VIE × GÉNÉTIQUE
LUCA : dernier ancêtre commun
il y a ~4,2 milliards d’années (estimations de 4,3 à 3,5 Ga)
LUCA, le dernier ancêtre commun universel, est la population de cellules dont descendent tous les êtres vivants de la Terre, et on le reconstitue par le calcul, en comparant des millions de gènes de l’ensemble du vivant.
Le dernier ancêtre commun universel, abrégé en LUCA, est la population ancestrale de cellules dont descendent tous les organismes vivants. Aucun fossile de LUCA ne subsiste, mais ses caractéristiques peuvent être calculées par reconstruction phylogénétique, une méthode qui retrace la parenté des êtres vivants. Les chercheurs comparent des millions de gènes pris dans l’ensemble du monde vivant et retiennent ce que ces gènes ont en commun. Un caractère que tous les descendants partagent existait très probablement chez l’ancêtre. La cellule ainsi reconstituée utilisait l’hydrogène et le dioxyde de carbone, vivait en l’absence d’oxygène et possédait déjà les gènes d’environ 2 600 protéines. Elle vivait dans un écosystème restreint, que ses produits d’excrétion, les substances qu’elle rejetait, pouvaient alimenter.
Pourquoi c’est important
LUCA est le point le plus ancien que la lecture des génomes, c’est-à-dire de l’ensemble des gènes de chaque organisme, permet d’atteindre. Il est distinct de l’origine de la vie. Avant LUCA, les indices sont chimiques. À partir de LUCA, ils sont génétiques, et toutes les branches de l’arbre du vivant, le schéma des parentés entre les espèces, remontent à lui.
Datation et incertitudeDébattu
Aucun fossile de LUCA n’existe, et son âge est calculé. Les analyses les plus anciennes se fondaient sur le registre fossile, l’ensemble des fossiles connus, et sur l’hypothèse que la vie n’aurait pas survécu aux bombardements primitifs, les chutes d’astéroïdes des débuts de la Terre. Une méthode plus récente utilise des gènes déjà dupliqués avant LUCA, donc présents en deux copies : chaque copie permet de dater l’autre. Cette méthode est étalonnée, c’est-à-dire réglée sur des dates connues, celles des fossiles microbiens ultérieurs et des archives isotopiques, les proportions d’isotopes, formes d’un même élément, conservées dans les roches. Elle place LUCA il y a 4,09 à 4,33 milliards d’années, plusieurs centaines de millions d’années plus tôt que les analyses antérieures. Aucune roche ne permet de trancher, et l’écart compte : à la date la plus ancienne, des organismes vivaient alors que les premiers océans venaient de se former.
L’histoire de la Terre en une journée
01:47:5022 h 12 min avant minuit
si les 4,54 milliards d’années de la Terre étaient ramenées à un seul jour