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La souche de bacille 2-9-3 a-t-elle vraiment 250 millions d'années ?

La souche de bacille 2-9-3 a-t-elle vraiment 250 millions d'années ?



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J'ai lu qu'au cours de la dernière décennie (je crois) certains scientifiques ont découvert un micro-organisme, qu'ils ont surnommé la souche de bacille 2-9-3, dans un cristal de sel qu'ils pensent avoir 250 millions d'années et qui a commencé à se répliquer lorsqu'il a été mis en place. Conditions favorables.

Est-ce vraiment un exemple de la forme de vie survivante la plus longue ?

Quelqu'un pourrait-il confirmer que cela est vrai et validé scientifiquement et fournir des informations et des références qui peuvent être comprises par des non-spécialistes. Je suis ingénieur en télécommunications donc je peux comprendre l'approche scientifique générale et j'ai une compréhension de base de la chimie et de la biologie, mais aucune formation formelle ou spécifique sur le sujet.


Clause de non-responsabilité

Je n'étais pas au courant du 2-9-3, mais j'ai effectué une simple recherche sur Internet qui a fait apparaître un document en libre accès de 2001 réfutant l'affirmation, et rien de plus récent, suggérant que la réfutation était valide. Je mentionne cela à la fois pour préciser que même si, comme l'affiche, je ne suis pas un expert en la matière, on peut obtenir un kilométrage considérable grâce aux techniques de recherche standard. (Je reconnais que cela aide si vous savez que vous pouvez accéder aux documents via une bibliothèque universitaire, en accès libre ou non.)

Réfutation

L'affirmation a en fait été faite il y a près de deux décennies dans un article de Vreeland et al. dans la nature 407, 897-900. La date est pertinente car à ce moment-là, des séquences complètes de génomes bactériens venaient à peine d'apparaître.

L'article réfutant cette affirmation est intitulé "La bactérie Permium qui n'est pas" par D.Graur et T.Pupko et a été publié dans le journal, Biologie moléculaire et évolution 18 1143-46 (2001).

Les auteurs ont avancé divers arguments indirects pour douter de cette affirmation, mais ils ont fondé leur réfutation sur une comparaison de séquences entre les soi-disant Bacillus permeans (2-9-3) et d'autres bactéries. Le premier argument était que la similitude à 99 % des B. perme à une bactérie halophile contemporaine, anciennement connue sous le nom de Bacillus marismortui, rebaptisé par la suite Salibacillus marismortui, impliquait une divergence relativement récente par rapport à ce dernier. Pour réfuter l'argument selon lequel S. marismortui avait également été piégé dans le sel pendant des millions d'années jusqu'à récemment, une comparaison complète avec d'autres bactéries a été menée, aboutissant à l'arbre phylogénétique illustré ci-dessous qui était incompatible avec la bactérie n'ayant pas évolué au cours des 250 derniers MYr :

Une analyse indépendante de Nickle et al. dans Journal de l'évolution moléculaire 54, 134 (2002) sont arrivés à une conclusion similaire.

Je ne suis pas assez expert pour juger des méthodes de détermination des taux d'évolution et des distances relatives entre les espèces, mais il semblerait qu'elles soient acceptées par les spécialistes du domaine.


Les extrêmophiles, les organismes qui connaissent une croissance optimale dans des conditions mortelles pour la plupart des autres, et les organismes extrêmotolérants qui ne sont pas nécessairement des extrêmophiles mais peuvent néanmoins prospérer dans de telles conditions, sont d'un intérêt extrême pour les astrobiologistes.

Noter: Actuellement, tous les organismes énumérés ici sont des procaryotes. Plus tard, cette zone sera élargie pour inclure les eucaryotes.

La permission est par la présente accordée de montrer et de distribuer ce matériel à des fins éducatives avec une attribution appropriée.

Même lorsque l'usage loyal ne nécessite pas l'utilisation d'une attribution appropriée, cela serait apprécié, car ce projet a nécessité une énorme quantité de travail.


Contenu

M. tuberculosis a été trouvé en 2019 dans un complexe qui compte au moins 9 membres : M. tuberculose sensu stricto, M. africanum, M. canetti, M. bovis, M. caprae, M. microti, M. pinnipedii, Monsieur Mungi, et M. orygis. [7] Il a besoin d'oxygène pour se développer, il est débattu s'il produit des spores, [8] [9] et est immobile. [10] [11] M. tuberculose se divise toutes les 18 à 24 heures. Ceci est extrêmement lent par rapport à d'autres bactéries, qui ont tendance à avoir des temps de division mesurés en minutes (Escherichia coli peut se diviser toutes les 20 minutes environ). C'est un petit bacille qui peut résister à des désinfectants faibles et peut survivre à l'état sec pendant des semaines. Sa paroi cellulaire inhabituelle est riche en lipides tels que l'acide mycolique, est probablement responsable de sa résistance à la dessiccation et est un facteur de virulence clé. [12]

Microscopie Modifier

D'autres bactéries sont généralement identifiées au microscope en les colorant avec une coloration de Gram. Cependant, l'acide mycolique dans la paroi cellulaire de M. tuberculose n'absorbe pas la tache. Au lieu de cela, des colorants acido-résistants tels que le colorant Ziehl-Neelsen ou des colorants fluorescents tels que l'auramine sont utilisés. [4] Les cellules sont incurvées en forme de tige et sont souvent vues enveloppées ensemble, en raison de la présence d'acides gras dans la paroi cellulaire qui se collent les unes aux autres. [13] Cette apparence est appelée cordage, comme des brins de corde qui composent une corde. [11] M. tuberculose est caractérisé dans le tissu par des granulomes caséeux contenant des cellules géantes de Langhans, qui ont un motif de noyaux en « fer à cheval ».

Culture Modifier

M. tuberculose peut être cultivé en laboratoire. Par rapport à d'autres bactéries couramment étudiées, M. tuberculose a un taux de croissance remarquablement lent, doublant environ une fois par jour. Les milieux couramment utilisés comprennent les liquides tels que Middlebrook 7H9 ou 7H12, les milieux solides à base d'œufs tels que Lowenstein-Jensen et les milieux solides à base d'agar tels que Middlebrook 7H11 ou 7H10. [11] Les colonies visibles nécessitent plusieurs semaines pour se développer sur des plaques de gélose. Elle se distingue des autres mycobactéries par sa production de catalase et de niacine. [14] D'autres tests pour confirmer son identité incluent des sondes génétiques et MALDI-TOF. [15] [16]

Les humains sont les seuls réservoirs connus de M. tuberculose. Une idée fausse est que M. tuberculose peut se propager en serrant la main, en entrant en contact avec les sièges des toilettes, en partageant de la nourriture ou des boissons, en partageant des brosses à dents. Le baiser pourrait être une voie de transmission possible si la personne excrète de nombreuses mycobactéries dans les expectorations. Cependant, la propagation majeure se fait par les gouttelettes d'air provenant d'une personne atteinte de la maladie en train de tousser, d'éternuer, de parler ou de chanter. [17]

Quand dans les poumons, M. tuberculose est phagocyté par les macrophages alvéolaires, mais ils sont incapables de tuer et de digérer la bactérie. Sa paroi cellulaire empêche la fusion du phagosome avec le lysosome, qui contient une multitude de facteurs antibactériens. [18] Plus précisément, M. tuberculose bloque la molécule de pontage, l'auto-antigène endosomal précoce 1 (EEA1) cependant, ce blocage n'empêche pas la fusion des vésicules remplies de nutriments. Par conséquent, les bactéries se multiplient sans contrôle dans le macrophage. Les bactéries portent également le UreC gène, qui empêche l'acidification du phagosome. [19] De plus, la production du diterpène isotuberculosinol empêche la maturation du phagosome. [20] La bactérie évite également la destruction des macrophages en neutralisant les intermédiaires azotés réactifs. [21] Plus récemment, il a été montré que M. tuberculose sécrète et se couvre de 1-tuberculosinyladénosine (1-TbAd), un nucléoside spécial qui agit comme un antiacide, lui permettant de neutraliser le pH et d'induire un gonflement des lysosomes. [22] [23] 1-TbAd est codé par le gène Rv3378c. [23]

Il a également été démontré récemment que dans M. tuberculose infections, les niveaux de PPM1A étaient régulés à la hausse, ce qui à son tour aurait un impact sur la réponse apoptotique normale des macrophages aux agents pathogènes clairs, car PPM1A est impliqué dans les voies apoptotiques intrinsèques et extrinsèques. Par conséquent, lorsque les niveaux de PPM1A étaient augmentés, son expression inhiberait les deux voies apoptotiques. [24] Avec l'analyse du kinome, la voie de signalisation JNK/AP-1 s'est avérée être un effecteur en aval dans lequel PPM1A a un rôle à jouer, et la voie apoptotique dans les macrophages est contrôlée de cette manière. [24] En raison de la suppression de l'apoptose, il fournit M. tuberculose avec une niche réplicative sûre, et ainsi la bactérie est capable de maintenir un état latent pendant une période de temps prolongée. [25]

Des granulomes protecteurs se forment en raison de la production de cytokines et de la régulation à la hausse des protéines impliquées dans le recrutement. Les lésions granulotomateuses sont importantes à la fois pour réguler la réponse immunitaire et minimiser les dommages tissulaires. [26] [27] [28] De plus, les cellules T aident à maintenir Mycobactérie au sein des granulomes. [29]

La capacité de construire M. tuberculose mutants et tester des produits géniques individuels pour des fonctions spécifiques a considérablement avancé la compréhension de ses facteurs de pathogenèse et de virulence. De nombreuses protéines sécrétées et exportées sont connues pour être importantes dans la pathogenèse. [30] Par exemple, l'un de ces facteurs de virulence est le facteur de cordon (tréhalose dimycolate), qui sert à augmenter la survie au sein de son hôte. Des souches résistantes de M. tuberculose ont développé une résistance à plus d'un médicament antituberculeux, en raison de mutations dans leurs gènes. En outre, les médicaments antituberculeux de première intention préexistants tels que la rifampicine et la streptomycine ont une efficacité réduite dans l'élimination intracellulaire M. tuberculose en raison de ne pas pouvoir pénétrer efficacement dans la niche des macrophages [31]

JNK joue un rôle clé dans le contrôle des voies apoptotiques, intrinsèques et extrinsèques. De plus, il s'avère également qu'il s'agit d'un substrat de l'activité PPM1A, [32] d'où la phosphorylation de JNK provoquerait l'apoptose. [33] Étant donné que les niveaux de PPM1A sont élevés pendant M. tuberculose infections, en inhibant les voies de signalisation PPM1A, cela pourrait potentiellement être une méthode thérapeutique pour tuer M. tuberculose macrophages infectés en restaurant sa fonction apoptotique normale dans la défense des agents pathogènes. [24] Par conséquent, en ciblant la voie de l'axe de signalisation PPM1A-JNK, il pourrait éliminer M. tuberculose macrophages infectés. [24]

La capacité de restaurer l'apoptose des macrophages à M. tuberculose les personnes infectées pourraient améliorer le traitement chimiothérapeutique actuel de la tuberculose, car les médicaments antituberculeux peuvent avoir un meilleur accès aux bactéries dans la niche. [34] Par conséquent, la diminution des périodes de traitement pour M. tuberculose infections.

Symptômes de M. tuberculose comprennent une toux qui dure plus de trois semaines, une hémoptysie, des douleurs thoraciques lors de la respiration ou de la toux, une perte de poids, de la fatigue, de la fièvre, des sueurs nocturnes, des frissons et une perte d'appétit. M. tuberculose a également le potentiel de se propager à d'autres parties du corps. Cela peut provoquer du sang dans les urines si les reins sont touchés et des maux de dos si la colonne vertébrale est touchée. [35]

Variation de la souche Modifier

Le typage des souches est utile dans l'investigation des flambées de tuberculose, car il donne à l'investigateur des preuves pour ou contre la transmission de personne à personne. Considérez la situation où la personne A a la tuberculose et croit l'avoir acquise de la personne B. Si les bactéries isolées de chaque personne appartiennent à des types différents, alors la transmission de B à A est définitivement réfutée, cependant, si les bactéries sont la même souche, alors cela soutient (mais ne prouve pas définitivement) l'hypothèse que B a infecté A.

Jusqu'au début des années 2000, M. tuberculose les souches ont été typées par électrophorèse sur gel en champ pulsé (PFGE). [36] Ceci a maintenant été remplacé par un nombre variable de répétitions en tandem (VNTR), qui est techniquement plus facile à réaliser et permet une meilleure discrimination entre les souches. Cette méthode utilise la présence de séquences d'ADN répétées dans le M. tuberculose génome.

Trois générations de typage VNTR pour M. tuberculose sont notés. Le premier schéma, appelé répétition en tandem exacte, n'utilisait que cinq loci, [37] mais la résolution offerte par ces cinq loci n'était pas aussi bonne que la PFGE. Le deuxième schéma, appelé unité répétitive intercalée mycobactérienne, présentait une discrimination aussi bonne que l'ECP. [38] [39] La troisième génération (unité répétitive intercalée mycobactérienne - 2) a ajouté neuf autres loci pour porter le total à 24. Cela fournit un degré de résolution supérieur à PFGE et est actuellement la norme pour le typage M. tuberculose. [40] Cependant, en ce qui concerne les vestiges archéologiques, des preuves supplémentaires peuvent être nécessaires en raison d'une possible contamination par des bactéries du sol apparentées. [41]


Équipe : Groningue/Résumé

En 2002, la quantité d'informations stockées numériquement avait éclipsé les informations stockées au format analogique pour la première fois [1] . À peine cinq ans plus tard, seulement 6 % des données mondiales étaient encore analogiques [1] . En 2015, environ 2 500 000 000 000 mégaoctets de nouvelles données ont été créés chaque jour, et ce nombre augmente à un rythme croissant [1] . Il n'est pas surprenant que les violations de données orchestrées par des pirates informatiques soient également en augmentation. Documents financiers et juridiques, documents militaires et gouvernementaux, ce sont des exemples d'informations importantes qui doivent être conservées pendant longtemps, mais qui pourraient causer de graves dommages entre de mauvaises mains. Nous sommes devenus une civilisation dépendante de l'information, et cette information doit être stockée quelque part. En conséquence, nous sommes confrontés à deux problèmes : où stockons-nous toutes nos données et comment les protégeons-nous ?

Le stockage de données dans l'ADN a été proposé dès les années 1960, mais n'est devenu que récemment un sujet brûlant [2] . Cela est dû en partie à la demande toujours croissante de stockage de données, ainsi qu'aux progrès des technologies de synthèse et de séquençage de l'ADN. Notre objectif est de créer un système de stockage et de transfert de données à long terme qui ne puisse pas être piraté par des moyens numériques. Les méthodes numériques de cryptage des informations et de leur conversion en code binaire sont bien établies, et le stockage des données dans l'ADN a déjà été démontré. Notre projet combine ces deux approches en convertissant d'abord les informations en code binaire, en les cryptant, puis en les stockant en toute sécurité dans l'ADN. Des mesures supplémentaires basées sur la biologie moléculaire empêcheront les accès non autorisés, garantissant la sécurité des informations stockées.

Notre système sera utile pour le type d'informations qui doivent être stockées et transférées de manière très sécurisée, mais ne doivent pas être consultées rapidement (en quelques secondes). Il sera possible d'obtenir le message dans environ 24 à 48 heures, cependant, ce délai est susceptible d'être réduit à mesure que de nouvelles technologies de séquençage sont développées. Par exemple, ce système pourrait être utilisé pour stocker des informations sur les brevets et les prototypes, des dossiers généalogiques, des dossiers juridiques et financiers, des détails de compte bancaire, des données de connexion ou même des documents gouvernementaux très secrets. Compte tenu de la stabilité et de la compacité de l'ADN, notre système pourrait également être adapté pour servir de capsule temporelle aux connaissances humaines.

