D’où viennent les virus?

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Sarah Ajee
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Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Les virus ne sont pas des êtres vivants, alors d’où viennent-ils? Les scientifiques ont proposé trois hypothèses différentes.

Combien d’organismes vivants peux-tu nommer?

Habituellement, les organismes sont regroupés en trois catégories principales. Il y a les archées, les bactéries et les eucaryotes. Les bactéries, les archées et certains eucaryotes sont des créatures unicellulaires microscopiques. Les plantes, les animaux et d’autres organismes multicellulaires représentent la majorité des eucaryotes. Ces trois groupes forment l’arbre du vivant.

Mais attendez. Qu’en est-il des virus? Pourquoi n’ont-ils pas droit à une branche de l’arbre?

Pour être une forme de vie, les organismes doivent respecter certains critères. Les virus ne remplissent pas tous les critères requis. Donc, la plupart des scientifiques qui utilisent cette méthode pour classer les organismes ne les considèrent pas comme des êtres vivants.

Les chercheurs peuvent argumenter sur le caractère vivant ou non des virus. Ils ont aussi longuement réfléchi à l’origine des virus.

Le savais-tu?

Walter Reed est la première personne à découvrir un virus infectant les humains. Il a découvert en 1901 le virus à l’origine de la fièvre jaune.

Qu’est-ce que la « vie » et d’où vient-elle?

Pour apparaître dans l’arbre du vivant, les cellules d’un organisme doivent compter des ribosomes. Les ribosomes permettent aux cellules de faire l’assemblage des protéines. Les cellules doivent aussi contenir de l’ADN double brin.

Les organismes vivants ont aussi besoin de produire des réactions d’oxydation-réduction ou d’oxydoréduction. Ces réactions chimiques se caractérisent par un transfert d’électrons entre des atomes. Ton corps utilise les réactions d’oxydation-réduction pour accomplir de nombreuses choses importantes, comme puiser l’énergie dans la nourriture.

Les virus ne remplissent pas ces critères. C’est pourquoi ils n’ont pas leur place dans l’arbre du vivant.

Arbre phylogénétique du vivant
Arbre phylogénétique du vivant (image du domaine public via Wikimedia Commons).

Certains scientifiques croient que toutes les formes de vie descendent d’un organisme unicellulaire appelé le dernier ancêtre commun universel (DACU) ou LUCA (de l’anglais Last Universal Common Ancestor). Cela comprend les formes de vie actives, ou formes de vie encore vivantes, et les formes de vie éteintes, ou formes de vie disparues. On sait encore peu de choses sur la cellule LUCA. Les chercheurs croient pourtant qu’elle ressemblait beaucoup à nos bactéries actuelles.

Le savais-tu?

Les virus peuvent infecter à peu près n’importe quoi. C’est le cas des humains, des plantes, des bactéries, des archées et des protozoaires.

D’où viennent les virus?

Les virologistes sont les scientifiques qui étudient les virus. Ils ne croient pas que les virus soient issus de LUCA. Alors, d’où viennent-ils?
Voici les trois principales explications suggérées par les virologistes.

1. L’hypothèse de la réduction, aussi appelée l’hypothèse de la régression.

Les virus pourraient descendre d’organismes plus complexes. Ils pourraient être issus d’une relation mutualiste ou coopérative entre deux organismes unicellulaires.

À un moment donné, cette relation est devenue parasitaire. C’est le cas lorsqu’un organisme commence à dépendre de l’autre organisme pour assurer sa survie. À mesure que le petit organisme accroît sa dépendance envers le gros organisme, il perd ses structures de fabrication des protéines. Cependant, il peut toujours se répliquer. Ce nouvel organisme serait capable d’infecter de nouveaux organismes. C’est maintenant un virus.

 

Hypothèse de réduction pour expliquer l’origine des virus
Hypothèse de réduction pour expliquer l’origine des virus (©2020 Parlons sciences).

 

2. L’hypothèse de la fuite, aussi appelée l’hypothèse de la progression.

Les virus pourraient tirer leur origine de fragments du matériel génétique à l’intérieur des premières cellules. Ces fragments sont parvenus à s’échapper de l’organisme initial et à infecter une autre cellule. Ils ont ensuite évolué pour devenir des virus. Les rétrovirus modernes, comme le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), fonctionnent essentiellement de cette façon. Après s’être introduit dans une cellule, ils combinent leur matériel génétique avec celui de l’hôte.

Hypothèse de la fuite pour expliquer l’origine des virus
Hypothèse de la fuite pour expliquer l’origine des virus (©2020 Parlons sciences).

 

3. L’hypothèse du virus d’abord

Les virus pourraient venir de morceaux d’ARN. L’ARN est semblable à l’ADN, mais ils possèdent des différences structurelles.

  • L’ARN est une molécule à simple brin et non à double brin comme l’ADN.
  • La « colonne vertébrale » sucre-phosphate de l’ARN contient du ribose plutôt que du désoxyribose.
  • L’ARN contient des séquences autocomplémentaires qui lui permettent de se jumeler et de se replier sur elle-même, comme une protéine.

Dans cette explication, les morceaux d’ARN existaient avant les premières cellules. Ils se sont complexifiés graduellement. À la longue, ils ont acquis la capacité de s’autorépliquer et d’infecter les autres cellules. C’est ainsi qu’ils sont devenus des virus.

Le savais-tu?

Au moins deux virus semblent infecter d’autres virus! Ce sont les virus virophages (mangeurs de virus).

Quelle hypothèse est la bonne?

