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Il fut un temps où les mutations génétiques étaient 4 000 fois plus rapides qu’aujourd’hui

Depuis les premières formes de vie sur Terre, notre environnement n’a cessé d’évoluer et de se transformer. De nombreuses mutations génétiques ont modifié les espèces qui nous entourent. D’après les scientifiques, ces mutations se sont produites à des taux 4000 fois plus rapides qu’aujourd’hui à cause des températures importantes présentes au moment de l’apparition de la vie sur Terre. SooCurious vous éclaire sur ce phénomène.

La culture populaire attribue les mutations aux radiations, mais les mutations spontanées sont également importantes. La plupart des mutations génétiques spontanées sont ainsi causées par la désamination de la cytosine, qui correspond à la perte d’un groupe amine issu de la cytosine, l’une des quatre bases qui composent l’ADN. Le processus de mutation modifie alors la cytosine en thymine en transformant le code de l’ADN et les protéines produites. Le taux de désamination de la cytosine augmente avec la température. Puisque la vie est apparue sur Terre à un moment où les températures étaient plus élevées, les mutations auraient dû être plus fréquentes.

Une scientifique via Shutterstock
Une scientifique via Shutterstock

Bien que ce raisonnement ne soit pas nouveau, une équipe dirigée par le professeur Richard Wolfenden de l’université de Caroline du Nord a étudié ce phénomène et les résultats sont extraordinaires. « Aux températures les plus élevées qui semblent avoir prévalu au cours de la phase précoce de la vie, l’évolution génétique se développait extrêmement rapidement », explique le scientifique. Pour ce fait, celui-ci a combiné les estimations de température au moment où la vie est apparue avec les mesures traduisant les effets de la température.

« Des données récentes provenant d’échantillons de roche en Australie indiquent que les premières formes de vie ont surgi sur Terre il y a 4,1 milliards d’années, très rapidement après l’apparition des océans liquides », a déclaré Wolfenden. Au moment où la Terre était encore très chaude. En effet la vie pourrait bien avoir commencé presque aussitôt après le refroidissement des températures, lorsque cela a été chimiquement possible. Wolfenden souligne qu’aujourd’hui certaines espèces poussent mieux à des températures proches du point d’ébullition de l’eau.

Des études scientifiques via Shutterstock
Des études scientifiques via Shutterstock

Certains organismes se développent même vers 120 °C. « Ces organismes pourraient représenter une adaptation moderne extrême, expliquent les scientifiques. La reconstruction de protéines ancestrales grâce à des séquences d’acides aminés déduites de leurs descendants modernes a montré des éléments remarquablement thermostables, avec des températures de fusion supérieures à celles des protéines issues de leurs descendants modernes. »

Les mesures réalisées ont été faites en étudiant la vitesse à laquelle se désamine la cytosine à des températures élevées. Les scientifiques ont ainsi mesuré la façon dont la température et l’acidité se combinent pour affecter les molécules de cytosine. Alors que le pH dans lequel les expériences ont été faites a montré une différence, la température s’est avérée de loin comme le facteur le plus important.

Un fragment d'ADN via Shutterstock
Un fragment d’ADN via Shutterstock

« Les mutations se sont produites 4000 fois plus rapidement qu’aujourd’hui, lorsque la température était proche de 100 °C, a déclaré Wolfenden. Pour moi, ce fut surprenant. Je pensais que le taux antique serait plus rapide que le taux moderne, mais pas à ce point. De plus, d’autres sources de mutation spontanée sont encore plus influencées par la température de la cytosine. » L’évolution ne repose cependant pas exclusivement sur la mutation génétique et est liée à d’autres facteurs externes tels que l’absence de mécanismes de réparation d’ADN, les changements climatiques, l’environnement hostile ou encore la sélection naturelle.

Ces études pourraient ainsi permettre aux scientifiques d’en savoir plus sur l’apparition de la vie et l’évolution des espèces à travers le temps. Si la science vous intéresse, n’hésitez pas à découvrir ces personnes qui perçoivent des couleurs invisibles au commun des mortels grâce à des mutations génétiques.