Avantages du stockage de données dans l'ADN des spores

  • L'ADN est un support de stockage de données beaucoup plus stable par rapport aux supports magnétiques et optiques, restant intact pendant au moins 700 000 ans à -4°C [4] . Même dans des environnements difficiles, l'ADN a une demi-vie de plus de 500 ans [5] . En revanche, la technologie de stockage actuelle ne dure que jusqu'à 30 ans [6] .
  • Les spores sont extrêmement résistantes au vieillissement, aux radiations, à la chaleur et aux dommages chimiques. Une souche viable de Bacillus formant des spores a été isolée à partir de cristaux de sel vieux de 250 millions d'années [7] .
  • Le support de stockage de données le plus dense actuellement disponible dans le commerce peut contenir jusqu'à 10 Go/mm 3 . L'ADN a une densité de stockage de données allant jusqu'à 10 9 Go/mm 3 , 8 ordres de grandeur plus élevés. [6]
  • Des estimations prudentes prédisent que sur la base de la demande mondiale de mémoire, la quantité de silicium (nécessaire pour la mémoire flash) devrait dépasser l'offre de silicium d'ici 2040. [8] Cependant, nous ne serons jamais à court d'ADN !
  • Le stockage d'ADN deviendra bientôt une alternative moins chère pour le stockage de données à mesure que les coûts de synthèse et de séquençage de l'ADN baisseront. On estime qu'elle deviendra une méthode rentable pour le stockage de données à long terme dans un délai d'environ dix ans [9] .
  • Le stockage de données dans l'ADN est plus économe en énergie (et respectueux de l'environnement) que le stockage de données numériques actuellement utilisé. En 2015, 416,2 térawattheures d'électricité ont été utilisés par les centres de données du monde entier. C'est plus élevé que la consommation électrique annuelle de l'ensemble du Royaume-Uni [10] , et est responsable d'environ 2 % des émissions de gaz à effet de serre mondiales, rivalisant avec l'industrie du transport aérien [11] .
  • Les données stockées dans l'ADN ne peuvent pas être piratées par des moyens numériques.
  • Les données stockées dans l'ADN des spores bactériennes sont faciles à copier, simplement en permettant aux spores de germer et de croître.
  • Le stockage des données ADN est une technologie à l'épreuve de l'apocalypse, car l'ADN sera pertinent pour les civilisations futures. Tant qu'il existera une vie intelligente basée sur l'ADN, il y aura des raisons impérieuses d'étudier et de manipuler l'ADN.

Notre approche

Nous utilisons une approche en couches avec une combinaison de mesures de sécurité numérique et biologique pour garantir que les informations ne sont accessibles que par le destinataire prévu. La première couche est le cryptage numérique. Les informations sont cryptées avec l'algorithme Advanced Encryption Standard (AES), converties en une séquence d'ADN et intégrées dans l'ADN génomique de Bacillus subtilis, un organisme sûr et soigneusement catégorisé capable de sporuler. Les données binaires obtenues après cryptage seront encodées dans l'ADN selon la logique suivante : l'ADN étant constitué de quatre nucléotides à savoir A, C, T et G, chaque nucléotide représentera une paire binaire (combinaison d'un 0 et d'un 1). Le A sera représenté par 00, C par 01, T par 10 et G par 11. La clé de déchiffrement et le message chiffré sont intégrés dans deux souches de Bacillus différentes et sont protégés contre les accès non autorisés par des couches de sécurité supplémentaires.

Une fois que le message et la clé sont codés dans l'ADN de Bacillus, les cellules sont cultivées dans un milieu favorisant la sporulation. Les spores bactériennes sont parmi les entités biologiques les plus résistantes actuellement connues, et représentent donc un substrat idéal pour le stockage de données à long terme. Les spores contenant le message crypté et la clé sont lyophilisées et intégrées dans des papiers filtres séparés (ou tout autre matériau poreux) pour le stockage et le transfert, avec un conjugué spiropyrane-ciprofloxacine [3] . L'activité biologique de cet antibiotique photocommutable est très faible lorsque le photocommutateur spiropyrane est sous sa forme fermée stable, mais augmente considérablement après irradiation avec une longueur d'onde de lumière spécifique (dans notre cas, 365 nm) qui amène le photocommutateur dans un milieu ouvert moins stable. former. Lorsque la source lumineuse est retirée, le composé revient lentement à son état biologiquement inactif. L'irradiation avec d'autres longueurs d'onde entraîne également une désactivation. Les souches porteuses du message et de la clé (qui possèdent une résistance à l'antibiotique) sont mélangées à de nombreuses spores leurres lorsqu'elles sont amenées sur le support. Les spores leurres ne sont pas résistantes et ne contiennent aucune information cryptée.

Lorsque les destinataires visés souhaitent accéder aux données stockées, ils placent le papier filtre avec la clé portant les spores et l'antibiotique dans un milieu de culture, et l'irradient avec la longueur d'onde d'activation de la lumière. Cette longueur d'onde doit être connue au préalable par le destinataire. L'antibiotique activé tue les leurres mais pas notre souche porteuse de clé. Après culture, leur ADN est séquencé et la clé est trouvée. La clé contient les informations nécessaires pour cultiver la souche porteuse du message et pour déchiffrer le message.Sans activation, toutes les spores germent et se développent, y compris les leurres. Cela rend impossible la recherche de la clé par séquençage. Une fois la clé obtenue, la souche porteuse de message peut être cultivée. Leur ADN est ensuite séquencé et le message peut être déchiffré.


Certaines formes de vie sont peut-être vivantes depuis l'ère des dinosaures

Certains microbes peuvent vivre des millions d'années, voire un quart de milliard d'années. Comment éviter de succomber à l'inévitable usure de la vieillesse ?

Certains coraux vivent des milliers d'années. Les homards américains peuvent vivre jusqu'à 140. Une tortue a vécu jusqu'à 250. Et un mollusque appelé Ming avait l'âge de 507 ans lorsque des chercheurs l'ont tué par inadvertance.

Oubliez ces bébés, cependant. Les plus anciennes créatures vivantes de la Terre peuvent facilement battre leurs records de longévité, ce qui n'est pas mal pour des organismes trop petits pour être vus à l'œil nu.

Dans les régions les plus froides de la Sibérie, de l'Antarctique et du Canada se trouvent des sols qui sont restés gelés en permanence pendant des milliers voire des millions d'années. Piégées à des centaines de mètres entre les couches de cette terre gelée, connue sous le nom de pergélisol, se trouvent des bactéries vivantes aussi vieilles que la glace elle-même.

La façon dont les bactéries survivent est inconnue, mais certains prétendent que les secrets des microbes pourraient débloquer la clé de l'immortalité.

Le scientifique russe Sabit Abyzov travaillait à la station Vostok en Antarctique en 1979 lorsqu'il a découvert des bactéries, des champignons et d'autres micro-organismes à 11 811 pieds (3 600 m) sous la calotte glaciaire de l'Antarctique, juste au-dessus du lac sous-glaciaire Vostok.

Brouchkov s'est même injecté le microbe vieux de 3,5 millions d'années

La glace était gelée depuis des centaines de milliers d'années, et pourtant les bactéries y vivaient très bien. Il n'y avait aucun moyen crédible que les bactéries aient pu descendre de la surface après la formation de la glace, Abyzov a donc conclu que les bactéries devaient elles-mêmes avoir des centaines de milliers d'années et bien plus que tous les organismes trouvés auparavant.

En 2007, le record de longévité chute à nouveau. Eske Willerslev et une équipe de l'Université de Copenhague sont entrés dans l'histoire en découvrant des bactéries vivantes vieilles d'un demi-million d'années cachées profondément sous les couches de pergélisol en Antarctique, en Sibérie et au Canada.

C'était la première fois que des chercheurs isolaient l'ADN de bactéries aussi anciennes mais toujours actives.

Puis, à peine deux ans plus tard, un microbe encore plus ancien a été mis au jour et cette fois, on pense qu'il a un âge remarquable de 3,5 millions d'années.

Il a été déterré par le scientifique russe Anatoli Brouchkov. La bactérie provenait de l'ancien pergélisol d'un site connu sous le nom de Mammoth Mountain en Sibérie.

Brouchkov s'est même injecté le microbe vieux de 3,5 millions d'années, connu sous le nom de Bacille F, dans l'espoir que les bactéries de la "vie éternelle" opéreront leur magie et prolongeront également sa durée de vie.

Il avait déjà testé la forme inactivée de la bactérie sur des souris, des mouches des fruits et des cellules sanguines humaines avec des résultats prometteurs. Il affirme qu'il n'a pas attrapé la grippe au cours des deux années qui se sont écoulées depuis son auto-traitement avec l'ancien microbe.

Qu'est-ce qui fait exactement penser aux scientifiques que les bactéries à l'intérieur du pergélisol sont si anciennes, et pas simplement les descendantes des bactéries piégées à l'origine il y a des milliers ou des millions d'années ?

À 250 millions d'années, ces cellules bactériennes auraient été vivantes lorsque les premiers dinosaures commençaient à peine à parcourir la Terre

La réponse est que les bactéries sont si étroitement piégées dans le sol gelé qu'elles ne semblent pas avoir de place pour se diviser. Même si elles se sont divisées, il n'y a nulle part où aller pour les nouvelles cellules.

Si la reproduction n'est pas possible, alors les cellules microbiennes que l'on trouve aujourd'hui dans le pergélisol doivent être les mêmes que celles qui étaient gelées sur place lorsque le climat s'est refroidi.

Le même genre de raisonnement est à l'origine d'une affirmation controversée selon laquelle certaines bactéries individuelles ont vécu pendant 250 millions d'années.

Ces bactéries proviennent de l'intérieur de cristaux de sel enfouis à 1 970 pieds (600 m) sous terre sur un site du Nouveau-Mexique où une décharge de déchets nucléaires était en cours de construction. À 250 millions d'années, ces cellules bactériennes auraient été vivantes lorsque les premiers dinosaures commençaient à peine à parcourir la Terre.

Russell Vreeland de l'Université West Chester en Pennsylvanie, qui a fait la découverte, dit que la bactérie &ndash connue sous le nom Virgibacille la souche 2-9-3 &ndash est remarquablement similaire à la moderne Virgibacille trouvé dans la mer Morte.

Une fois que les anciens microbes ont été extraits des cristaux et placés dans un flacon riche en nutriments en laboratoire, ils se sont réveillés et ont commencé à se développer.

Aucune de ces découvertes n'a près de 250 millions d'années

Certains chercheurs soutiennent que la souche 2-9-3 doit être beaucoup plus jeune que 250 millions d'années, probablement à cause d'une contamination en laboratoire. Mais Vreeland est convaincu de leur âge, en particulier parce qu'il dit qu'ils étaient clairement piégés à l'intérieur des anciens cristaux de sel.

"Ils étaient dans les cristaux et ils étaient vivants", explique Vreeland. "Les chances qu'ils pénètrent dans un cristal scellé étaient à peu près nulles et les chances qu'il s'agisse d'un événement de contamination étaient d'environ une sur [un milliard]."

De plus, il dit que de nombreux autres exemples similaires de bactéries piégées dans le sel ont été découverts depuis. Plus récemment, des bactéries âgées de 33 à 48 millions d'années ont été trouvées dans des cristaux de sel dans un lac salé intérieur du centre de la Chine.

Cependant, aucune de ces découvertes n'a près de 250 millions d'années.

Nous savons que certaines bactéries entrent dans une forme dormante appelée spore lorsque les conditions deviennent particulièrement difficiles

Les anciens microbes trouvés dans le pergélisol ou les cristaux de sel sont à la limite de la survie. Privé de la capacité de subir une division cellulaire en raison d'un manque d'espace, chacun a dû à la place détourner le peu d'énergie qu'il pouvait trouver pour maintenir sa seule cellule en vie.

"Les bactéries n'auraient pas pu se reproduire à l'intérieur du cristal de sel, car il y aurait eu très peu de nutriments et cela aurait accumulé des déchets toxiques", explique Vreeland.

Mais, pour affirmer l'évidence, réussir à rester en vie pendant des millions d'années est un exploit incroyable. En particulier, l'ADN et les protéines responsables des réactions de la vie à l'intérieur des cellules vivantes se dégradent généralement sur des périodes de temps relativement courtes, en raison des dommages causés par les radiations. Quel est le secret pour surmonter ces problèmes ?

Certains scientifiques pensent que les anciennes bactéries ne peuvent être aussi vieilles qu'elles semblent l'être si elles disposent de mécanismes pour réparer leur ADN et leurs structures cellulaires. Mais ce que sont exactement ces mécanismes de réparation actifs, et comment ils pourraient fonctionner dans un environnement aussi hostile, est encore inconnu.

Par exemple, les bactéries du pergélisol ou du sel n'auraient pas un bon accès à l'eau, ce qui est nécessaire pour alimenter les enzymes qui effectuent normalement les réparations cellulaires.

Raúl Cano et ses collègues ont réussi à faire revivre des spores bactériennes vieilles de 30 millions d'années de l'estomac d'une ancienne abeille

Vreeland travaille actuellement avec le Howard Hughes Medical Institute pour séquencer les gènes de sa bactérie de souche 2-9-3, ce qui nous en dira plus sur leur survie.

Cependant, certaines bactéries anciennes peuvent avoir un plan de survie alternatif à long terme. Ils peuvent entrer dans une sorte de stase.

Nous savons que certaines bactéries entrent dans une forme dormante appelée spore lorsque les conditions deviennent particulièrement difficiles. Les spores sont un peu comme les graines des plantes : une « coquille » se développe autour de la cellule vulnérable.

Contrairement aux graines, les spores sont très résistantes. Ils peuvent survivre à des explosions de radiations et peuvent passer des années sans eau ni nutriments. À l'intérieur de la coquille, le microbe se trouve dans un état complètement inerte, mais il peut se réveiller lorsque les conditions s'améliorent.

Dès 1995, le scientifique Raúl Cano et ses collègues ont réussi à faire revivre des spores bactériennes vieilles de 30 millions d'années dans l'estomac d'une ancienne abeille. L'abeille et les bactéries qu'elle contenait ont été piégées et conservées dans une goutte de sève d'arbre qui est devenue de l'ambre.

Mais certains scientifiques disent que même la capacité de former une spore protectrice ne permettrait pas aux bactéries de survivre pendant 250 millions d'années. Ils disent qu'au cours de périodes de temps aussi longues, l'ADN d'un microbe se dégraderait et se désintégrerait inévitablement.

L'ADN fait face à une attaque à trois volets provenant du rayonnement cosmique à haute énergie, du rayonnement solaire sous forme de rayons gamma et ultraviolets et du rayonnement libéré par la décomposition spontanée des noyaux atomiques.

Vous n'avez besoin que de quelques coups de rayons cosmiques et c'est tout, c'est mort

Paul Falkowski de l'Université Rutgers a fait une expérience dans laquelle il a collecté cinq échantillons de glace âgés entre 100 000 et 8 millions d'années sous la surface d'un glacier dans les vallées Beacon et Mullins de l'Antarctique. Avec son équipe, il a ensuite essayé de cultiver des microbes à l'intérieur de la glace. Il a découvert que plus la glace était ancienne, plus la longueur moyenne des fragments d'ADN à l'intérieur était courte et moins il y avait de microbes qui pouvaient être réanimés.

En d'autres termes, l'ADN congelé se dégrade progressivement au fil du temps. Falkowski a réussi à cultiver des microbes à partir d'un bloc de glace vieux de deux millions d'années et a calculé qu'après 1,1 million d'années, la moitié de l'ADN d'origine avait été dégradée.

"Je suppose que si les bactéries sont exposées aux dommages causés par les radiations aux pôles, le point de coupure maximal serait probablement d'environ deux à trois millions d'années", explique Falkowski.

"Vous n'avez besoin que de quelques coups de rayons cosmiques et c'est tout, c'est mort. Ainsi, même si les chances d'un coup sont faibles sur une courte période de temps, sur des millions d'années, il y aura certainement un coup. Les chances de foudre à n'importe quel endroit spécifique dans le temps est faible, mais si vous faites la moyenne sur des millions d'années, pratiquement tous les endroits sur Terre auront été touchés."

Vreeland, cependant, reste convaincu que les bactéries peuvent survivre beaucoup plus longtemps que les expériences de Falkowski ne le suggèrent, dans les bonnes conditions.

Dans le sel, une bactérie pourrait subir 1 000 fois plus de coups sur son ADN avant que des dommages mortels ne se produisent

"Le cristal de sel est imperméable à l'oxygène, donc aucune oxydation ne se produit, et il serait enterré et sombre afin qu'il n'y ait pas de dommages causés par les rayons UV", dit-il.

