4. Parc LĂ©opold đŸ‚

La symbiose 


Vous trouverez ci-dessous l’audio ainsi que le texte de la promenade ! 
Bonne aventure !

PS: Le nom de l’homme qui a ouvert les portes Ă  la discipline de la gĂ©nĂ©tique est Gregor Mendel et non George Mendel (ce qui est dit dans l’audio ci-dessus). 


Que se passe-t-il lorsque l’exceptionnalisme humain et l’idĂ©e d’individualisme limitĂ© par quelques frontiĂšres (physiques) est chamboulĂ© par des dĂ©couvertes scientifiques ? 

La biologie a toujours eu un immense pouvoir pour faire fermenter des notions morales concernant la vie sur la terre, et ce depuis l’impĂ©rialisme du 18ᔉ siĂšcle (Haraway, 2010). 

Les lichens font partie de ces organismes qui ont Ă©branlĂ© nos croyances non seulement sur l’idĂ©e d’individualitĂ©, mais aussi de reproduction sexuelle et de dogmes hĂ©tĂ©ro-normatifs (Griffiths, 2015). Le concept de symbiose suscitĂ© par les lichens a Ă©tĂ© longuement polĂ©mique et a stimulĂ© bien des questions existentielles. Les lichens nous poussent donc continuellement Ă  questionner et rĂ©examiner notre relation au monde qui nous entoure. 

Les lichens nous disent des choses par rapport Ă  la vie, ils nous informent 

Trevor Goward dans le livre Entlangled Life: How Fungi make our worlds, change our minds and shape our future de Merlin Sheldrake (2020, p.89) 

Pour cette Ă©tape, j’aimerais vous introduire Ă  quelques Ă©lĂ©ments sur lesquels la symbiose nous en apprend beaucoup et sur le rĂŽle que les lichens ont jouĂ© dans cette dĂ©couverte du concept de symbiose. 

EmmĂȘlĂ©, un lichen n’est pas un, pas non plus deux, mais est multiple. Les lichens sont composĂ©s de deux types de champignons, d’algues et de beaucoup de bactĂ©ries. En plus de cet assemblage de plusieurs espĂšces, les lichens sont parfois attaquĂ©s par ce qu’on appelle des champignons lichĂ©nicoles. Les photos ci-dessous montrent diffĂ©rents lichens (jaune, Xanthoria parietina et bleu Physcia tenella) attaquĂ©s par des champignons lichĂ©nicoles, ce qui crĂ©e une couleur rose et/ou orange. 

Comment l’idĂ©e de symbiose est-elle apparue ?

C’est en 1869 (soit trois ans aprĂšs la crĂ©ation du terme Ă©cologie par Ernst Haeckel) qu’un botaniste Suisse Simon Schwendener publie un article en introduisant la double hypothĂšse du lichen.

Dans son article, Schwendener introduit la notion, radicale Ă  l’époque, que le lichen n’est pas un organisme mais plusieurs. Selon Schwendener, dans le lichen l’algue est l’esclave du champignon et est forcĂ©e Ă  son service. Cette hypothĂšse fut rĂ©futĂ©e par les lichĂ©nologistes – personnes qui Ă©tudient les lichens – et Ă©tait vue comme choquante. On ne pouvait pas imaginer deux organismes vivre dans une relation aussi proche et deux entitĂ©s crĂ©er une forme aussi diffĂ©rente. 

De plus, l’idĂ©e d’évolution par sĂ©lection naturelle dĂ©veloppĂ©e par Charles Darwin (en 1859), de nouvelles espĂšces Ă©taient crĂ©Ă©es par la divergence des espĂšces entre elles.  On parlait de compĂ©tition (interprĂ©tation des gens l’Ă©poque, car les Ă©crits de Darwin ne parle pas QUE de compĂ©tition) au lieu de coopĂ©ration. L’idĂ©e de Schwendener revenait Ă  crĂ©er des liens entre des lignĂ©es d’évolution diffĂ©rentes (voir photo d’arbre phylogĂ©nĂ©tique), ce qui ne rentrait pas dans les comprĂ©hensions de taxonomie de l’Ă©poque. L’idĂ©e d’émergence de nouvelles espĂšces par la convergence de plusieurs espĂšces semblait impossible. 

Arbre de vie, illustration crĂ©Ă©e par Ernst Haeckel en 1874. Les hommes (Menselen) sont en haut de l’arbre et les bactĂ©ries (Amoeba) sont en bas. L’idĂ©e de symbiose remet ces catĂ©gories en question et lie des espĂšces qui semblaient ne rien avoir Ă  faire l’une avec l’autre. Image trouvĂ©e sur WikipĂ©dia appartenant au Domaine Public. 

