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Biologie. Recherche de virus extraterrestres

Les virus sont partout sur la Terre. Ce sont cependant des entités biologiques encore mal étudiées, au regard notamment de leur diversité et des milieux où ils se trouvent. Inutile de rappeler que par ailleurs ils jouent un rôle majeur en médecine, compte tenu des innombrables maladies, bénignes ou mortelles, qu'ils propagent. On les considère généralement comme des précurseurs de la vie sur Terre.

Les chercheurs en astrobiologie, science qui s'intéressent aux possibilités de vie sur d'autres planètes ou même dans le vide spatial, commencent seulement cependant à s'intéresser aux possibilités de trouver des virus ailleurs que sur notre planète. Le professeur de biologie Ken Stedman à l'université de Portland, lance un appel pour une nouvelle discipline consacrée à ce thème, qu'il nomme l'astrovirologie. C'est l'objet d'un article référencé ci-dessous "Astrovirology: Viruses at Large in the Universe," publié en février 2018 par le journal Astrobiology.

Stedman demande que la Nasa et les autres agences spatiales entreprennent des recherches de virus dans les océans censés se trouver sur les lunes de Saturne et de Jupiter. Par ailleurs, il voudrait que l'on recherche des traces d'anciens virus dans les sols terrestres, pour mener les mêmes recherches sur les sols de la Lune et de Mars.Il faudrait aussi étudier si les virus terrestres pourraient srvivre dans l'espace, ce qui leur permettrait de contaminer d'autres planètes ou astéroïdes.

Du fait que sur Terre se trouvent 10 à 100 fois plus de virus que de cellules, on peut penser qu'il en serait de même sur d'autres planètes. Comme par ailleurs les virus semblent être apparus sur Terre avant la vie cellulaire, ils pourraient être présents sur d'autres planètes ne manifestant pas de forme identifiable de vie plus complexe.

Questions

Ceci dit, l'article, en dehors du fait qu'il présente un utile recensement de la science des virus, ou virologie; n'apporte évidemment pas de réponses aux questions qu'il pose. Ainsi il paraît difficile de faire des hypothèses concernant l'apparition d'une forme de vie extraterrestre, comportant ou non des virus, vu que la biologie ou l'archéobiologie n'ont pas encore pu expliquer, et moins encore reproduire en laboratoire, l'apparition non seulement de la vie sur Terre, mais de celle des virus ou archéovirus.

Par ailleurs, des virus extraterrestres pourraient ils exister sur d'autres planètes, en l'absence de cellules à noyau, ou eucaryotes, , considérées en général comme indispensables à la reproduction virale? Et si de telles cellules existaient sur ces planètes, il paraitrait plus facile de les observer, ou d'observer les conséquences de leurs activités, qu'en ce qui concerne les virus.

Quant à savoir si des virus pourraient se trouver dans l'espace interplanétaire, transportant la vie de l'une à l'autre de ces planètes, la question paraît encore plus difficile à élucider que les précédentes. Comment les observer? Comment pourraient-ils y être venus? Pourraient-ils y survivre malgré leur robustesse exceptionnelle? 

Autrement dit, ne pourrait-on pas suggérer, ce que nous nous garderons bien de faire, que l'éminent professeur est seulement, avec ce thème de l'astrovirologie, en train de rechercher un généreux financeur? 

Sur les virus terrestres, on trouvera ci-dessous en note quelques éléments d'information fournis par Wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/Virus


Abstract

Viruses are the most abundant biological entities on modern Earth. They are highly diverse both in structure and genomic sequence, play critical roles in evolution, strongly influence terran biogeochemistry, and are believed to have played important roles in the origin and evolution of life. However, there is yet very little focus on viruses in astrobiology. Viruses arguably have coexisted with cellular life-forms since the earliest stages of life, may have been directly involved therein, and have profoundly influenced cellular evolution. Viruses are the only entities on modern Earth to use either RNA or DNA in both single- and double-stranded forms for their genetic material and thus may provide a model for the putative RNA-protein world. With this review, we hope to inspire integration of virus research into astrobiology and also point out pressing unanswered questions in astrovirology, particularly regarding the detection of virus biosignatures and whether viruses could be spread extraterrestrially. We present basic virology principles, an inclusive definition of viruses, review current virology research pertinent to astrobiology, and propose ideas for future astrovirology research foci.

Référence

http://online.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2017.1649

Notes.