Vreeland note également que la formation de spores provoque un tassement très serré des molécules d'ADN, ce qui en fait une cible plus petite pour les rayons nocifs du rayonnement. Le cristal de sel lui-même protège également les bactéries des radiations en expulsant les métaux lourds qui se désintégreraient radioactivement sur de si longues périodes.

Cela signifie que la seule source potentielle de rayonnement provenant de la désintégration provient du potassium-40, une forme radioactive du potassium avec une très longue demi-vie de 1,25 milliard d'années. Cette longue demi-vie signifie que la probabilité d'émission de rayonnement de potassium-40 est très faible.

Enfin, le sel dans les cristaux crée un environnement sans eau dans lequel les liaisons chimiques à l'intérieur de l'ADN deviennent plus fortes. En d'autres termes, l'ADN est rendu plus difficile à détruire.

La galaxie voisine la plus proche de notre Voie lactée n'est qu'à 2-3 millions d'années-lumière

"Nous avons fait une étude et l'essentiel était que dans le sel, une bactérie pouvait subir 1 000 fois plus de coups sur son ADN avant que des dommages mortels ne se produisent", explique Vreeland. "Alors additionnez tout et vous avez un endroit très stable pour vous cacher."

Y a-t-il une signification plus large à la capacité des bactéries individuelles à survivre, potentiellement, pendant 250 millions d'années ? En un mot, oui.

Si les bactéries peuvent vraiment survivre en stase pendant des millions d'années, nous ne pouvons exclure la possibilité que des cellules ou de l'ADN soient apparus pour la première fois sur une autre planète dans un autre système solaire et même dans une autre galaxie, puis se soient rendus sur Terre sur une comète ou un astéroïde. Après tout, la galaxie voisine la plus proche de notre Voie lactée est la galaxie d'Andromède, qui n'est qu'à 2-3 millions d'années-lumière : une distance accessible pour une bactérie qui peut survivre pendant 250 millions d'années.

Les travaux de Vreeland renforcent également l'idée que la vie pourrait exister sur Mars, car des gisements de sel ont été découverts dans des météorites martiennes.

Des agents pathogènes susceptibles de nuire aux humains pourraient être enfermés dans le pergélisol de Sibérie, prêts à être libérés lorsque la glace fondra

Les organismes à longue durée de vie ont également le potentiel de poser un problème pour les sociétés humaines d'aujourd'hui. Des bactéries ou des virus pathogènes pourraient faire partie de ceux piégés dans la glace.

Un de ces virus a été trouvé congelé à 98 pieds (30 m) sous une couche profonde du pergélisol sibérien en 2014, où il était resté pendant au moins 30 000 ans. L'ancien virus "géant" Pithovirus sibericum est si grand, à 1,5 micromètre, qu'il peut être vu sous un microscope normal.

Une fois que les scientifiques l'ont ramené au laboratoire, le virus a repris vie et est redevenu infectieux. Les humains ne sont pas en danger avec ce virus particulier, car il n'attaque que les amibes unicellulaires. Mais les chercheurs pensent que des agents pathogènes susceptibles de nuire aux humains pourraient être enfermés dans le pergélisol de Sibérie, prêts à être libérés lorsque la glace fondra.

Nous ne pouvons pas exclure la possibilité que des cellules ou de l'ADN soient d'abord apparus sur une autre planète dans un autre système solaire, puis se soient rendus sur Terre.

Des formes anciennes de variole, par exemple, pourraient être piégées dans la glace.

Cependant, tous les virus humains ne pourraient pas résister à la vie dans la glace. Les virus comme la grippe et le VIH qui sont entourés d'une enveloppe lipidique « grasse » sont plus fragiles que les virus avec une enveloppe protéique externe.

Même ainsi, des recherches comme celle-ci s'accompagnent d'un avertissement. Les formes de vie les plus durables sur Terre sont peut-être parmi les plus petites, mais elles ont toujours le potentiel de faire une grande impression sur le monde moderne.

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Résultats

Le séché et clos B. subtilis les spores ont pu germer au début de l'expérience de stockage (référence) comme l'ont révélé les expériences de culture et la microscopie de cellules vivantes (Fig 2, film S1). Après deux ans de stockage, B. subtilis les spores de l'expérience de 500 ans n'ont présenté aucune diminution significative de la viabilité – les échantillons de 2016 avaient une fraction survivante moyenne de 86 ± 21 %.

Des images de trois temps de germination sont affichées : 0, 2,5 et 4 h (voir Film S1 pour une séquence d'images entière à des intervalles de 5 secondes). A noter que l'instant 0 h marque le début de l'imagerie. L'activation des spores a commencé 1 à 2 minutes auparavant en ajoutant une couche de LB-agar sur les spores (voir la section Matériaux et méthodes). Une sous-population de spores (

17 %) n'était pas capable de germer (flèches). Les spores non germinatives semblaient plutôt grises en contraste de phase sans le noyau brillant et la limite annulaire plus foncée qui est typique des spores dormantes capables de germer (voir S2 Fig). Barre d'échelle = 5 m.

Quand référence (2014) B. subtilis les spores ont été exposées aux rayons X, UV-254 nm, 10 % H2O2, chaleur humide et chaleur sèche (Figues S3, S4, S5, S6 et S7)), stress oxydatif avec 10% H2O2 était le plus préjudiciable aux populations de spores avec une LD90 valeur de seulement 9,54 ± 1,06 min (Tableau 3). Les spores exposées à la chaleur sèche (120°C) ont montré une plus grande résistance que celles exposées à la chaleur humide (100°C). Dans la chaleur humide, les spores ont atteint 90 % d'activation en un quart du temps (3,01 ± 0,39 min) par rapport à celle de la chaleur sèche (14,75 ± 2,31 min), mais la chaleur sèche a entraîné une diminution plus linéaire de la survie des spores (S5 Figue). La contrainte de rayonnement via les rayons X et les rayons UV a été administrée à des monocouches de spores séchées à l'air et à du LD90 étaient respectivement de 780,5 ± 62,4 Gy et 326,5 ± 29,5 J/m 2 . Les expériences de résistance n'ont été menées que sur des échantillons de base de 2014, car les échantillons de spores desséchées de 2016 n'ont pas encore montré d'effets négatifs significatifs dus au stockage. Tableau 3 affiche tous les LD90 valeurs de cette étude ainsi que des comparaisons avec des valeurs publiées précédemment.

Des expériences de stockage de dix ans dans des conditions sèches ont démontré que les populations de spores dans l'air ambiant (4 °C), l'air anoxique (4 °C), la poudre de régolithe de Mars et la poudre d'halite n'avaient pas de pertes significatives dans la viabilité des spores (Tableau 4). Projections pour LD90 étaient bien plus de 300 ans pour chaque condition, allant de 380,6 à 1789,7 ans. Le stockage à -80°C pendant 360 jours n'a entraîné aucune diminution significative de B. subtilis Fraction de viabilité des spores-survie de 72,2 ± 11,8 % après 360 jours. Cependant, quand B. subtilis les spores ont été stockées pendant 450 jours sous ultravide (10 −7 Pa), la survie des spores a diminué de

82 % (p & lt 0,001) (Figure 3). Le DL90 a été estimée à moins de 2 ans dans ces conditions de type spatial (Tableau 4).

Les spores sèches ont été stockées à 10 -7 Pa et la survie des spores a été déterminée comme décrit dans Méthodes. Les barres d'erreur représentent l'écart type. La signification par ANOVA entre différents temps d'incubation est indiquée par (*) avec p<0.001.

B. subtilis les spores stockées dans du NaCl 3,6 M présentaient également une perte de viabilité sur 1 an. Alors que la viabilité des spores dans 0 M et 1,2 M NaCl n'a pas diminué, des différences significatives ont été observées dans 3,6 M NaCl (Figure 4 et tableau S1). La survie totale des spores a diminué d'environ

50% dans 3,6M NaCl après un an, avec une LD projetée90 allant de 3,1 à 3,7 ans (Tableau 3).

Les spores, 108 par échantillon, ont été stockées dans des solutions avec diverses concentrations de NaCl, et la survie des spores a été mesurée comme décrit dans Méthodes. Les carrés noirs indiquent les spores dans l'eau (0 M NaCl), les losanges bleus indiquent les spores dans 1,2 M NaCl et les cercles rouges indiquent les spores dans 3,6 M NaCl. Les barres d'erreur indiquent l'écart type.


Le paradoxe de la bactérie « ancienne » qui contient des gènes codant pour les protéines « modernes »

Heather Maughan, C. William Birky Jr., Wayne L. Nicholson, William D. Rosenzweig, Russell H. Vreeland, Le paradoxe de la bactérie « ancienne » qui contient des gènes codant pour les protéines « modernes », Biologie moléculaire et évolution, Volume 19, Numéro 9, Septembre 2002, Pages 1637–1639, https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a004227

L'isolement de micro-organismes à partir de matériaux anciens et la vérification qu'ils sont aussi anciens que les matériaux dont ils ont été isolés continuent d'être des sujets de controverse. Presque sans exception, les bactéries isolées de matériel ancien se sont avérées ressembler étroitement aux bactéries modernes aux niveaux morphologique et moléculaire. Ce fait a été historiquement utilisé par les critiques pour affirmer que ces isolats ne sont pas anciens mais sont des contaminants modernes introduits soit naturellement après la formation du matériel environnant (pour plus de détails, voir Hazen et Roeder 2001 et la réponse de Powers, Vreeland et Rosenzweig 2001 ) ou en raison de défauts dans la méthodologie d'isolement des échantillons (révisé récemment dans Vreeland et Rosenzweig 2002 ). Une telle critique a été traitée expérimentalement par le développement de protocoles très rigoureux pour la sélection d'échantillons, la stérilisation de surface et les procédures de détection et de contrôle de la contamination. En utilisant les procédures d'échantillonnage et les techniques de protection contre la contamination les plus scrupuleuses et les mieux documentées signalées à ce jour, Vreeland, Rosenzweig et Powers (2000) ont signalé l'isolement d'une bactérie sporulante, Bacille souche 2-9-3, à partir d'une inclusion de saumure dans un cristal d'halite récupéré de la formation Permien Salado vieille de 250 Myr à Carlsbad, NM.

Comme cela avait été noté dans des études antérieures, une observation frappante de Vreeland, Rosenzweig et Powers (2000) était que l'ADNr 16S de l'isolat 2-9-3 est identique à 99 % à celui de Salibacillus marismortui, une bactérie isolée de la mer Morte en 1936 ( Arahal et al. 1999 ). En fait, Arahal et al. (1999) identifié comme S. marismortui trois souches avec des séquences d'ADNr 16S différant de 0,01%, suggérant que l'isolat 2-9-3 pourrait également être classé comme S. marismortui.

Deux groupes ont depuis utilisé des analyses phylogénétiques de séquences d'ADNr 16S pour affirmer qu'il est peu probable que l'isolat 2-9-3 ait 250 Myr. Graur et Pupko (2001) ont utilisé un test de taux relatif pour comparer les taux d'évolution de l'ADNr 16S sur les branches menant à l'isolat 2-9-3 et S. marismortui et n'ont trouvé aucune différence entre les taux d'évolution. Considérant la possibilité que S. marismortui peut également être ancienne ( Arahal et al. 1999 Vreeland, Rosenzweig et Powers 2000 ), ils ont également comparé les taux d'évolution de l'isolat 2-9-3, S. marismortui et Virgibacillus proomi, un proche parent de S. marismortui, et ont de nouveau trouvé des taux d'évolution similaires ( Graur et Pupko 2001 ). Plus récemment, Nickle et al. (2002) ont également effectué des tests de vitesse relative en utilisant l'ADNr 16S avec le même résultat que la branche menant à l'isolat 2-9-3 n'est pas extraordinairement courte, comme on pourrait s'y attendre d'un organisme qui n'a pas évolué depuis des millions d'années. Nickle et al. (2002) ont utilisé des taux d'évolution dérivés de bactéries entériques pour affirmer que si l'isolat 2-9-3 n'évoluait pas depuis 250 Myr, alors S. marismortui devait lui-même évoluer 5 à 10 fois plus lentement que les endosymbiotes de pucerons sur lesquels les calculs de taux étaient basés. Nous notons que bien que les taux d'évolution calculés à partir des entériques et des endosymbiotes soient les meilleures estimations que nous possédons actuellement, il est tout à fait probable que les taux d'évolution des spores soient effectivement plus lents de plusieurs ordres de grandeur. Il a été démontré que les sporoformateurs restent à l'état de spores métaboliquement dormantes, ne reproduisant ainsi pas leur ADN, pour des estimations prudentes allant de 10 2 à 10 4 ans entre les périodes de croissance ( Kennedy, Reader et Swierczynski 1994 Nicholson et al. 2000 ).

Comme les analyses discutées ci-dessus ont utilisé des gènes d'ADNr 16S, dont l'évolution peut ne pas être représentative de l'organisme dans son ensemble, nous avons voulu savoir si les similitudes entre l'isolat 2-9-3 et S. marismortui sont observés avec des gènes codant pour des protéines ainsi qu'avec des gènes d'ADNr 16S. Nous avons donc analysé les relations phylogénétiques entre la souche 2-9-3 et S. marismortui, en utilisant les bactéries sporulées comme groupe de comparaison. La justification de cette conception était que le taux d'évolution parmi les sporogènes se rapprocherait plus étroitement de celui de 2-9-3. Nous avons utilisé les données d'acides aminés de deux gènes, recA et splB. Les recA Le gène est présent dans toutes les bactéries et son produit est requis pour la recombinaison homologue et la réparation de l'ADN. En raison des contraintes fonctionnelles sur recA évolution, il peut être utilisé pour résoudre les anciennes relations évolutives. Les splB Le gène, d'autre part, n'a été signalé à ce jour que chez les bactéries gram-positives formant des spores et est important dans la réparation des dommages à l'ADN spécifiques aux spores résultant du rayonnement UV pendant la dormance des spores ( Nicholson et al. 2000 ). Parce que splB ne se trouve que dans les bactéries sporulées à Gram positif, on peut supposer qu'il a une origine plus récente que recA a et pourrait être utile pour résoudre des relations évolutives plus étroites.

Les résultats de nos analyses sont cohérents avec les relations phylogénétiques montrées par Graur et Pupko (2001) et Nickle et al. (2002) . Au niveau des nucléotides, isolez 2-9-3 et S. marismortui différaient de deux nucléotides sur les 404 recA nucléotides examinés. Ces deux substitutions sont synonymes, ce qui rend ces deux taxons identiques au niveau des acides aminés. La reconstruction phylogénétique ( Swofford 1998 ) utilisant des séquences d' acides aminés de recA (les acides aminés ont été utilisés en raison de la saturation du site au niveau des nucléotides à travers des taxons éloignés) lieux 2-9-3 et S. marismortui dans un clade plus récent, au lieu d'occuper une position plus basale comme on aurait pu le prévoir si le clade n'avait pas évolué depuis 250 Myr ( fig. 1 ).

Des résultats similaires ont été obtenus pour splB (fig. 2 ). Sur les 619 nucléotides examinés, une seule substitution synonyme a été observée entre l'isolat 2-9-3 et S. marismortui, rendant à nouveau ces deux taxons identiques au niveau des acides aminés. En accord avec le recA données ( fig. 1 ), le splB les données appuient également l'hypothèse selon laquelle isoler 2-9-3 et S. marismortui ont divergé l'un de l'autre plus récemment que leur divergence l'un de l'autre Bacille espèces ( fig. 2 ).

Nous avons effectué des tests de taux relatifs ( Robinson et al. 1998 ) en utilisant les données sur les acides aminés des deux recA et splB.Salibacillus marismortui n'a pas pu être utilisé pour tester les taux relatifs par rapport à l'isolat 2-9-3 en raison de leur identité à 100 % au niveau des acides aminés. Nous avons trouvé des taux d'évolution similaires en comparant l'isolat 2-9-3 avec S. salexigens, le plus proche parent de l'isolat 2-9-3 après S. marismortui, soit Clostridium acetobutylicum ou B. subtilis comme groupe externe (données non présentées). En utilisant les données nucléotidiques de l'isolat 2-9-3, S. marismortui, B. subtilis, et B. cereus, nous avons relié la distance entre 2-9-3 et S. marismortui à la distance entre B. subtilis et B. cereus en utilisant la logique suivante. Parce que les substitutions entre 2-9-3 et S. marismortui sont tous synonymes, ils peuvent être utilisés pour refléter le taux de mutation. Si trois substitutions synonymes sur les 1023 nucléotides totaux examinés (1/619 de recA et 2/404 de splB), donc 0,2% de divergence, sont représentatifs du taux de mutation puisque la divergence de 2-9-3 et S. marismortui 250 MYA, puis les 121 substitutions synonymes (12% de divergence) entre B. subtilis et B. cereus placerait leur dernier ancêtre commun à 15 BYA, bien plus longtemps que l'âge de la terre.

