des virus augmente-t-elle ou diminue-t-elle au fil de l’évolution ? Existe-t-il plusieurs manières de devenir un virus ?