C’est en 1877 que le botaniste allemand Albert Frank introduit l’idĂ©e de symbiose comme Ă©tant la relation proche entre une espĂšce d’algue et un type de champignon et formant un lichen. Plus tard, le terme de symbiose sera utilisĂ© pour dĂ©crire un spectre d’interactions allant du mutualisme au parasitisme (voir contenu pour Square Ambiorix pour plus d’information sur ces termes). 

Le lichen deviendra un symbole de symbiose et un principe biologique lorsque les scientifiques dĂ©couvriront que la symbiose n’est pas l’exception, mais la rĂšgle. Par exemple, les relations complexes dans les coraux, ou les bactĂ©ries et/ou d’autres organismes dans le fonctionnement des processus des organismes vivants. 

De ce fait, le processus d’évolution ne pouvait plus ĂȘtre vu comme une course Ă  la compĂ©tition – thĂ©orie qui avait mal interprĂ©tĂ© les pensĂ©es darwiniennes – mais aussi une collaboration entre organismes de plusieurs groupes taxinomiques. Cela a donc poussĂ© Ă©normĂ©ment de scientifiques Ă  repenser nos idĂ©ologies, mais aussi les processus d’évolution.

D’oĂč vient la diversitĂ© sur terre ? 

En Europe et aux États-Unis, en 1990, les thĂ©ories de l’évolution Ă©taient influencĂ©es par les dĂ©couvertes de Gregor Mendel, qui ouvrit la porte Ă  la gĂ©nĂ©tique. La principale explication des variations et de la diversitĂ© des organismes sur terre Ă©tait liĂ©e Ă  la gĂ©nĂ©tique (par exemple, les mutations gĂ©nĂ©tiques). La sĂ©lection naturelle agit au fur et Ă  mesure sur les phĂ©notypes – les traits observables d’un organisme comme les yeux bleus chez l’humain – qui sont les plus adaptĂ©s dans l’environnement. Ceci est l’idĂ©e principale de ce qu’on appelle la synthĂšse moderne de l’évolution.

Pendant ce temps en Russie, quelques chercheurs russes Ă©tudiaient les lichens et leurs symbioses. Selon les Russes, la compĂ©tition et la gĂ©nĂ©tique ne pouvaient pas ĂȘtre la seule source de diversitĂ©. La coopĂ©ration dans la nature Ă©tait mise en avant par la symbiose qui pouvait et peut crĂ©er de nouvelles formes. 

Cette idée de symbiose comme source de variation est arrivée en Europe dans les années 1970 par une femme la biologiste américaine, Lynn Margulis.

La dĂ©couverte des Russes et de Lynn Margulis 

Les organismes vivants sont sĂ©parĂ©s en trois domaines : les bactĂ©ries, les archĂ©es (organismes unicellulaires qui ont une membrane diffĂ©rente des bactĂ©ries) et enfin les eucaryotes. Animaux, champignons et plantes sont des eucaryotes. Les cellules des eucaryotes sont plus larges que celles des bactĂ©ries et des archĂ©es et ont des structures spĂ©cialisĂ©es (comme le nucleus ou la mitochondrie). Les plantes ont d’autres cellules spĂ©cialisĂ©es comme le chloroplaste (lĂ  oĂč se passe la photosynthĂšse). 

Arbre phylogĂ©nĂ©tique avec trois groupes principaux – ArchĂ©es, BactĂ©ries, Eucaryotes. CrĂ©dit: Arbre phylogĂ©nĂ©tique du monde vivant d’aprĂ©s Woese et al., 1990 sur WikimĂ©dia, Domaine Public. 

La découverte des Russes, ensuite amenée eu Europe par Lynn Margulis est celle-ci :

La premiĂšre cellule eucaryote qui forme le corps des animaux aujourd’hui aurait Ă©tĂ© formĂ©e grĂące Ă  la symbiose entre un eucaryote Ă  la structure trĂšs simple qui aurait englobĂ© une bactĂ©rie. 

Cette bactĂ©rie englobĂ©e serait restĂ©e dans l’hĂŽte, car les conditions lui permettaient de perdurer et au fur et Ă  mesure cette symbiose serait devenue permanente – sĂ»rement, car bĂ©nĂ©fique aux deux cellules – permettant l’évolution d’organismes multicellulaires. La bactĂ©rie englobĂ©e serait la forme descendante des mitochondries (voir schĂ©ma cellule) qui font partie de la cellule eucaryote lui permettant la production d’Ă©nergie. Le mĂȘme processus se serait passĂ© pour le chloroplaste chez les plantes avec une bactĂ©rie photosynthĂ©tique englobĂ©e par un eucaryote.

SchĂ©ma d’une cellule eucaryote avec les diffĂ©rents organites (parties). La mitochondrie (en haut) est une ancienne bactĂ©rie englobĂ©e par la cellule simple eucaryote. CrĂ©dit: Cellule par OpenStax trouvĂ©e sur WikimĂ©dia. CC BY 4.0. 