On pourrait soutenir que l'isolat 2-9-3 et S. marismortui les spores étaient toutes les deux dormantes pendant 250 Myr et, par conséquent, n'évoluaient pas. Cette hypothèse est facilement rejetée en examinant les schémas de branchement des recA et splB des arbres. Si 2-9-3 et S. marismortui étaient tous deux en dormance pendant 250 Myr, alors tous les autres taxons de l'arbre auraient connu des durées de dormance encore plus longues car ils ont une ascendance plus primitive. En d'autres termes, chaque taxon de l'arbre aurait dû être en sommeil métabolique et évolutif pendant au moins 250 Myr dans le passé, une hypothèse impossible à tester.

Une étude récente de Parkes, Cragg et Wellsbury (2000) montre que les temps de génération de certaines bactéries isolées des sédiments du sous-sol sont de l'ordre de milliers de siècles. Si un temps de génération de 100 000 ans est applicable pour isoler 2-9-3 après avoir divergé de S. marismortui 250 MYA, puis l'isolat 2-9-3 ont traversé environ 2 500 générations au cours de cette période. Si, en moyenne, il y a 10 -8 mutations par site et par génération, cela donnerait l'isolat 2-9-3 et S. marismortui 2,5 × 10 −5 différences par site. L'analyse rapportée ici a porté sur 1 023 sites, et on aurait donc pu s'attendre à voir 0,026 différences entre l'isolat 2-9-3 et S. marismortui s'ils avaient des temps de génération de l'ordre de 100 000 ans. En appliquant le même taux de mutation, les différences observées de 3/1 023 entre l'isolat 2-9-3 et S. marismortui impliquent un temps moyen de génération de 850 ans, un taux similaire à celui trouvé par Phelps et al. (1994) pour les bactéries souterraines. Cette analyse suppose que l'isolat 2-9-3 a pu se développer à l'intérieur du cristal de sel et n'était pas présent sous forme de spore dormante, un scénario qui est extrêmement improbable car la concentration de sel à l'intérieur des inclusions de saumure est bien au-dessus de la limite supérieure de salinité à laquelle l'isolat 2-9-3 peut se développer ( Vreeland, Rosenzweig et Powers 2000 ).

Les preuves présentées ici indiquent clairement que l'isolat 2-9-3 doit être considéré comme une souche de S. marismortui selon les normes établies de la systématique de l'ARNr 16S, qui stipulent que les isolats partageant une identité de plus de 97 % doivent être considérés comme la même espèce (Stackebrandt et Goebel 1994). Mais une relation aussi étroite avec les bactéries modernes signifie-t-elle que l'isolat 2-9-3 est lui-même moderne ? La réponse à cette question doit être recherchée en résolvant ce qui semble être un paradoxe de plus en plus courant. Nous disposons d'un ensemble important de données géologiques et microbiologiques rigoureuses qui peuvent être interprétées en faveur de l'ancienneté de ces organismes, et d'un ensemble tout aussi important de données moléculaires rigoureusement obtenues qui peuvent être interprétées en faveur de leur modernité. Dans l'état actuel des choses, nos travaux moléculaires actuels ne peuvent ni confirmer ni infirmer l'âge de l'isolat 2-9-3.

Ken Wolfe, rédacteur en chef

Adresse pour la correspondance et les réimpressions : Heather Maughan, Programme interdisciplinaire d'études supérieures en génétique, Building 90 Room 112, 1117 E. Lowell Street, University of Arizona, Tucson, Arizona 85721. Courriel : [email protected]

Mots-clés : 2-9-3 test de vitesse relative d'évolution ancienne Salibacillus marismortui


Conclusion

La biodégradation des polymères dérivés du pétrole est un domaine de recherche innovant axé sur la résolution de la pollution plastique dans l'environnement. Cette revue a discuté des micro-organismes et des enzymes signalés pour biodégrader ces polymères synthétiques. De nombreuses souches de Pseudomonas et Bacille ont été observés pour dégrader des composés complexes et récalcitrants tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques, et ont été associés à la dégradation partielle d'une large gamme de pétroplastiques, y compris le PE, le PS, le PP, le PVC, le PET et le PU à base d'ester. Il a également été découvert que les microbes intestinaux des insectes dépolymérisent les polymères PE, PS et PVC. Les enzymes spécifiquement associées à la dépolymérisation du PET et du PU à base d'ester ont été identifiées et étudiées de manière intensive, tandis que les enzymes qui dépolymérisent efficacement le PE, le PP, le PS et le PVC n'ont pas encore été identifiées et caractérisées. D'autres analyses des gènes et/ou des produits géniques (enzymes) qui hydrolysent les polymères pétroplastiques de haut poids moléculaire peuvent conduire à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents de la biodégradation. La recherche axée sur les enzymes digestives chez les invertébrés dégradant le plastique et leurs microbes intestinaux pourrait également conduire à une nouvelle approche pour la dégradation du plastique, en particulier pour les polymères persistants non hydrolysables. Sur la base de ces connaissances, des approches de génie génétique pour créer des souches microbiennes et/ou des enzymes recombinantes pourraient être adoptées comme stratégie préférée pour améliorer la biodégradation des déchets plastiques synthétiques à base de pétrole.


Contenu

Les halobactéries sont des micro-organismes unicellulaires en forme de bâtonnets qui font partie des formes de vie les plus anciennes et sont apparus sur Terre il y a des milliards d'années. La membrane est constituée d'une seule bicouche lipidique entourée d'une couche S. [2] La couche S est constituée d'une glycoprotéine de surface cellulaire, qui représente environ 50 % des protéines de surface cellulaire. [3] Ces protéines forment un réseau dans la membrane. Les résidus sulfate sont abondants sur les chaînes glycanes de la glycoprotéine, lui conférant une charge négative. On pense que la charge négative stabilise le réseau dans des conditions riches en sel. [4]

Les acides aminés sont la principale source d'énergie chimique pour H. salinarum, en particulier l'arginine et l'aspartate, bien qu'ils soient également capables de métaboliser d'autres acides aminés. [2] H. salinarum ont été signalés comme incapables de se développer sur les sucres et doivent donc coder pour des enzymes capables d'effectuer la gluconéogenèse pour créer des sucres. Bien que "H. salinarum" soit incapable de cataboliser le glucose, il a été prouvé que le facteur de transcription TrmB régule la production gluconéogène de sucres trouvés sur la glycoprotéine de la couche S.

Haute teneur en sel Modifier

Pour survivre dans des environnements extrêmement salés, cet archéon, comme d'autres espèces d'archées halophiles, utilise des solutés compatibles (en particulier le chlorure de potassium) pour réduire le stress osmotique. [5] Les niveaux de potassium ne sont pas en équilibre avec l'environnement, donc H. salinarum exprime plusieurs transporteurs actifs qui pompent le potassium dans la cellule. [2] À des concentrations de sel extrêmement élevées, une précipitation des protéines se produira. Pour éviter le relargage des protéines, H. salinarum code principalement des protéines acides. Le point isoélectrique moyen de H. salinarum protéines est de 5,03. [6] Ces protéines hautement acides ont une charge extrêmement négative et sont capables de rester en solution même à des concentrations élevées de sel. [1]

Faible teneur en oxygène et phototrophie Modifier

H. salinarum peuvent atteindre de telles densités dans les étangs salés que l'oxygène s'épuise rapidement. Bien que ce soit un aérobie obligatoire, il est capable de survivre dans des conditions de faible teneur en oxygène en utilisant l'énergie lumineuse. H. salinarum expriment la protéine membranaire bactériorhodopsine [9] qui agit comme une pompe à protons actionnée par la lumière. Il se compose de deux parties, la protéine 7-transmembranaire, la bactérioopsine, et le cofacteur sensible à la lumière, la rétine. Lors de l'absorption d'un photon, la rétine change de conformation, provoquant un changement de conformation de la protéine bactérioopsine qui entraîne le transport des protons. [10] Le gradient de protons qui se forme peut ensuite être utilisé pour générer de l'énergie chimique par l'ATP synthase.

Pour obtenir plus d'oxygène H. salinarum produisent des vésicules de gaz, qui leur permettent de flotter à la surface où les niveaux d'oxygène sont plus élevés et plus de lumière est disponible. [11] Ces vésicules sont des structures complexes constituées de protéines codées par au moins 14 gènes. [12] Des vésicules de gaz ont été découvertes pour la première fois chez H. salinarum en 1967. [13]

Protection UV Modifier

Il y a peu de protection contre le soleil dans les étangs salés, donc H. salinarum sont souvent exposés à des quantités élevées de rayonnement UV. Pour compenser, ils ont développé un mécanisme sophistiqué de réparation de l'ADN. Le génome code pour des enzymes de réparation de l'ADN homologues à celles des bactéries et des eucaryotes. [1] Cela permet H. salinarum pour réparer les dommages causés à l'ADN plus rapidement et plus efficacement que d'autres organismes et leur permet d'être beaucoup plus tolérants aux UV.

H. salinarum est responsable de l'apparence rose ou rouge vif de la mer Morte et d'autres plans d'eau salée. Cette couleur rouge est principalement due à la présence de bactériorubérine, un pigment d'alcool caroténoïde (polyol) à 50 carbones présent dans la membrane de H. salinarum. Le rôle principal de la bactériorubérine dans la cellule est de protéger contre les dommages à l'ADN causés par la lumière UV. [14] Cette protection n'est cependant pas due à la capacité de la bactériorubérine à absorber la lumière UV. La bactériubérine protège l'ADN en agissant comme un antioxydant, plutôt qu'en bloquant directement la lumière UV. [15] Il est capable de protéger la cellule des espèces réactives de l'oxygène produites par l'exposition aux UV en agissant comme une cible. Le radical bactériorubérine produit est moins réactif que le radical initial et réagira probablement avec un autre radical, ce qui entraînera la fin de la réaction radicalaire en chaîne. [16]

Protection contre les rayonnements ionisants et la dessiccation Modifier

H. salinarum est polyploïde [17] et très résistant aux rayonnements ionisants et à la dessiccation, conditions qui induisent des cassures double brin de l'ADN. [18] Bien que les chromosomes soient initialement brisés en de nombreux fragments, les chromosomes complets sont régénérés en utilisant des fragments qui se chevauchent. La régénération se produit par un processus impliquant une protéine de liaison simple brin à l'ADN, et est probablement une forme de réparation par recombinaison homologue. [19]

Des séquences du génome entier sont disponibles pour deux souches de H. salinarum, NRC-1 [2] et R1. [20] L'Halobacterium sp. Le génome NRC-1 se compose de 2 571 010 paires de bases sur un grand chromosome et deux mini-chromosomes. Le génome code pour 2 360 protéines prédites. [2] Le grand chromosome est très riche en G-C (68%). [21] Une teneur élevée en GC du génome augmente la stabilité dans des environnements extrêmes. Des comparaisons de protéomes entiers montrent la nature archaéenne définie de cet halophile avec des similitudes supplémentaires avec le Gram-positif Bacillus subtilis et d'autres bactéries.

H. salinarum est aussi facile à cultiver que E. coli et sert d'excellent système modèle. Des méthodes de remplacement de gènes et de knock-out systématique ont été développées, [22] donc H. salinarum est un candidat idéal pour l'étude de la génétique des archées et de la génomique fonctionnelle.

Production d'hydrogène à l'aide H. salinarum couplé à un donneur d'hydrogénase comme E. coli sont rapportés dans la littérature. [23]

Un échantillon d'un proche parent génétique de H. salinarum enclos encapsulés estimés à 121 millions d'années [ citation requise ] . Curieusement, le matériel avait également été récupéré plus tôt, mais il s'est avéré si similaire aux descendants modernes que les scientifiques avaient cru que les échantillons précédents étaient contaminés. [ citation requise ]

Les scientifiques ont déjà récupéré du matériel génétique similaire dans le bassin du Michigan, la même région où la dernière découverte a été faite. Mais cet ADN, découvert dans une peau de buffle séchée au sel dans les années 1930, était si similaire à celui des microbes modernes que de nombreux scientifiques pensaient que les échantillons avaient été contaminés. [24] Le sel de durcissement provenait d'une mine en Saskatchewan, le site de l'échantillon le plus récent décrit par Jong Soo Park de l'Université Dalhousie à Halifax, Nouvelle-Écosse, Canada. [25]

Russell Vreeland de l'Ancient Biomaterials Institute de l'Université West Chester en Pennsylvanie, aux États-Unis, a effectué une analyse de toutes les bactéries halophiles connues, ce qui a permis de découvrir que les bactéries de Park contenaient six segments d'ADN jamais vus auparavant chez les halophiles. Vreeland a également retrouvé la peau de buffle et a déterminé que le sel provenait de la même mine que l'échantillon de Park. Il a également découvert un halophile encore plus ancien estimé à 250 millions d'années au Nouveau-Mexique. [26] Cependant, ses découvertes datent le cristal entourant les bactéries et l'analyse de l'ADN suggère que les bactéries elles-mêmes sont probablement moins anciennes. [27]


Cultiver une toxine pour garder les cultures en bonne santé

L'aubergine en forme de larme familière, avec son lustre pourpre foncé, n'est qu'un membre d'une famille botanique vaste et diversifiée. Certaines aubergines sont longues, maigres et pendantes, comme les concombres à peau lisse. De loin, les aubergines kumba en train de mûrir ne se distinguent pas des citrouilles miniatures. Et des cultivars blancs oblongs qui semblent avoir été cueillis sous des poulets et des autruches expliquent l'étymologie de &ldquoeggplant."

Nulle part tout le spectre des formes et des couleurs d'aubergines n'est plus apparent ou célébré que l'Inde, le lieu de naissance des légumes et son deuxième producteur mondial. L'Inde cultive plus d'une douzaine de cultivars d'aubergines et de brinjals mdashor, comme on les appelle localement et mdashand abrite également de nombreux parents d'aubergines sauvages. Des maladies et des ravageurs tout aussi variés ravagent régulièrement cette abondance, mais l'un fait plus de dégâts que les autres. Chaque année, les agriculteurs indiens perdent environ la moitié de leurs récoltes à cause de la pyrale des aubergines et de la pyrale des pousses, dont les larves se frayent un chemin à travers les brinjals d'Afrique et d'Asie.Dans les très mauvaises années, les larves peuvent détruire 90 pour cent des récoltes.

Pour lutter contre cette vermine, les agriculteurs indiens enduisent des brinjals d'organophosphates et d'autres pesticides chimiques connus pour s'attarder dans l'environnement, tuent toutes sortes d'insectes utiles et rendent les gens malades même à faible dose et les types de produits chimiques que les États-Unis et de nombreux autres pays développés ont interdit ou restreint. De telles applications sont souvent inefficaces car les larves restent cachées et protégées dans l'aubergine elle-même. Tous les brinjals survivants sont recouverts d'un épais film blanc de résidus d'insecticide jusqu'à 500 fois le niveau maximum autorisé. « La quantité de pesticides pulvérisée sur le brinjal, le chou-fleur et le chou est incroyable et effrayante », déclare P. Ananda Kumar, directeur de l'Institut de biotechnologie d'Acharya N.G. Université agricole de Ranga à Hyderabad, Inde. "Si vous le voyiez, vous ne toucheriez jamais un légume en Inde."