1. Sur les virus.

 Le débat sur la nature des virus (vivants ou pas) repose sur des notions complexes 2,3 et reste aujourd'hui ouvert. Cependant, selon de nombreuses définitions 4 du vivant (entité matérielle réalisant les fonctions de relation, nutrition, reproduction), les virus ne seraient pas des êtres vivant

 Pour répliquer son acide nucléique, il dépend d'une cellule hôte qu'il doit infecter pour détourner et utiliser son métabolisme : un virus est un parasite intracellulaire obligatoire.

 Il semble que certains virus aient évolué à partir de putatifs ancêtres cellulaires s'étant simplifiés15, et parallèlement l'inverse à partir de réplicons génétiques autonomes tel les transposons, plasmides et affiliés ayant fini par acquérir une capside16.

Les virus ont aussi un rôle dans l'évolution. Patrick Forterre avance même l'hypothèse que les virus seraient les premiers organismes à ADN 20. À l'origine de la vie, l'ARN dominait (hypothèse du monde à ARN) et assurait à la fois les fonctions de stockage et transmission de l'information génétique et de catalyse des réactions chimiques. Seules existaient des cellules dont le génome était codé par de l'ARN et dont le métabolisme était assuré par des ARN-enzymes qui ont progressivement été remplacés par des protéines-enzymes. Ces protéines, déjà complexes, auraient « inventé » l'ADN 21. L'ADN a été sélectionné en raison de sa plus grande stabilité. D'après Patrick Forterre, l'ADN confèrerait au virus le pouvoir de résister à des enzymes dégradant les génomes à ARN, arme de défense probable des protocellules. On retrouve le même principe chez des virus actuels, qui altèrent leur ADN pour résister à des enzymes produites par des bactéries infectées.

 Le plus petit virus connu est le virus delta, qui parasite lui-même celui de l'hépatite B. Il ne comporte qu'un seul gène. L'un des plus gros virus connus est le mimivirus, avec un diamètre qui atteint 400 nanomètres et un génome qui comporte 1 200 gènes.

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Il existe plusieurs hypothèses concernant l'origine et l'évolution des virus. Il est probable que tous les virus ne dérivent pas d'un ancêtre commun et les différents virus peuvent avoir des origines différentes.

  • Les virus et les cellules ont pu apparaître dans la soupe primordiale en même temps et évoluer parallèlement. Dans ce scénario, au début de l'apparition de la vie, les plus anciens systèmes génétiques d'auto-réplication (probablement de l'ARN) sont devenus plus complexes et se sont enveloppés dans un sac lipidique pour aboutir au progénote à l'origine des cellules. Une autre forme réplicative aurait pu garder sa simplicité pour former des particules virales.

  • Les virus pourraient avoir pour origine des morceaux d'acides nucléiques qui se sont « échappés » du génome cellulaire pour devenir indépendants. Ce phénomène pourrait avoir eu lieu lors d'erreurs au cours de la réplication du matériel génétique. Les virus pourraient aussi avoir pour origine des plasmides (molécules d'ADN circulaires) ou des transposons (séquences d'ADN capables de se déplacer et de se multiplier dans un génome), voire des viroïdes.

  • Les virus pourraient dériver de cellules ayant subi une simplification. D'après cette hypothèse, les ancêtres des virus auraient été des êtres vivants libres ou des micro-organismes devenus des prédateurs ou des parasites dépendants de leur hôte. Les relations de parasitisme entraînent la perte de nombreux gènes (notamment les gènes pour le métabolisme apportés par l'hôte). Cet organisme aurait coévolué avec la cellule hôte et n'aurait conservé que sa capacité à répliquer son acide nucléique et le mécanisme de transfert de cellule à cellule. Cette hypothèse s'appuie notamment sur l'existence des rickettsies, petites bactéries ayant régressé à un tel point qu'elles ne peuvent survivre que dans une cellule hôte, et rappelant les virus.

 Des études en 2013 de divers girus tendent à favoriser l'hypothèse d'une simplification27. Cela impliquerait que les virus pourraient être un embranchement phylogénétique au même titre que les autres règnes (eucaryotesbactériesarchées) du Vivant.

Note 2

Sur l'origine de la vie

On ajoutera que des composants de matière organique viennent d'être découverts dans des météorites cristallins provenant d'au dehors du système solaire. Ceci conforme l'hypothèse selon laquelle la vie, au moins sous la forme primitive, pourrait être très fréquente dans l'univers.

Voir Organic matter in extraterrestrial water-bearing salt crystals
http://advances.sciencemag.org/content/4/1/eaao3521

On pourra relire sur un thème voisin notre précédent article « Nouvelle hypothèse concernant les origines de la vie sur Terre »
http://www.europesolidaire.eu/article.php?article_id=2851&r_id=

 

25/01/2018
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