Evolution : un œil se forme dans cet organisme unicellulaire

Des biologistes, qui étudient les organismes microscopiques dans des échantillons d’eau de mer, ont trouvé une créature qui ressemblait à un minuscule globe oculaire flottant.

Bien que la créature soit un unicellulaire, un micro-organisme marin, elle possède de nombreuses caractéristiques de l’oeil humain, notamment une lentille (cristallin), une cornée et une rétine. Mais sa vision du monde ne ressemble en rien à la nôtre, selon Greg Gavelis de l’université de la Colombie-Britannique et ses collègues.

La complexité de l’oeil a fasciné les évolutionnistes depuis Darwin. L’idée qu’il se serait formé par sélection naturelle semblait “absurde au plus haut degré possible" a-t-il écrit dans : “De l’origine des espèces”; le raisonnement plus avancé voudrait que l’œil ait évolué par petites étapes, à partir d’un organe basique de détection de la lumière.

Le micro-organisme marin, un dinoflagellé baptisé warnowiid, semble avoir entrepris cette avancée de l’évolution. Le warnowiid se trouve en très petit nombre au large de la côte du Canada et du Japon. Des Chercheurs l’ont d’abord trouvé il y a plus d’un siècle, mais l’étude de la créature s’est avérée difficile parce qu’elle se désintègre rapidement après avoir été sortie de l’eau de mer.

Image d’entête : par microscopie électronique en transmission présentant la structure en forme d’œil du dinoflagellé warnowiid. (université de la Colombie-Britannique)

Pour attraper ses warnowiids, Gavelis les a recherchés dans des échantillons d’eau de mer, sous un microscope, pendant un an. Quand il en trouvait un, il le fixait dans de la résine plastique, afin de la préserver comme une mouche piégée dans de l’ambre. Il a ensuite réalisé un modèle 3-D en prenant des photos des warnowiid sous un microscope électronique et il a bien évidemment été surpris de ce qu’il a vu.

Tandis que d’autres créatures unicellulaires peuvent détecter la lumière en utilisant des "ocelles", de simples structures qui permettent à un organisme de distinguer l’obscurité de la lumière, le warnowiid semblait avoir redéfini ses organites internes pour former ce qui ressemblait à une lentille, une cornée, l’iris et la rétine d’un œil complexe.

Illustration présentant la structure de l’oeil du warnowiid (université de la Colombie-Britannique)warnowiid dinoflagellates2

La “cornée”, par exemple, la couche externe transparente à l’avant de l’œil, a été faite de mitochondries, les parties de la cellule normalement responsable de la production d’énergie. Les mitochondries, chez le warnowiid, se sont emboitées pour former une couche en forme de feuille autour de la lentille, courbée pour concentrer la lumière sur la "rétine".

La "rétine" sensible à la lumière, à l’arrière de l’œil, a été constituée de plastes, des organites normalement impliqués dans la photosynthèse. L’équipe a extrait le matériel génétique à l’intérieur des plastes et a trouvé qu’il était riche en ADN d’algues. L’équipe soupçonne qu’à un moment donné, au cours de l’évolution, un ancêtre du warnowiid a absorbé certaines algues et a adopté leur équipement photosynthétique. Lorsque l’organisme a abandonné, plus tard, la photosynthèse pour une vie de prédateur, il a réaffecté ses plastes, qui capturaient la lumière, dans un organe de détection de lumière.

On ne sait pas comment les warnowiids utilisent leur “œil”, mais les chercheurs pensent qu’ils sont habitués à chasser. Ils nagent en spirale et alors qu’ils barbotent aléatoirement, Gavelis pense que l’œil permet de voir des éclairs de lumière alors qu’ ils rebondissent sur des organismes unicellulaires qui deviendront leurs proies. La lentille concentre la lumière entrante, augmentant la sensibilité, à la différence du cristallin qui projette l’image sur la rétine.

Les chercheurs veulent maintenant savoir si les warnowiids peuvent distinguer les formes…

L’étude publiée dans Nature : Eye-like ocelloids are built from different endosymbiotically acquired components et présentée sur le site de l’université de la Colombie-Britannique : Single-celled predator evolves tiny, human-like ‘eye’.