À partir du milieu des années 1990, Kumar et d'autres scientifiques travaillant à la fois pour des universités et des sociétés de biotechnologie en Inde, dont Mahyco, une société de semences détenue en partie par Monsanto et mdash, ont commencé à concevoir un moyen de dissuader le foreur des fruits et des pousses et d'augmenter considérablement les rendements des aubergines sans utiliser autant d'insecticides nocifs. Ils dépendraient toujours d'une toxine pour tuer les larves, mais au lieu de produits chimiques synthétiques, ils utiliseraient des protéines toxiques produites par une bactérie du sol commune appelée Bacillus thuringiensis Les agriculteurs biologiques (Bt)&mdashtoxins utilisaient en toute sécurité comme forme de pesticide biologique depuis les années 1920. Plutôt que de formuler un spray ou une poudre, les chercheurs allaient emprunter le gène de la bactérie produisant la toxine et l'insérer dans l'ADN de l'aubergine afin que la plante puisse produire elle-même la toxine Bt. Les aubergines Bt qui en résulteraient ne tueraient que le foreur des fruits et des pousses et peut-être des espèces étroitement apparentées, laissant les autres insectes et créatures indemnes.

Mahyco a réussi à créer des graines d'aubergine Bt et, en collaboration avec l'Université Cornell et l'Agence américaine pour le développement international, les a données à plusieurs universités indiennes, où les chercheurs ont commencé à les sélectionner avec des variétés locales de brinjal. Le plan était de vendre la progéniture résistante aux insectes aux agriculteurs ruraux pour très peu d'argent ou de les distribuer gratuitement. En 2009, différentes équipes de scientifiques avaient produit plusieurs types de brinjals Bt et les avaient testés de manière approfondie pour s'assurer qu'ils n'étaient pas toxiques pour les humains ou les animaux et que les parents des aubergines sauvages ne deviendraient pas moins diversifiés ou trop indisciplinés s'ils échangeaient du pollen avec du pollen génétiquement modifié (GM ) souches. En octobre 2009, sur la base des recommandations de comités d'experts, le gouvernement indien a approuvé la commercialisation du brinjal Bt.

Mais le ministre indien de l'Environnement et des Forêts Jairam Ramesh est intervenu. Des milliers de fax et d'e-mails en colère et alarmants de Greenpeace et d'autres organisations anti-OGM ont inondé le bureau de Ramesh&rsquos. Plusieurs scientifiques connus pour s'opposer à la modification génétique ont exhorté Ramesh à interdire le brinjal Bt. Et les agriculteurs exaspérés par l'opposition ont manifesté dans les rues. Les opposants ont fait valoir que, malgré les tests de sécurité et malgré le fait que les agriculteurs indiens cultivaient du coton Bt depuis 2002 avec un grand succès, les brinjals Bt mettaient en danger la santé des personnes et l'environnement. En février 2009, Ramesh a imposé un moratoire sur la libération des brinjals Bt jusqu'à ce que l'Inde parvienne à un « consensus politique, scientifique et sociétal » sur leur sécurité et leurs avantages.

Ce que beaucoup considèrent comme un imbroglio désastreux continue de mijoter en Inde. "La plupart des préoccupations soulevées sont dépourvues de toute logique et ne reposent sur aucune analyse scientifique appropriée", déclare Kumar. "La science a pris le pas sur la politique." Ailleurs, après près de 20 ans de culture de maïs, de coton et de soja Bt dans le monde et près de 100 ans d'utilisation de sprays Bt, les chercheurs sont parvenus à un consensus sur de nombreux avantages et risques du Bt. À ce stade, les preuves démontrent de manière écrasante que les toxines Bt sont parmi les insecticides les plus sûrs et les plus sélectifs jamais utilisés. Les affirmations selon lesquelles les cultures Bt empoisonnent les gens ne sont tout simplement pas vraies. Lorsqu'elles sont correctement gérées, les cultures Bt augmentent les rendements et rendent les terres cultivées beaucoup plus accueillantes pour les populations d'insectes dans leur ensemble en réduisant l'utilisation d'insecticides chimiques à large spectre qui tuent sans discernement. Moins de pulvérisations chimiques se traduisent également par des céréales, des légumineuses et des légumes plus propres mélangés à des aliments transformés et vendus entiers dans l'allée des produits.

Les cultures Bt ne sont cependant pas entièrement bénignes et ne sont pas non plus une panacée. Malgré la spécificité inégalée des toxines Bt, des études récentes indiquent que dans quelques rares cas, elles peuvent tuer par inadvertance des papillons, des coccinelles et d'autres insectes inoffensifs ou utiles, bien qu'il n'y ait jusqu'à présent aucune preuve solide qu'elles empoisonnent les abeilles. Plus inquiétant encore, les ravageurs agricoles peuvent devenir et sont devenus résistants aux cultures Bt, tout comme ils développent inévitablement une immunité à toute forme de lutte antiparasitaire. Si les entreprises de biotechnologie libèrent prématurément de nouvelles variétés Bt sans tests appropriés ou si les agriculteurs ne prennent pas les précautions adéquates lors de leur culture, les cultures Bt échouent finalement et, ironiquement, encouragent l'utilisation de pesticides chimiques qu'elles étaient censées remplacer. Plus récemment, certains agriculteurs du Midwest des États-Unis ont réalisé qu'un type de maïs Bt ne repoussait plus les larves voraces du scarabée rongeur.

"Le génie génétique peut être un outil puissant et offrir des opportunités de gestion des insectes que nous n'avons jamais eues auparavant, potentiellement avec un impact environnemental beaucoup moins nocif et certainement moins de menace pour la santé humaine", déclare l'entomologiste Kenneth Ostlie de l'Université du Minnesota. &ldquoLe vrai défi est une bonne gestion.&rdquo

Sérendipité dans le sol
B. thuringiensis est une bactérie omniprésente qui vit principalement dans le sol ainsi que dans l'eau, sur les plantes et dans les silos à grains. En période de stress&mdashlorsque la nutrition est rare, par exemple&mdashB. thuringiensis forme une endospore : une version résiliente et déshydratée de son ancien moi. De telles spores sont très durables, surtout lorsqu'elles sont protégées des éléments qu'un groupe de scientifiques a réussi à faire revivre vieux de 250 millions d'années Bacille spores noyées dans le sel. Au cours du processus de sporulation, le microbe produit également un cristal en forme de losange rempli de protéines toxiques connues sous le nom de toxines cryogéniques. L'avantage évolutif de ces cristaux reste un mystère, mais ils semblent aider les bactéries à infecter divers insectes et à poursuivre leur cycle de reproduction dans les corps des insectes. En réalité, B. thuringiensis mène la plupart de son activité conjugale à l'intérieur des larves de mites, coléoptères, moustiques et autres insectes, plutôt que dans le sol.

Dans la nature, chenilles et autres larves grignotent une plante grouillante de B. thuringiensis ingérera des spores et des cristaux toxiques. Juan Luis Jurat-Fuentes de l'Université du Tennessee et d'autres entomologistes ont passé des années à étudier en détail ce qui se passe ensuite. Une fois à l'intérieur de l'environnement alcalin des intestins des insectes, les toxines cryogéniques du cristal se séparent les unes des autres, se lient aux protéines incrustées dans les cellules intestinales et créent des pores qui éclatent les cellules. L'hémolymphe de l'insecte est l'équivalent du sang et coule dans son intestin et ses sucs intestinaux s'infiltrent dans sa cavité corporelle, ce qui modifie le pH global et pousse les spores à germer. À leur tour, les spores réanimées libèrent une concoction de produits chimiques qui prédispose davantage l'insecte à l'infection. En quelques heures, tout le chaos chimique interne perturbe la communication entre les neurones et paralyse l'insecte. Plusieurs heures ou jours plus tard&mdashconsommé par une infection grave de B. thuringiensis et d'autres bactéries opportunistes&mdashl'insecte meurt et les microbes utilisent ses tissus en décomposition comme énergie pour une orgie frénétique.

Les gens ont manipulé B. thuringiensis à leurs propres fins pendant près de 100 ans. En 1901, le scientifique japonais Shigetane Ishiwata a découvert qu'une souche particulière de bactéries tuait un grand nombre de vers à soie. Il a nommé la bactérie Bacille sotto. Dix ans plus tard, Ernst Berliner a redécouvert cette même espèce de bactérie sur un papillon mort dans un moulin à farine de l'état allemand de Thuringe, il a donné à l'espèce le nom qui est resté : Bacillus thuringiensis. Une créature vivante facilement dupliquée qui a tué des insectes nuisibles sans mettre en danger d'autres animaux ou des personnes était une découverte incroyablement fortuite. Mais personne au début des années 1900 n'aurait pu prévoir à quel point cet organisme microscopique finirait par transformer l'agriculture dans le monde.

Les agriculteurs ont commencé à utiliser les spores et les cristaux de Bt comme pesticide biologique dès les années 1920. La France a produit le premier insecticide commercial Bt, Sporine, en 1938. Et les États-Unis ont commencé à fabriquer de tels sprays en 1958. En 1977, les scientifiques avaient identifié 13 sous-espèces Bt qui fabriquaient différents types de cristaux, tous toxiques pour différents types de larves de mites. Bientôt, les chercheurs ont isolé des souches de Bt qui ont spécifiquement tué les mouches, les moustiques et les coléoptères. Les scientifiques ont maintenant catalogué plus de 80 sous-espèces de B. thuringiensis et plus de 200 toxines cryogéniques distinctes. Dans la plupart des cas, chaque sous-espèce et les cristaux qu'elle produit ont évolué pour ne tuer qu'une ou deux espèces d'insectes, même au sein de la même famille d'insectes. B. thuringiensis la sous-espèce tolworthi, par exemple, tue facilement les chenilles de la légionnaire d'automne (Spodoptera frugiperda), mais n'est pas aussi mortelle pour les larves de la tordeuse orientale (Spodoptera litura), qui appartient au même genre (le niveau taxonomique juste au-dessus de l'espèce).

Dans les années 1980, alors que les ravageurs des cultures développaient une résistance croissante aux pesticides synthétiques, de plus en plus de producteurs se sont tournés vers le Bt, qui est devenu particulièrement populaire parmi les agriculteurs biologiques. En plus de leur létalité sélective, les toxines bactériennes se sont dégradées au soleil et emportées par la pluie, au lieu de contaminer l'habitat sauvage et les sources d'eau potable. Cette fugacité était à la fois attrayante et problématique pour les agriculteurs, les obligeant cependant à réappliquer des pulvérisations de Bt aussi souvent que tous les trois jours. Et les formulations de Bt contenaient plus que des spores et des cristaux, elles étaient également pleines de produits chimiques synthétiques qui aidaient les bactéries à se propager et à adhérer aux plantes. Certains de ces produits chimiques étaient connus pour empoisonner les rongeurs et autres mammifères. L'avancée rapide de la technologie du génie génétique promettait une manière plus propre et plus précise d'utiliser le Bt. Si cela fonctionnait, les agriculteurs n'auraient plus jamais à pulvériser du Bt sous forme liquide, en fait, ils pourraient consacrer beaucoup moins de temps et d'argent aux pesticides typiques en général.

Les scientifiques disposent de plusieurs outils sophistiqués pour modifier l'ADN des plantes. Souvent, ils recrutent un microbe plutôt unique et presque étrangement pratique connu sous le nom de agrobactérie tumefaciens, qui a évolué pour injecter du matériel génétique dans les plantes pour favoriser l'infection. En 1987, Plant Genetic Systems en Belgique a isolé un gène codant pour une cry toxine d'une sous-espèce de B. thuringiensis et utilisé agrobactérie pour l'insérer dans le génome des plants de tabac embryonnaires, créant ainsi la toute première vie végétale Bt. C'était juste le début. Les sociétés de biotechnologie de plusieurs pays différents ont continué à améliorer cette technique. Moins de 10 ans plus tard, en 1996, les États-Unis commercialisaient le maïs et le coton Bt. Les agriculteurs de tout le pays ont facilement adopté les cultures Bt en raison de leurs avantages évidents. "Il ne fait aucun doute que Bt nous a permis de cultiver et de récolter plus de maïs", déclare David Linn de Correctionville, Iowa, qui a été agriculteur toute sa vie. Il explique qu'avant de travailler avec du maïs Bt, il cherchait minutieusement dans ses champs les œufs d'un ravageur connu sous le nom de pyrale du maïs, essayant de déterminer quand pulvériser des pesticides chimiques. Les produits chimiques ne tuent les larves nouvellement écloses que pendant une courte période de temps. avant qu'ils ne creusent un tunnel dans le maïs et hors de portée. Il perdait souvent jusqu'à 30 boisseaux de maïs par acre à cause des foreurs. "Le maïs Bt signifiait ne pas traverser les champs, ne pas pulvériser de produits chimiques toxiques, ne pas consommer de carburant", dit-il. "Cela rend les choses beaucoup plus simples lorsque le Bt est dans le maïs."

En 2013, 76 pour cent du maïs cultivé aux États-Unis et 75 pour cent du coton étaient des variétés Bt. En 1996, 1,7 million d'hectares de plantes génétiquement modifiées étaient cultivées dans le monde (un seul hectare correspond à peu près à la taille d'une pelouse au milieu d'une piste d'athlétisme standard). En 2012, le nombre était passé à plus de 170 millions d'hectares, dont au moins 58 millions de plantes produisant de la toxine Bt.

Un avant-goût de notre propre poison
Certains opposants aux cultures Bt et au génie génétique en général soutiennent que les scientifiques gouvernementaux et les chercheurs universitaires n'ont pas mené d'études à long terme, ni aucune étude, sur les risques pour la santé des aliments GM et que de telles expériences n'existent tout simplement pas. Même une recherche rapide de la littérature scientifique réfute ces affirmations. L'organisation éducative indépendante à but non lucratif Biology Fortified, Inc., héberge une base de données en ligne croissante de 600 études sur la sécurité des plantes GM. Les fabricants ont testé tous les aliments GM sur le marché américain pour s'assurer qu'ils ne sont pas toxiques et ne provoquent pas d'allergies et n'ont commencé à vendre ces aliments qu'après que la Food and Drug Administration des États-Unis a examiné et approuvé les résultats de ces tests. Il est dans l'intérêt des fabricants de le faire : après tout, si quelque chose ne va pas après qu'une entreprise commercialise un produit GM, il y aura de graves répercussions juridiques et financières.

Les scientifiques des universités n'ayant aucun intérêt dans l'industrie biotechnologique ont également remis en question et évalué rigoureusement les risques de B. thuringiensis et ses toxines depuis que les agriculteurs ont commencé à utiliser des sprays Bt dans les années 1920. De nombreux tests en laboratoire et sur le terrain ont conclu que le Bt n'est pas toxique pour les poissons, les oiseaux, les mammifères ou les humains, même à des doses des milliers de fois supérieures à celles qu'une personne ou un animal rencontrerait en dehors du laboratoire. Au fil des ans, les chercheurs ont injecté ou injecté des milliards de spores Bt et de cristaux toxiques directement dans la peau, les poumons, le sang, l'estomac et le cerveau de souris, rats, vaches, porcs, poules et cailles à maintes reprises. Les animaux ont survécu aux expériences avec peu, le cas échéant, effets néfastes. Il en va de même pour les rats qui ont mangé un milliard de spores Bt par jour pendant deux ans ainsi que pour trois générations successives de rats nourris avec du maïs Bt. Joel Siegel, maintenant au département américain de l'Agriculture, a passé plus de 10 ans à étudier la toxicité du Bt. "Ma conclusion était que c'était un produit très sûr", dit-il. "Vous pourriez probablement en manger une livre et rien ne vous arriverait.&rdquo

Dans les années 1950, des volontaires pour une expérience que les comités d'éthique d'aujourd'hui n'approuveraient probablement jamais ont en fait mangé du Bt. Chaque jour pendant cinq jours, 18 personnes ont ingéré un gramme d'un spray Bt appelé Thuricide&mdash contenant environ trois milliards Bacille les spores et les cristaux&mdashand ont inhalé 100 milligrammes de l'insecticide. Des examens physiques détaillés, des analyses de sang et des radiographies le sixième jour et cinq semaines plus tard n'ont révélé aucun changement inhabituel ou nocif. Bien que personne n'ait jamais développé de maladie grave ou ne soit mort d'avoir ingéré B. thuringiensis ou des cultures Bt, les recherches suggèrent qu'un petit pourcentage de personnes régulièrement ou accidentellement exposées à des panaches ou à des éclaboussures de pulvérisations commerciales de Bt ont souffert d'éruptions cutanées et d'irritations des yeux. Lorsqu'elles fonctionnent comme prévu, les cultures Bt éliminent ce danger et réduisent l'exposition des travailleurs aux pesticides en général. Les cultures Bt améliorent également indirectement la santé humaine. Plus de la moitié du maïs cultivé dans le monde est infecté par des champignons fusarium, qui se faufilent dans les plantes via des tunnels formés par des insectes foreurs et, une fois établis, produisent des toxines qui endommagent les reins, le foie, les nerfs et le système cardiovasculaire s'ils sont ingérés à fortes doses. Les cultures Bt qui tuent ces insectes contiennent 90 pour cent de moins de toxines fongiques que les cultures conventionnelles.