Ces propos (de Lynn Margulis en 1967) qui mettent en valeur l’importance de la symbiose dans l’évolution, ont Ă©tĂ© niĂ©s pendant des annĂ©es avant d’ĂȘtre confirmĂ©s avec preuves scientifiques en 1970. Lynn Margulis disait que “les premiĂšres cellules eucaryotes Ă©taient analogues Ă  des lichens”. Cette idĂ©e d’endosymbiose – symbiose qui perdure et crĂ©e de nouvelles formes – a rĂ©volutionnĂ© notre comprĂ©hension du monde naturel et questionne aussi le temps nĂ©cessaire pour la crĂ©ation de nouvelles formes. Rapidement, par la symbiose, de nouvelles adaptations et formes de vie peuvent se crĂ©er.

Aujourd’hui, plusieurs auteurs (Haraway, 2010; Gilbert, 2012) soutiennent que tout organisme est un lichen, voulant dire qu’il est symbiotique. Par exemple, un calamar (Euprymna scolopes) qui vit dans les eaux cĂŽtiĂšres et peu profondes au niveau de l’archipel d’HawaĂŻ, dĂ©pend de sa symbiose avec des bactĂ©ries (Vibrio fischeri) qu’il acquiert Ă  sa naissance, pour dĂ©velopper un organe luminescent au niveau de la tĂȘte. Cet organe lui est indispensable pour Ă©viter que la lumiĂšre des Ă©toiles et de la lune ne produise une ombre. L’organe luminescent lui permet donc de se cacher des prĂ©dateurs. Mais cette symbiose peut ĂȘtre observĂ©e partout. Tout arbre est dĂ©pendant de son rĂ©seau de champignons pour absorber les nutriments du sol par les racines. Les vaches ne pourraient digĂ©rer l’herbe qu’elles mangent sans les bactĂ©ries anaĂ©robie qui se trouvent dans leur rumen.

Euprymna scolopes, calamar d’HawaĂŻ qui grĂące Ă  sa symbiose avec les bactĂ©ries Vibrio fischeri dĂ©veloppe un organe lumineux qui cache l’organisme de ces prĂ©dateurs (en ne crĂ©ant pas d’ombre Ă  la lumiĂšre de la lune). CrĂ©dit: Hawaiian Bobtail squid de Chris Frazee et Margaret McFall-Ngai sur WikimĂ©dia. CC BY 4.0. 

Mais alors, qui est l’individu, oĂč est la limite si tout organisme dĂ©pend d’autres ?

Je vous laisse rĂ©flĂ©chir Ă  cette question ! 

Les relations symbiotiques menacées ?

Cette symbiose est menacĂ©e dans un monde en changement. Un bon exemple est celui des coraux. Ces organismes, similaires aux lichens, sont symbiotiques. Avec l’acidification de l’ocĂ©an due au rĂ©chauffement climatique, certaines bactĂ©ries sortent de la symbiose ou se transforment en parasites, blanchissant le corail et le laissant mort.

Un corail blanchit Ă  cause d’une perte de la symbiose due au changement climatique. CrĂ©dit: Bleached coral, Acoropora sp. de Vardhan Patankar sur WikimĂ©dia. CC BY-SA 4.0. 

Les lichens changent nos perceptions du monde. RĂ©cemment, David Griffiths a Ă©crit un article appelĂ© les thĂ©ories Queer pour les lichens (« Queer Theory for Lichens Â») oĂč il questionne nos idĂ©es d’individualitĂ© Ă  travers les dĂ©couvertes sur les lichens. L’auteur suppose que les lichens sont des ĂȘtres queers qui nous prĂ©sentent une autre maniĂ©re de penser au delĂ  de nos modĂšles binaires rigides. De fait, l’identitĂ© des lichens est une question plutĂŽt qu’une rĂ©ponse connue d’avance. 

Il Ă©crit: Â« Il n’y a pas de traits universels et transcendants qui dĂ©finissent l’individu (humain ou autre); au lieu de cela, le soi ou l’individu est toujours contingent et dĂ©pend du contexte ». En effet, le microbiome (communautĂ©s de microbes) intestinal des humains – duquel nous dĂ©pendons pour digĂ©rer notre nourriture – dĂ©pend fortement de l’environnement dans lequel nous vivons. L’individu est dynamique et change en fonction du contexte, de l’environnement.

Griffiths va plus loin et suppose que cette vue symbiotique questionne aussi la maniĂšre dont nous voyons le corps non comme Ă©tant « propre, en bonne santĂ©, et pur ou infectĂ©, malade et impur Â» mais comme Ă©tant un assemblage de plusieurs espĂšces. Les bactĂ©ries nous habitent et nous permettent de fonctionner.