Une petite minorité de scientifiques anti-OGM affirment qu'une poignée d'études inquiétantes contrecarrent les décennies de recherche démontrant que le Bt n'est pas toxique pour l'homme. Dans chaque cas, la communauté scientifique dans son ensemble a critiqué de manière approfondie et souvent rejeté carrément les études prétendument alarmantes parce qu'elles étaient erronées, invalides et parfois masquaient des arrière-pensées.

Gilles-Eric Séralini de l'Université de Caen Basse-Normandie en France a publié plusieurs études très controversées prétendant que les plantes GM provoquent des tumeurs, une insuffisance rénale et d'autres maladies chez les rongeurs, les tuant parfois, et que les toxines Bt nuisent aux cellules humaines. De nombreux scientifiques et organisations scientifiques, y compris ceux qui n'ont aucun lien avec l'industrie biotechnologique, ont dénoncé les expériences de Séralini, soulignant leurs défauts : ils n'ont généralement pas eu la puissance statistique nécessaire pour exclure une maladie due au hasard. aux tumeurs, les expériences utilisant des cellules nues dans des boîtes de Pétri ne reflétaient en aucun cas la manière dont le corps humain entre en contact avec le Bt et les études étaient souvent vagues sur des détails importants ou les excluaient complètement.

"Les conclusions des auteurs ne peuvent pas être considérées comme scientifiquement fondées", a déclaré l'Autorité européenne de sécurité des aliments extrêmement prudente dans une déclaration résumant les évaluations indépendantes des travaux de Séralini par la Belgique, le Danemark, la France, l'Allemagne, l'Italie et les Pays-Bas. Séralini a fondé le Comité de recherche et d'information indépendante sur le génie génétique (CRIIGEN) parce qu'il considérait les études de sécurité des aliments GM comme inadéquates, il a reçu des financements d'organisations anti-GM, telles que Greenpeace et il a offert aux journalistes un aperçu de ses publications à venir uniquement. s'ils acceptaient de ne pas discuter de la recherche avec d'autres scientifiques, l'écrivain scientifique de stratégie mdasha, Carl Zimmer, a qualifié de "manière rance et corrompue de rendre compte de la science". De nombreux journalistes étaient d'accord de toute façon.

Dans d'autres cas, les médias ont exagéré ou essentiellement fabriqué des appréhensions au sujet des toxines Bt. En 2011, une étude canadienne a affirmé avoir trouvé des preuves d'une cry toxine&mdashCry1Ab&mdash circulant dans le sang et le cordon ombilical des femmes enceintes. Bien que l'étude elle-même ait à peine mentionné les risques pour la santé, les gros titres alarmants se sont multipliés. En vérité, il n'y a jamais eu aucune raison de s'inquiéter. Certains pleurent des toxines et en fait de nombreuses protéines différentes que nous mangeons et peuvent en fait survivre au voyage des intestins au sang plus ou moins entier, mais ce n'est en aucun cas un exploit facile. Tout d'abord, la cuisson et le traitement industriel décomposent et inactivent la plupart des toxines cryogéniques. La grande majorité des ingrédients alimentaires à base de maïs Bt et de soja sont mélangés à des produits hautement transformés comme des céréales et des huiles de cuisson, bien que certains agriculteurs américains cultivent une seule variété de maïs sucré Bt pour le rayon des produits (ce que, vraisemblablement, la plupart des gens mangeraient cuits ). Deuxièmement, les crytoxines ont évolué pour fonctionner dans l'environnement à pH élevé de l'intestin des insectes, nos estomacs à pH bas beaucoup plus acides les détruisent facilement (ce qui a été démontré dans des études animales et confirmé par des expériences utilisant de l'acide gastrique imitation).Et, si une cry toxine passait l'estomac et les intestins dans le sang, elle n'aurait aucun moyen de se lier à nos cellules, elle a évolué pour se fixer aux cellules d'insectes qui ont des protéines de surface très différentes. Enfin, toutes les toxines de cri voyous circulant dans notre sang ne proviennent pas nécessairement de cultures Bt. En fait, une source beaucoup plus probable est la nourriture biologique qui a été traitée avec des sprays Bt ou tout aliment contenant des résidus de sol contenant B. thuringiensis. La plupart d'entre nous mangeons chaque jour de petites quantités de Bt.

Même si les crytoxines présentes dans nos aliments ne pénètrent pas dans la circulation sanguine, nos bactéries intestinales pourraient saisir les gènes Bt et commencer à pomper des toxines, ont proposé certains chercheurs et opposants aux OGM. C'est biologiquement faisable, mais hautement improbable. De nombreuses bactéries sont réputées pour leur capacité à extraire l'ADN de leur environnement et à échanger des gènes avec d'autres bactéries et même avec des organismes de différents règnes de la vie, comme les plantes. Au Japon, certaines bactéries intestinales ont volé un gène pour digérer les algues des bactéries de l'océan sur les algues crues que les gens ont mangées. Peut-être que nos bactéries intestinales pourraient capter le gène Bt du maïs Bt. Peut-être, mais ils ont eu une opportunité similaire pendant des millions d'années parce que les gens ont toujours mangé de la nourriture avec des traces de B. thuringiensis-sol lacé. Et il n'y a aucune raison pour que nos compagnons intestinaux volent spécifiquement les gènes des aliments GM, plutôt que ceux des aliments de toutes sortes et des nombreuses bactéries qu'ils abritent. De plus, si les microbes de nos intestins parvenaient à acquérir le gène Bt, ils n'auraient pas nécessairement le bon équipement cellulaire pour fabriquer la toxine et même s'ils fabriquaient la toxine, elle serait inoffensive pour les cellules humaines.

Malgré les preuves prodigieuses de la sécurité de Bt&rsquos, certaines personnes s'inquiètent toujours des maladies imprévues et des pires scénarios. Un chahut vieux de dix ans autour d'un type particulier de maïs Bt montre que le gouvernement peut rapidement retirer tout produit GM qui ne respecte pas les règles de sécurité. En 1998, l'Environmental Protection Agency des États-Unis a approuvé une variété de maïs Bt Aventis (maintenant Bayer) CropScience connue sous le nom de StarLink pour une utilisation dans l'alimentation animale, mais n'a pas autorisé les agriculteurs à la cultiver pour la consommation humaine. Les tests ont indiqué que la toxine cry (Cry9C) produite par les plantes StarLink ne se dégradait pas aussi facilement dans l'intestin humain que d'autres toxines et pouvait provoquer des allergies, même si elle ne correspondait à la structure moléculaire d'aucun allergène connu.

En septembre 2000, une coalition de groupes anti-OGM a découvert l'ADN de StarLink dans des coquilles de tacos Kraft à Washington, D.C., dans des épiceries. De toute évidence, certains producteurs ne séparaient pas strictement le maïs StarLink des autres variétés, le voyage chaotique du champ au rayon du supermarché a probablement également contribué à la confusion. Lors du tout premier rappel d'un aliment GM, Kraft, Taco Bell et d'autres entreprises alimentaires ont retiré des millions de dollars de coquilles à tacos des étagères et des restaurants. Plus de 30 personnes ont signalé des réactions allergiques apparentes à StarLink, mais après avoir évalué des échantillons de sang, la FDA et les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis n'ont trouvé aucune preuve de véritables allergies. En novembre, cependant, la FDA avait rappelé 300 autres produits à base de maïs et l'EPA a commencé à contrôler régulièrement l'approvisionnement alimentaire pour StarLink. Les vestiges de StarLink sont "pratiquement inexistants depuis 2003", l'EPA indique sur son site Web que l'organisation est si confiante dans sa disparition qu'elle a cessé de procéder au dépistage.

Dommage collatéral
La façon dont les cultures Bt menacent les écosystèmes d'insectes et l'environnement est beaucoup moins simple que de savoir si elles sont suffisamment sûres pour être incluses dans notre alimentation. L'immense tapis de monoculture a traversé les champs adjacents des États-Unis, chacun étant constitué d'une seule culture et constitue un type relativement nouveau d'écosystème créé par l'homme qui a remplacé un habitat sauvage beaucoup plus diversifié. Bien avant les plantes GM de toutes sortes, les terres agricoles ont déplacé de nombreuses espèces indigènes. Pourtant, les champs cultivés regorgent de vie, dont certains ont évolué pour survivre à la ferme. Dans l'ensemble, les cultures Bt du monde entier ont été une aubaine pour toutes sortes d'insectes et d'arthropodes, car cette forme hautement sélective de lutte antiparasitaire a considérablement diminué l'utilisation de pesticides chimiques qui tuent les amis et les ennemis des buggy. Les cultures Bt ont réduit les applications d'insecticides aux États-Unis de 56 millions de kilogrammes entre 1996 et 2011, selon une estimation. Une expérience récente a examiné les populations d'insectes dans 36 sites différents du nord de la Chine à l'aide de données collectées entre 1990 et 2010. L'adoption généralisée du coton Bt a permis d'augmenter le nombre de coccinelles, d'araignées et de chrysopes, qui mangent des parasites comme les pucerons et ne nuisent pas aux cultures.

Certaines toxines Bt peuvent empoisonner d'autres insectes que les ravageurs agricoles, mais jusqu'à présent, ce danger semble négligeable, surtout lorsqu'on le compare à l'alternative la plus probable : le carnage des insecticides de synthèse. Dans une étude de 1999 petite mais largement médiatisée, 44 pour cent des larves de papillon monarque qui ont mangé des feuilles d'asclépiade saupoudrées de pollen de maïs Bt sont mortes. Les chenilles monarques se nourrissent exclusivement d'asclépiade et les papillons pondent leurs œufs sur les plantes d'asclépiade qui poussent à proximité et dans les champs de maïs tout au long de l'été, lorsque le pollen de maïs abonde. Cependant, de nombreux scientifiques ont rapidement souligné de graves défauts dans l'étude, comme le fait qu'elle ne quantifiait pas la quantité de pollen ingéré. D'autres équipes de chercheurs ont effectué des expériences de suivi plus minutieuses et ont conclu que certaines formes de pollen Bt sont nocives pour les monarques à des concentrations supérieures à 1 000 grains pour chaque centimètre carré de feuille d'asclépiade, seulement 170 grains par centimètre carré, en moyenne, recouvrent l'asclépiade poussant parmi champs de maïs. Le pollen de l'une des premières souches de maïs Bt, cependant, était toxique pour les papillons à seulement 10 grains par centimètre carré. Quelques années plus tard, le Bt 176 avait été en grande partie retiré du marché américain.

L'accumulation de preuves indique que dans quelques rares cas, les chercheurs ont peut-être négligé la façon dont les cultures Bt menacent d'autres insectes bénins. Dans une étude de trois ans récemment publiée, les chercheurs ont trouvé moins de coccinelles parmi les parcelles de maïs Bt que dans les champs de maïs non modifié et les insectes vivant dans les premières sont morts plus tôt en moyenne. Le maïs Bt, cependant, était encore beaucoup moins nocif pour les coccinelles que les pesticides chimiques. En ce qui concerne les abeilles mellifères et les espèces d'abeilles indigènes, les études n'ont systématiquement trouvé aucune preuve que les toxines Bt nuisent aux pollinisateurs.

Bien plus inquiétant pour les agriculteurs et en fin de compte pour les écologistes également, c'est la rapidité avec laquelle les insectes destructeurs deviennent imperméables aux cultures Bt. " N'importe quel entomologiste serait stupide de dire que vous n'obtiendrez pas de résistance ", déclare Brian Federici, entomologiste et expert en Bt à l'Université de Californie à Riverside. Chaque fois que les agriculteurs combattent les ravageurs de la même manière encore et encore, les ravageurs s'adaptent et déjouent cette stratégie. Considérez l'une des plus anciennes méthodes de lutte antiparasitaire : la rotation des cultures. En cultivant différents types de plantes dans le même champ chaque saison, les agriculteurs peuvent perturber les cycles de vie des insectes. Les chrysomèles du maïs pondent leurs œufs sur le maïs à l'automne afin que, lorsque leurs larves blanches éclosent au printemps, elles puissent se régaler des racines des plantes. Mais si les larves se retrouvent plutôt entourées de soja, elles n'auront rien à manger. Plusieurs espèces de chrysomèle des racines du maïs ont finalement attrapé cette astuce. Certains ont évolué à éclosion retardée, émergeant un an plus tard que d'habitude, lorsqu'un agriculteur est plus susceptible de cultiver à nouveau du maïs. D'autres se sont adaptés en pondant leurs œufs parmi le soja au lieu du maïs, puisqu'un champ de soja sera probablement un champ de maïs la saison suivante.

Les agriculteurs seront toujours dans une course aux armements évolutive avec les ravageurs, qu'ils cultivent des produits biologiques, utilisent des pesticides chimiques ou choisissent des cultures Bt. Cependant, là où les cultures Bt ont l'avantage, c'est de retarder la résistance aux ravageurs pendant des périodes plus longues que toute autre stratégie de lutte contre les ravageurs et si elles sont soigneusement conçues et cultivées de manière responsable. Les cultures Bt sont plus efficaces lorsque les agriculteurs et les ingénieurs en biotechnologie satisfont à deux conditions clés. Premièrement, les chercheurs doivent rendre la culture extrêmement mortelle pour le ravageur cible, tuant idéalement 99,99 % de tous les envahisseurs. De cette façon, si certains insectes développent une immunité, ils auront probablement deux copies de la mutation génétique qui les a rendus immunisés. Tout ravageur avec une seule copie du gène n'aurait pas été assez fort pour survivre. Deuxièmement, les agriculteurs sont censés cultiver des cultures Bt à côté de &ldquoréfuges&rdquo&mdashblocks ou de bandes de cultures conventionnelles où les ravageurs peuvent prospérer. En conséquence, les quelques parasites qui développent une résistance parmi les cultures Bt s'accoupleront avec les insectes sensibles beaucoup plus nombreux dans les refuges, diluant les mutations génétiques responsables de leur immunité et produisant une progéniture vulnérable aux cultures Bt.

Ce n'est pas un système infaillible, mais lorsque les entreprises de biotechnologie et les agriculteurs suivent les règles, cela fonctionne extrêmement bien. En 1996, lorsque le maïs et le coton Bt ont été commercialisés pour la première fois aux États-Unis, certains chercheurs ont prédit que les ravageurs développeraient une résistance dans les trois à cinq ans. Dans la plupart des cas, cette prévision était beaucoup trop pessimiste. Aux États-Unis, les agriculteurs cultivent du maïs Bt conçu pour tuer la pyrale du maïs depuis 17 ans sans aucune preuve de résistance. En revanche, lorsque les cultures Bt ne tuent pas une proportion suffisamment élevée d'insectes ou que les agriculteurs ne consacrent pas suffisamment de terres aux refuges, le Bt peut devenir presque aussi coûteux pour les agriculteurs et l'environnement que les insecticides chimiques.

L'EPA exige que les agriculteurs cultivent des refuges aux côtés de la plupart des cultures Bt, mais pas toutes. En général, les entomologistes recommandent des refuges comprenant entre 20 et 50 pour cent d'un champ donné. Dans certains cas, cependant, l'EPA a abaissé ses exigences de refuge à aussi peu que 5 pour cent de la superficie totale. Et "pour certains parasites, tels que le ver de la capsule du coton, les exigences de refuge ont été abolies dans de vastes zones parce que Monsanto a produit des données suggérant que les refuges naturels seraient suffisamment abondants", explique Yves Carrié de l'Université de l'Arizona. "Personnellement, je pense que c'est une décision risquée".

Au moins trois types de parasites dans le monde ont développé un certain niveau de résistance au Bt : un à Porto Rico, un dans la zone continentale des États-Unis et un en Afrique du Sud. Carrière et son collègue Bruce Tabashnik pensent que deux autres parasites dans le sud-est des États-Unis et en Inde pourraient également être devenus moins vulnérables au Bt, bien que d'autres chercheurs ne soient pas d'accord. Considérant que les cultures Bt ciblent 13 principaux ravageurs et plus de 50 ravageurs différents dans l'ensemble, c'est un excellent bilan. Pourtant, malgré la préparation générale des agriculteurs et des scientifiques, quelques parasites ont développé une résistance à la toxine Bt avec une rapidité inattendue.

L'exemple le plus récent et le plus alarmant aux États-Unis est la chrysomèle des racines du maïs, dont l'histoire est documentée dans les études d'Aaron Gassmann de l'Iowa State University et de ses collègues. Les premières cultures Bt conçues pour tuer la chrysomèle des racines sont arrivées sur le marché en 2003. Étant donné le succès continu avec d'autres cultures Bt à l'époque, la plupart des chercheurs pensaient que les ravageurs développeraient une résistance dans 15 à 20 ans. En 2009, cependant, certains agriculteurs de l'Iowa, du Minnesota, du Nebraska et d'autres États ont repéré des poches de maïs Bt qui étaient tombées, signe classique de dommages aux racines. Alors que le maïs Bt conçu pour détruire la pyrale du maïs tue 99,9 pour cent ou plus des ravageurs, le maïs Bt conçu pour éradiquer la chrysomèle est moins mortel, tuant 85 à 98 pour cent des larves. Les sociétés de biotechnologie et l'EPA ont néanmoins estimé que les avantages l'emportaient sur les risques.

Il semble qu'ils aient mal calculé. À l'insu des chercheurs, les populations de chrysomèles avaient déjà des variantes relativement courantes de gènes de résistance aux crytoxines, explique l'Université du Minnesota à Ostlie. Peut-être ont-ils développé ces gènes en réponse à la présence omniprésente de B. thuringiensis lui-même. La plantation de maïs Bt n'a fait que multiplier la fréquence des gènes de résistance en créant un environnement dans lequel les larves porteuses de ces gènes avaient les meilleures chances de survivre, de s'accoupler et de pondre. Et tout agriculteur qui n'a pas planté de zones de refuge a aggravé la situation. Certains agriculteurs dont les cultures Bt ont succombé à la chrysomèle des racines ont désormais recours à des insecticides chimiques. Une situation similaire mais encore pire s'est produite à Porto Rico, où les refuges artificiels étaient pratiquement inexistants et la chenille légionnaire d'automne est devenue imperméable au maïs Bt trois ans seulement après l'introduction de la culture en 2003. En 2007, les sociétés semencières avaient volontairement retiré cette variété de Maïs Bt du marché portoricain.

En Inde et dans d'autres pays en développement, les agriculteurs ruraux peuvent ne pas connaître les exigences en matière de refuge, si elles existent, d'autres les ignoreront carrément parce qu'elles n'ont pas l'espace ou ne peuvent pas se permettre de consacrer des terres à des légumes qui deviendront probablement un buffet pour les insectes. Depuis l'introduction du coton Bt en 2002, l'Inde est devenue le deuxième plus grand producteur de coton au monde, après la Chine. Jusqu'à présent, les parasites du coton ne sont pas très résistants. Une explication est que les terres agricoles de l'Inde sont généralement plus diversifiées que celles des États-Unis, variant considérablement au sein et entre les districts, le méli-mélo de différentes cultures crée des refuges naturels. De nombreux chercheurs soutiennent que les préoccupations concernant la résistance aux ravageurs ne devraient pas se situer entre les cultures GM comme les brinjals Bt et les agriculteurs ruraux qui en ont cruellement besoin. "L'idée générale est de sortir les plantes, de surveiller les changements dans la sensibilité aux ravageurs et de les modifier au fur et à mesure", explique Anthony Shelton de l'Université Cornell, qui développe des stratégies de gestion des insectes pour les cultures maraîchères et a beaucoup travaillé sur les brinjals Bt en Inde.

Pour lutter contre l'augmentation de la résistance aux ravageurs, Monsanto, Syngenta et d'autres sociétés de biotechnologie ont commencé à vendre des mélanges de semences de 5 à 10 pour cent de maïs ou de coton conventionnel et de 90 à 95 pour cent de cultures Bt. Lorsqu'ils utilisent un tel "refuge dans un sac", les agriculteurs n'ont pas à se donner la peine de désigner des sections de leurs terres comme refuges. Les cultures conventionnelles et les cultures Bt s'entremêlent automatiquement partout où les producteurs plantent le mélange de semences. Une telle plantation devrait être particulièrement efficace pour retarder la résistance d'espèces comme la chrysomèle des racines, dont les coléoptères adultes ont tendance à s'accoupler avec des insectes à proximité plutôt que de se déplacer vers une autre partie d'un champ. Une mosaïque de plantes Bt et de cultures typiques rend cependant difficile pour les agriculteurs de traiter uniquement les plantes endommagées avec des pesticides. Les entreprises de biotechnologie ont une autre solution : elles élargissent leur inventaire de cultures "pyramides" Bt conçues avec deux toxines ou plus contre le même insecte. Même en ajoutant une protéine toxique de plus à une culture Bt, il est beaucoup plus difficile pour les parasites d'acquérir une immunité, car ils doivent non seulement développer de multiples mutations génétiques, mais également hériter de suffisamment de copies de chacune de ces mutations pour survivre. Bien sûr, si un insecte a déjà développé une résistance à l'une des deux toxines produites par une plante, il ne reste en réalité qu'un seul obstacle.

Pollen de promiscuité
Parallèlement au pilotage de l'évolution des insectes, les cultures Bt peuvent également altérer d'autres plantes de manière non intentionnelle en s'accouplant avec elles. En raison des différences de formes et de tailles des grains de pollen et des coussinets floraux auxquels ils adhèrent, la plupart des plantes ne peuvent polliniser que leurs propres espèces et celles qui leur sont étroitement liées. Qu'elles soient génétiquement modifiées ou non, de nombreuses cultures pollinisées par des insectes ou le vent échangent inévitablement des gènes emballés dans des grains de pollen avec des champs voisins de la même culture, y compris ceux appartenant à différents agriculteurs. Les fleurs de coton et de soja peuvent se polliniser d'elles-mêmes sans beaucoup d'aide, leur pollen n'est généralement pas transporté par le vent, mais il fera du stop avec les insectes lorsqu'ils seront dans les parages. Le pollen de maïs, cependant, peut parcourir un demi-mile en quelques minutes dans un vent modéré, bien qu'il soit relativement gros et lourd. Très probablement, les insectes et les rafales de vent ont déjà dispersé des gènes destinés à rester dans les champs de maïs Bt et d'autres cultures génétiquement modifiées et mdasham parmi les voisins réceptifs. Avec l'aide des personnes et des transports modernes, de telles transactions semblent également avoir traversé subrepticement les frontières du pays.

À l'automne 2000, David Quist, alors à l'Université de Californie à Berkeley, a découvert des gènes de cultures Bt dans du maïs poussant dans les montagnes d'Oaxaca, au Mexique, où les cultures GM n'étaient pas approuvées. Les agriculteurs mexicains ont peut-être planté des grains de maïs GM importés qui étaient destinés uniquement à l'alimentation animale une fois cultivés, ils auraient pu propager leurs gènes dans les champs de maïs voisins. Cependant, d'autres scientifiques ont remis en question les résultats de Quists et ont souligné des insuffisances dans la manière dont il a testé les gènes introduits. En 2003, Allison Snow de l'Ohio State University et ses collègues ont collecté des grains de 870 plants de maïs dans 125 champs d'Oaxaca et y ont recherché des gènes de cultures GM. Ils n'en ont trouvé aucun. Mais dans deux expériences ultérieures, Elena Alvarez-Buylla de l'Université nationale autonome du Mexique et son équipe ont scruté le maïs à Oaxaca et ont découvert les mêmes séquences génétiques découvertes à l'origine par Quist. "Je pense qu'il est inévitable que du maïs GM soit entré au Mexique et continue de traverser les frontières", a déclaré Snow. Elle pense cependant que l'incidence est très rare, ce qui explique les écarts entre ses études et les enquêtes ultérieures.

Qu'une telle pollinisation croisée soit bénéfique ou nuisible dépend entièrement des plantes et des gènes en question et si vous regardez la situation du point de vue de la plante ou de la personne. Dans l'une des études de Snow, la progéniture des tournesols Bt et de leurs homologues sauvages a dissuadé les chenilles beaucoup plus efficacement que les tournesols typiques et a produit en moyenne 55 % de graines en plus. Ce serait fantastique pour les tournesols sauvages, mais horrible pour les agriculteurs du Midwest qui considèrent les cracheurs de graines omniprésents comme des mauvaises herbes qui concurrencent leurs cultures. Aux États-Unis, le maïs, le coton et le soja ont peu ou pas d'espèces indigènes étroitement apparentées, de sorte que les chances que les gènes Bt se retrouvent dans les cousins ​​sauvages sont faibles. En revanche, si le brinjal Bt était commercialisé en Inde, il pourrait propager le gène Bt parmi les nombreux types d'aubergines sauvages et cultivées. Une telle promiscuité profiterait probablement à la plupart des cultivars domestiqués et serait peu susceptible de donner aux parents d'aubergines adventices sauvages un avantage de survie suffisamment important pour en faire une nuisance. Les cousins ​​sauvages du brinjal sont déjà beaucoup plus résistants que les aubergines que les agriculteurs cultivent pour manger. &ldquoLes aubergines cultivées sont à peu près des mauviettes&mdashelles sont arrosées, fertilisées et protégées,&rdquo Shelton dit.

Au cours des quatre dernières années, des aubergines beaucoup plus résistantes ont été sur le point de rejoindre le maïs, le coton et le soja comme principales cultures Bt cultivées dans le monde. Toutes les preuves disponibles, y compris la recherche en Inde elle-même, confirment la sécurité des cultures Bt pour la consommation humaine et démontrent que leurs avantages l'emportent largement sur leurs risques. "Si vous adoptez une perspective globale, les choses sont-elles meilleures depuis les cultures Bt ? Absolument, oui », dit Tabashnik de l'Université de l'Arizona.« Maintenant, la question est : comment pouvons-nous optimiser l'utilisation de ces cultures pour maximiser les avantages ? » Pourtant, le moratoire imposé à l'origine par le ministre Ramesh sur les aubergines Bt en 2009 est solide et ne montre aucun signe de s'effondrer de sitôt, même si un nouveau ministre a pris sa place. De magnifiques brinjals Bt sains existent, mais ils sont piégés dans les champs clôturés des organisations qui les ont destinés au public. « Les trois dernières années ont été très, très difficiles », déclare Kumar. "Les lobbies environnementaux, les lobbies anti-OGM et les lobbies anti-biotech s'en donnent à cœur joie, sans opposition. Les scientifiques ne parlent pas beaucoup et, s'ils le font, ils ne parlent pas à voix haute.»

Le 23 août, la Cour suprême de l'Inde devait se réunir et examiner un rapport du dernier comité d'experts chargé d'évaluer la sécurité des brinjals Bt. Dans les jours qui ont précédé la réunion, Kumar a essayé de rester optimiste, mais il savait que, selon toute vraisemblance, rien ne changerait. En effet, pour de vagues raisons, le rapport n'était pas disponible pour le conseil du gouvernement. Ainsi, le foreur des fruits et des pousses de l'aubergine continuera à se frayer un chemin dans la majorité des brinjals cultivés. l'agriculture à travers l'Inde au profit de millions de personnes, des insectes et de l'environnement, les plantes qui pourraient tout changer resteront en résidence surveillée pour une durée indéterminée.


La souche de bacille 2-9-3 a-t-elle vraiment 250 millions d'années ? - La biologie

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La sélection naturelle cachée dans la médecine moderne ? - Mars, 2017
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D'un membre souple de la tribu du Kalahari, à une rouquine irlandaise aux taches de rousseur, en passant par un habitant aux cheveux lisses et aux joues rousses du plateau tibétain, Homo sapiens viennent dans de nombreuses formes, tailles, teintes et apparences différentes. Alors que nous avons tendance à remarquer des différences faciles à repérer, d'autres variations "furtives" dans les populations humaines ne sont pas nécessairement observables à partir de l'apparence physique seule. Maintenant, de nouvelles recherches sur les populations inuites vivant dans l'Arctique indiquent une origine surprenante pour un tel trait « furtif » et la capacité de tolérer des températures glaciales.

Le virus de la veuve noire résulte de l'évolution, pas du génie génétique - Décembre 2016
Cet automne, des chercheurs ont annoncé une découverte surprenante : un virus porteur des gènes d'une toxine provenant du venin de la veuve noire. Comment ce mash-up effrayant s'est-il produit en premier lieu? Un virus de la veuve noire peut ressembler au produit du génie génétique, comme des fraises portant des gènes de poisson ou des chèvres qui fabriquent des protéines de soie d'araignée, mais c'est en fait le résultat de l'évolution.

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Bien que les fraises contenant des gènes de poisson fassent l'actualité, elles n'ont pas fait leur apparition dans votre épicerie locale. En fait, peu d'organismes génétiquement modifiés sont actuellement vendus comme aliments aux États-Unis, mais les exceptions sont les doozies : environ 85 pour cent du maïs et du soja cultivés aux États-Unis sont génétiquement modifiés. La plupart de ces cultures sont conçues pour deux traits particuliers et mdash pour résister aux herbicides comme le Roundup (ce qui est utile car il permet aux producteurs d'utiliser la substance contre les mauvaises herbes dans les mêmes champs que leurs cultures) et, dans le cas du maïs, pour tuer l'Ouest Chrysomèle du maïs, une larve de coléoptère qui mange les tiges de maïs à partir du sol. Le maïs génétiquement modifié tue la chrysomèle des racines avec un gène trouvé à l'origine dans la bactérie du sol, Bacillus thuringiensis (c'est-à-dire Bt). Ce gène produit une protéine qui est toxique pour les chrysomèles, mais pas pour les humains et de nombreux autres animaux. Le maïs dit Bt est sur le marché depuis un peu plus d'une décennie. Cependant, ces dernières années, les avantages de l'utilisation de cette variété ont diminué à mesure que les populations de chrysomèles ont développé une résistance à la toxine Bt. Maintenant, des scientifiques travaillant pour DuPont ont annoncé la découverte d'un autre gène d'une bactérie du sol différente qui pourrait remplacer le Bt une fois que la résistance est si répandue que la toxine Bt n'est plus efficace.

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Lorsque nous imaginons ce qui a rendu les premiers humains modernes uniques, il est tentant d'imaginer un homme des cavernes, brandissant une torche allumée, utilisant le feu pour mieux vivre dans un environnement hostile. Cependant, les humains n'étaient pas les seuls à utiliser le feu. Les Néandertaliens et Homo erectus ont également utilisé le feu. Maintenant, de nouvelles recherches suggèrent qu'une partie de ce qui distinguait les premiers humains de leurs proches parents n'était pas leur utilisation du feu, mais la façon dont la lignée humaine a évolué en réponse au feu.

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Une récente épidémie du virus Zika dans les Amériques a fait bourdonner les moustiques à la une des journaux. Avec une piqûre, les moustiques infectés peuvent transmettre le Zika aux humains. Bien sûr, le Zika fait l'actualité maintenant, mais les maladies transmises par les moustiques ne sont pas nouvelles. Le paludisme, en particulier, menace la santé humaine à une échelle encore plus large que le Zika. Grâce aux progrès de la technologie génétique, les scientifiques étudient une nouvelle approche pour lutter contre les maladies transmises par les moustiques : la modification génétique des moustiques résistants. En fait, en 2012, des chercheurs ont montré que les moustiques conçus pour être porteurs de deux gènes de résistance au paludisme différents ne pouvaient pas du tout transmettre la maladie !