Ces nouvelles idĂ©es peuvent avoir un effet sur la maniĂšre dont nous nous voyons nous-mĂȘme et dont nous concevons les corps infectĂ©s (particuliĂšrement en cette pĂ©riode). De plus, en ces temps de changements environnementaux et sociaux, cette nouvelle approche symbiotique du monde nous aide Ă  rĂ©aliser et « sentir Â» les connections et les subtilitĂ©s que les humains – nous – avons avec d’autres organismes, sans qui nous ne pouvons vivre. 

Enfin, dans une certaine perspective, l’idĂ©e « d’individu Â» est un concept et une catĂ©gorie qui aide l’humain, son comportement et ses idĂ©es, mais la notion de limites d’un organisme est plus complexe. Comme un chercheur en biologie du dĂ©veloppement le dit, « nous sommes tous des lichens Â».

J’espĂšre que cette idĂ©e de symbiose vous inspire ! 

Activité

Nous allons introduire deux nouvelles espÚces, appelées Punctelia subrudecta, Flavoparmelia caperata et Evernia prunastri. 

Punctelia subrudecta est de couleur gris-bleu et a des petits points sur son thalle. Ces points s’appellent des pseudocyphelles. Ce sont des trous dans le cortex supĂ©rieur, ce qui nous laisse apercevoir la mĂ©dulle sous-jacente (la partie avec les hyphes de champignons, plus d’info ici, au dĂ©but de cette balade). Sortant de la mĂ©dulle ce sont des sorĂ©dies – des amas d’algues et d’hyphes de champignons qui se dispersent et permettent Ă  de nouveaux lichens de s’installer. Les sorĂ©dies sont granuleuses, comme une petite poudre. Ce genre de lichen s’appelle Punctelia pour ses petits points sur le thalle. 

CrĂ©dits: Les photos ont Ă©tĂ© prises par l’auteure sauf celle plus bleutĂ©e de Christian Thirion. Toutes les photos de ce blog sont sous licence CC BY-SA. 



Flavoparmelia caperata est aussi un lichen foliacĂ© qui est de couleur vert pomme lorsque le thalle est humide et jaune-vert lorsque le thalle est sec. Le thalle est assez mate et ridĂ© et est recouvert de sorĂ©die (voir la halte Ă  Square de MeeĂ»s pour plus de dĂ©tails) comme Punctelia subrudecta. Ces petits amas granuleux sont situĂ©s au centre du thalle. La surface infĂ©rieure du thalle est noire avec des rhizines simples (un filement) qui sont souvent bien espacĂ©s. Il y a quelques fois des apothĂ©cies sur le thalle (structures reproductives sexuĂ©es comme celles de Xanthoria parietina) mais celles-ci sont assez rares. Cette espĂšce avait disparu avec l’augmentation de SO2 (un polluant provenant des industries) il y a quelques annĂ©es mais elle repeuple maintenant les villes. CrĂ©dit: La deuxiĂšme photo du diaporama a Ă©tĂ© prise par Jason Hollinger, trouvĂ©e sur WikimĂ©dia avec licence CC BY-SA 3.0. 



Evernia prunastri est un lichen fruticuleux. Cela veut dire que ce lichen n’est attachĂ© qu’Ă  un seul point. Les lobes (les parties qui ressemblent Ă  des feuilles) sont plats et divisĂ©s Ă  leur bout. Le thalle de ce lichen est recouvert de petits amas granuleux qui sont le moyen de reproduction du lichen et qui s’appellent les sorĂ©dies. Le thalle est ridĂ© et est plus pĂąle sus sa surface infĂ©rieure. Ce lichen est difficile Ă  voir sur le tronc, il faut regarder un peu plus haut que la hauteur des yeux en regardant le tronc du cĂŽtĂ© opposĂ© au cĂŽtĂ© du lac. 



Références

  • Haraway, D. J. (2016). Staying with the trouble: Making kin in the Chthulucene. Duke University Press.Griffiths, D. (2015).
  • Queer theory for lichens. UnderCurrents: Journal of Critical Environmental Studies19, 36-45.
  • Sheldrake, M. (2020). Entangled life: how fungi make our worlds, change our minds & shape our futures. Random House.
  • Gilbert, S. F., Sapp, J., & Tauber, A. I. (2012). A symbiotic view of life: we have never been individuals. The Quarterly review of biology87(4), 325-341.

Pour plus d’info sur Lynn Margulis (une femme en science Ă  l’Ă©poque, youpiii) voir cet article: Gray, M. W. (2017). Lynn Margulis and the endosymbiont hypothesis: 50 years later. Molecular biology of the cell28(10), 1285-1287.


Retrouvons-nous un peu plus loin Ă  la sortie du Parc LĂ©opold vers les bĂątiments de l’Union EuropĂ©enne juste en face du nouveau CityTree đŸ‘‡đŸŸđŸ‘‡đŸŸ

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