Déboucher les eaux cambriennes - Mars, 2016
Tout spécialiste de l'histoire sait que plus on remonte dans le temps pour chercher des réponses, plus les indices sont rares et peu fiables. La paléontologie est l'étude de l'histoire de la vie, et ses indices - pour la plupart - prennent la forme de fossiles. Les archives fossiles sont notoirement incomplètes, mais en général, nous avons plus de preuves directes de la vie dans le passé récent que nous n'en avons de la vie dans le passé le plus lointain. Il ne faut donc pas s'étonner que l'un des événements les plus étudiés de l'évolution, l'« explosion » cambrienne (qui a commencé il y a environ 542 millions d'années et a duré - contrairement à la plupart des explosions - plus de 10 millions d'années), soit aussi l'un des plus énigmatiques et des plus passionnément débattu. De nouvelles recherches peuvent-elles mettre en lumière la vie du Cambrien ?

L'évolution condamnera-t-elle le guépard ? - Février 2016
Peu de gens ne seront pas d'accord : les guépards sont des créatures impressionnantes. Ces félins majestueux sont les sprinteurs audacieux du Serengeti, se propulsant à des vitesses qui sont estimées à 120 km/h, et accélérant de 0 à 100 km/h aussi vite qu'une Ferrari 458 Italia ou une Porsche 911. Changements évolutifs au cœur de cette espèce , système respiratoire, muscles et membres leur ont valu le titre d'animal terrestre le plus rapide. Malheureusement, ce bel animal est menacé d'extinction. Bien que le nombre de guépards ait été réduit dans l'histoire récente à cause du braconnage, de la perte d'habitat et du commerce illégal d'animaux de compagnie, leur vulnérabilité remonte encore plus loin que cela. Alors qui ou quoi est le coupable ?

Qu'arrive-t-il aux plantes qui ne peuvent pas répandre leurs graines ? - Décembre 2015
La fin de l'automne et l'hiver signifient généralement beaucoup de soupes à la courge et de tartes à la citrouille. Ces fruits copieux (oui, ce sont tous des fruits !) Mais leur omniprésence aujourd'hui dément une vérité récemment découverte : ces plantes ont toutes failli disparaître il y a quelques milliers d'années. Pourquoi ont-ils décliné et qu'est-ce qui les a ramenés ? La réponse aux deux questions, bien sûr, est la même : l'évolution.

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« Le phallus et les membres amniotes diffèrent considérablement dans leurs morphologies. » Ainsi commence une étude récente publiée dans la revue Developmental Cell. Bien que vous puissiez sans aucun doute distinguer facilement une jambe d'un pénis, il s'avère que ces appendices fonctionnellement distincts partagent des voies génétiques similaires. Les scientifiques ont fait cette découverte de manière surprenante en examinant les génomes de diverses espèces de serpents. Les serpents n'ont pas de membres, bien sûr, alors comment auraient-ils pu être la clé d'un aperçu du développement des membres ?

Y a-t-il quelque chose de vraiment surprenant dans Homo naledi? - Octobre 2015
Le 10 septembre 2015, nous, les humains, avons ajouté un nouveau parent à notre arbre généalogique lorsque son découvreur, le paléoanthropologue Lee Berger de l'Université de Witwatersrand en Afrique du Sud, a dévoilé Homo naledi en grande pompe. Les médias ont rapidement été inondés d'informations sur cette nouvelle espèce "curieuse", "étrange", "déroutante" et "bizarre". Mais si vous comprenez l'évolution, Homo nalediLe mélange de traits de n'est pas du tout surprenant.

Le passé nocturne des mammifères façonne la sensibilité au soleil - Septembre 2015
Alors que vous vous imprégnez des derniers rayons du soleil d'été, voici quelque chose à penser : sans une bizarrerie de notre passé évolutif de mammifère, votre corps pourrait probablement produire son propre écran solaire. En mai, des chercheurs ont rapporté avoir découvert un mécanisme par lequel le poisson zèbre peut générer un composé de protection solaire non pigmenté connu sous le nom de gadusol. Ils ont également découvert que les gènes codant pour la voie de production du gadusol sont répandus, ils sont présents chez d'autres espèces de poissons, ainsi que chez les amphibiens, les reptiles et les oiseaux.

La grippe aviaire s'adapte aux hôtes humains - Mai 2015
Avec plusieurs colonnes dans le quotidien consacrées aux éruptions cutanées et aux saignements effrayants d'Ebola, vous seriez pardonné d'oublier qu'Ebola est loin d'être la seule maladie infectieuse émergente qui menace la santé humaine aujourd'hui. La grippe aviaire est peut-être moins dramatique et infecte principalement les oiseaux, mais elle n'est pas moins mortelle lorsqu'elle se propage chez un hôte humain, les pires souches tuant 60% des personnes infectées. Nous avons écrit pour la première fois sur la grippe aviaire H5N1 en 2005, mais c'est un bug qui revient sans cesse ! Plus récemment, l'Égypte a connu une vague d'infections : 132 cas depuis janvier. Tous semblent avoir été transmis aux humains directement par des oiseaux infectés. Maintenant, de nouvelles études révèlent que la souche égyptienne a développé des adaptations qui lui permettent de passer plus facilement de l'oiseau à l'homme, soulevant la possibilité que le virus pourrait bientôt évoluer la capacité de passer d'humain à humain et mdash un développement qui laisserait ce virus dangereux lâche sur les humains partout dans le monde, quelle que soit leur proximité avec les volailles infectées.

Les épaulards obtiennent un regain de forme après la croissance de leur progéniture - avril 2015
Nous savons tous que les bébés et les jeunes doivent être pris en charge par un parent, mais même les adultes peuvent bénéficier d'avoir une maman autour de &mdash au moins si votre maman est un épaulard. Une nouvelle recherche annoncée le mois dernier décrit comment les orques post-ménopausées aident leur progéniture adulte en les conduisant vers les aires d'alimentation du saumon. Cette aide est particulièrement importante pendant les années où il y a moins de saumon. Au cours de leurs nombreuses décennies en mer, les femelles plus âgées semblent avoir appris où trouver le poisson lorsque les temps sont durs et transmettent cette connaissance à leur progéniture adulte. Cette découverte aide à expliquer une énigme évolutive : si la sélection naturelle favorise les traits qui permettent à un individu de transmettre ses gènes aux générations futures, pourquoi un organisme cesserait-il de se reproduire ?

Nous sommes une île : l'évolution des espèces de parasites humains - Mars, 2015
Ces dernières années, les médias populaires ont fait passer un message qui pourrait faire ramper votre peau : les infestations de poux et de punaises de lit sont en augmentation et deviennent de plus en plus difficiles à traiter car ces parasites développent une résistance aux pesticides que nous avons utilisés contre eux dans le passé. . Mais vous êtes-vous déjà demandé comment ils ont envahi nos lits et nos corps et non pas comment une épidémie particulière a commencé, mais comment nous nous sommes finalement retrouvés avec ces sangsues humaines en premier lieu ? Le mois dernier, de nouvelles recherches ont mis en évidence les débuts de l'évolution &mdash et la trajectoire future &mdash des punaises de lit. Prendre du recul révèle que l'origine de nouveaux parasites n'est qu'un exemple de processus évolutifs bien compris.

Vous voulez un nouveau médicament ? Regarder vers l'évolution - Février 2015
Le mois dernier, les médias du monde entier ont annoncé ce qui pourrait être une percée médicale majeure. Au milieu d'une bataille de santé publique contre les germes et mdash résistants aux antibiotiques qui ont fait leur apparition à une fréquence alarmante, non seulement dans les hôpitaux, mais aussi chez les animaux domestiques malades et dans la viande des supermarchés, les chercheurs de mdash ont annoncé la découverte d'un nouvel antibiotique puissant. La teixobactine a facilement guéri les souris de la pneumonie et du SARM (une infection à staphylocoque résistante aux antibiotiques), et est susceptible d'être efficace contre d'autres maladies mortelles telles que l'anthrax. Pourtant, cet antibiotique prometteur a des débuts modestes. Il est produit par une bactérie du sol découverte dans un échantillon de terre prélevé dans un champ du Maine. Tourner une lentille évolutive sur cette histoire révèle l'explication du pouvoir de la teixobactine et suggère que davantage de nouveaux antibiotiques pourraient être littéralement dans nos propres arrière-cours.

Les nouveaux fossiles ne sont pas un "chaînon manquant" - Décembre 2014
Le mois dernier, des scientifiques ont annoncé la découverte de fossiles vieux de 55 millions d'années qui appartenaient à un mammifère de l'Inde ancienne, Cambaytherium thewissi. L'animal à sabots n'avait peut-être pas une apparence particulièrement distinctive et aurait pesé entre 45 et 75 livres, ressemblant à un croisement entre un sanglier et un tapir, mais il occupe une place distinctive sur l'arbre de vie. Certains organes de presse ont immédiatement commencé à annoncer la découverte comme un "chaînon évolutif manquant" entre les chevaux et les rhinocéros, ou leur ancêtre commun. Il s'avère que ni l'un ni l'autre n'est vrai.

Faire évoluer une espèce envahissante - novembre 2014
Imaginez une scène par excellence de vacances à Golden State : debout sur les falaises de la Highway One, en admirant une vue sur la plage en contrebas et un coucher de soleil sur le Pacifique à l'horizon. C'est la Californie classique. Seul ce qui se trouve sous vos pieds sur cette falaise n'est pas du tout californien. La succulente usine de glace d'autoroute (Mesembryanthemum crystallinum), originaire d'Afrique du Sud, a été introduit pour la première fois en Californie au début des années 1900 et s'est depuis propagé le long de la côte, rivalisant avec les plantes indigènes pour les ressources et supprimant la croissance des semis indigènes. Et il n'y a pas que la Californie. Les espèces envahissantes causent de graves perturbations environnementales dans le monde entier : les pythons introduits menacent la faune indigène des Everglades, les plantes envahissantes ont transformé les régions d'Afrique du Sud des prairies en broussailles, les balanes étrangères déplacent les moules et les huîtres sur les côtes nord-ouest de l'Europe. Aux États-Unis seulement, les espèces envahissantes causent des milliards de dollars de dégâts chaque année et contribuent à la menace à laquelle sont confrontées des centaines d'espèces menacées. Mais qu'est-ce qui fait d'abord une espèce envahissante ? De nombreux organismes parviennent à de nouveaux horizons, mais beaucoup ne peuvent tout simplement pas le pirater et mourir ou rester marginaux, tandis que d'autres espèces prennent le relais. Les biologistes ont proposé de nombreuses hypothèses pour expliquer la différence, mais maintenant de nouvelles recherches (basées sur une idée très ancienne !) suggèrent que l'évolution peut nous aider à prédire quelles espèces introduites sont les plus susceptibles de devenir des espèces envahissantes problématiques.

Ebola et évolution - Octobre 2014
L'épidémie d'Ebola en Afrique de l'Ouest met les organisations médicales internationales en état d'alerte élevé et les gens du monde entier sont impatients et même ceux qui vivent dans les Amériques et en Australie, dans des océans éloignés de l'épicentre de la maladie. La maladie est normalement véhiculée par des animaux comme les chauves-souris frugivores, mais fait parfois le saut chez l'homme, et lorsqu'elle le fait, elle est mortelle, tuant plus de la moitié des personnes infectées. Cependant, comme il ne se propage que par contact direct avec les fluides corporels, la plupart des personnes dans le monde n'ont pas à craindre pour leur vie. Ces derniers mois, certains médias, et même un scientifique ou deux, ont commencé à se demander à haute voix si le virus Ebola pouvait « muter » et devenir aéroporté, mais bien sûr, il s'agit en réalité de savoir si le virus peut évoluer de manière à permettre qu'elle se transmette plus facilement, tout comme la grippe peut se propager par un éternuement. Ici, nous allons développer un peu plus la question de l'évolution d'Ebola et voir pourquoi ce résultat est peu probable.

L'évolution rend compte du goût - Septembre 2014
La plupart d'entre nous font la queue au magasin de crème glacée ou déchirons un morceau de gâteau au chocolat sans trop se demander pourquoi nous aimons ce que nous faisons. Les humains apprécient une grande variété de goûts en raison de notre histoire évolutive omnivore et des gènes que nous portons qui nous permettent de ressentir les saveurs sucrées, salées, acides, amères et umami (c'est-à-dire salées). Mais il n'en va pas de même pour tous les animaux. La plupart des chats, par exemple, reniflent de manière douteuse les bonbons. En effet, au cours de son histoire évolutive, la lignée féline a perdu un gène fonctionnel pour détecter les saveurs sucrées. Les oiseaux manquent également de ce gène et, généralement, de la dent sucrée qui l'accompagne, mais il existe quelques exceptions notables. Les colibris, par exemple, font une course proverbiale pour les liquides sucrés au miel. Pourquoi les colibris sont-ils accros au sucre, alors que les rouges-gorges s'en tiennent aux vers ? De nouvelles recherches révèlent au niveau génétique les changements évolutifs qui expliquent des goûts si divers.

Pourquoi le Y est là pour rester - Mai, 2014
Le chromosome Y obtient enfin le respect qu'il mérite. Depuis le début des années 1900, nous savons que le chromosome Y est responsable du développement des mâles et des embryons XX en filles et des embryons XY en garçons, mais on pensait que le Y ne faisait pas grand-chose d'autre. Après tout, à seulement un quart de la longueur du chromosome X, le Y est relativement chétif.Les biologistes ont émis l'hypothèse que les quelques gènes qu'il porte contribuent à des processus tels que la production de spermatozoïdes et le développement des testicules en aidant à activer et désactiver d'autres gènes. En fait, le Y avait une si mauvaise réputation que de nombreux chercheurs ont suggéré qu'il était en voie d'extinction évolutive. Cependant, maintenant, de nouvelles recherches suggèrent que le chromosome Y est là pour rester. Sa fonction va bien au-delà du déclenchement de la masculinité.

Génie génétique vs évolution - avril 2014
À la fin des années 1990, une nouvelle arme dans la lutte contre les ravageurs agricoles a été introduite : le maïs Bt. La nouvelle variété de maïs a été génétiquement modifiée pour porter les gènes de la bactérie Bacillus thuriginiensis (d'où le surnom "Bt") qui amène la culture à produire un pesticide entièrement naturel. Cela signifiait que les producteurs pouvaient obtenir de bons rendements de leurs champs de maïs sans pulvériser autant de toxines. Depuis lors, de nombreux agriculteurs ont pris le train en marche. En 2012, plus de 69 millions d'hectares ont été plantés de cultures Bt, soit une superficie de la taille du Texas ! Il y a eu beaucoup de débats sur les risques de cette avancée technologique, mais il apparaît maintenant que la chute du maïs Bt pourrait être le problème même qu'il était censé résoudre en premier lieu : les ravageurs agricoles, en particulier la chrysomèle des racines du maïs. Ces larves de coléoptères mangent les racines des plants de maïs, ce qui pourrait ruiner la récolte. Ces dernières années, de plus en plus de larves résistantes aux effets de la toxine Bt sont apparues dans les champs et se sont frayées un chemin dans les plantes. Comment et pourquoi cela s'est-il passé? Tout se résume à l'évolution.

Goulots d'étranglement, BRCA et cancer du sein - Décembre 2013
À mesure que les tests de gènes qui contribuent à davantage de maladies deviennent disponibles et, dans de nombreux cas, deviennent moins chers, nous serons de plus en plus confrontés à des décisions sur ce que nous voulons savoir sur nos perspectives de santé futures. Voudriez-vous savoir si vous êtes porteur d'un gène qui confère 60 % de chances de développer la maladie de Huntington à 65 ans ? Ou qui a multiplié par cinq vos chances d'avoir un AVC, même si le risque d'avoir un AVC au cours d'une année donnée serait toujours extrêmement faible ? Combien paieriez-vous pour un test qui, pour plus de 99,5% des femmes, les rassurera que tout va bien, mais dans les autres cas, révélera que les chances de développer un cancer de l'ovaire sont de 39% ? Un excellent exemple de cette situation a fait la une du New York Times le mois dernier et a mis en évidence les liens profonds que les tests génétiques ont avec l'histoire évolutive des populations humaines.

Regroupement ou division dans les archives fossiles - Novembre 2013
La science pure occupe rarement la première place dans l'actualité, mais le mois dernier a vu une exception notable. La première page du New York Times était occupée par l'image d'un ancien crâne d'hominidé recouvert de terre. Ce fossile de 1,8 million d'années, fouillé en République de Géorgie, représente le plus ancien crâne adulte complet d'un hominidé jamais découvert. Cela seul serait une nouvelle importante, mais le contexte dans lequel le fossile a été préservé ajoute encore plus de poids à la découverte.


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