Il y a de bonnes raisons pour ne pas inclure les virus dans l’arbre du vivant. Personne ne sait vraiment quelle est l’origine des virus. Les trois hypothèses ci-dessus sont les explications les plus populaires, mais chacune d’elle a ses limites.

Qui sait? Une hypothèse totalement différente pourrait se révéler être la plus convaincante.

On améliore et révise constamment les idées scientifiques. L’origine véritable des virus est un sujet que les scientifiques continueront d’étudier et de débattre pour les années à venir!

Amorces de discussion

Faire des liens

  • Quels virus peux-tu nommer?
  • As-tu déjà été malade après avoir été infecté par un virus? De quel virus s’agissait-il?
  • Peux-tu nommer un élément nouveau que tu as appris sur les virus en lisant cet article?

Faire des liens

  • Quels virus peux-tu nommer?
  • As-tu déjà été malade après avoir été infecté par un virus? De quel virus s’agissait-il?
  • Peux-tu nommer un élément nouveau que tu as appris sur les virus en lisant cet article?

Relier la science et la technologie à la société et à l'environnement

  • Comment Walter Reed a-t-il découvert le virus responsable de la fièvre jaune?
  • Comment les sciences et la technologie ont-elles influencé notre compréhension des virus?

Relier la science et la technologie à la société et à l'environnement

  • Comment Walter Reed a-t-il découvert le virus responsable de la fièvre jaune?
  • Comment les sciences et la technologie ont-elles influencé notre compréhension des virus?

Explorer les concepts

  • Quels types d’organismes se trouvent sur les branches principales de l’arbre du vivant?
  • Que veut dire LUCA?
  • Pourquoi les virus ne figurent-ils pas dans l’arbre du vivant? En quoi diffèrent-ils des formes de vie?
  • Quelle sont les différences entre l’ARN et l’ADN?

Explorer les concepts

  • Quels types d’organismes se trouvent sur les branches principales de l’arbre du vivant?
  • Que veut dire LUCA?
  • Pourquoi les virus ne figurent-ils pas dans l’arbre du vivant? En quoi diffèrent-ils des formes de vie?
  • Quelle sont les différences entre l’ARN et l’ADN?

Nature de la science et de la technologie

  • Comment les scientifiques pourraient-ils vérifier les trois hypothèses sur l’évolution des virus?
  • Crois-tu que les scientifiques connaîtront un jour l’origine véritable des virus? Peux-tu expliquer?
  • Donne des exemples de connaissances scientifiques qui ont changé au cours de ta vie?

Nature de la science et de la technologie

  • Comment les scientifiques pourraient-ils vérifier les trois hypothèses sur l’évolution des virus?
  • Crois-tu que les scientifiques connaîtront un jour l’origine véritable des virus? Peux-tu expliquer?
  • Donne des exemples de connaissances scientifiques qui ont changé au cours de ta vie?

Littératie médiatique

  • Qu’est-ce qu’on entend sur les virus dans les médias? De quel virus as-tu entendu parler?
  • Comment les ressources médiatiques contribuent-elles à informer le grand public sur les virus? Quels pourraient être les effets néfastes d’une couverture médiatique sur les virus?

Littératie médiatique

  • Qu’est-ce qu’on entend sur les virus dans les médias? De quel virus as-tu entendu parler?
  • Comment les ressources médiatiques contribuent-elles à informer le grand public sur les virus? Quels pourraient être les effets néfastes d’une couverture médiatique sur les virus?

Suggestions pour l'enseignement

  • Cet article appuie l’enseignement et l’apprentissage de notions en biologie, évolution et génétique se rapportant aux virus, à l’ARN, à la symbiose et à l’évolution. Les concepts abordés comprennent les virus, les ribosomes, l’ADN à double brin, les réactions d’oxydation-réduction (oxydoréduction), les formes de vie actives, les formes de vie disparues, les virologistes, l’hypothèse de la réduction, la relation mutualiste, la relation parasitaire, l’hypothèse de la fuite, les rétrovirus, l’hypothèse du virus d’abord, l’ARN, le ribose et le désoxyribose.
  • Après la lecture de cet article, les enseignants et enseignantes pourraient demander aux élèves de remplir une stratégie d’apprentissage Toile de définition du concept pour les virus. Une fiche reproductible Toile de définition du concept prête à être utilisée est accessible en format [Document Google] et [PDF].
  • Pour consolider l’apprentissage et donner aux élèves la possibilité de réfléchir à ce qu’ils ont appris, les enseignants et enseignantes pourraient leur remettre une fiche Billet de sortie. Une fiche reproductible de la stratégie d’apprentissage Billet de sortie est accessible en format [Document Google] et [PDF].

Suggestions pour l'enseignement

  • Cet article appuie l’enseignement et l’apprentissage de notions en biologie, évolution et génétique se rapportant aux virus, à l’ARN, à la symbiose et à l’évolution. Les concepts abordés comprennent les virus, les ribosomes, l’ADN à double brin, les réactions d’oxydation-réduction (oxydoréduction), les formes de vie actives, les formes de vie disparues, les virologistes, l’hypothèse de la réduction, la relation mutualiste, la relation parasitaire, l’hypothèse de la fuite, les rétrovirus, l’hypothèse du virus d’abord, l’ARN, le ribose et le désoxyribose.
  • Après la lecture de cet article, les enseignants et enseignantes pourraient demander aux élèves de remplir une stratégie d’apprentissage Toile de définition du concept pour les virus. Une fiche reproductible Toile de définition du concept prête à être utilisée est accessible en format [Document Google] et [PDF].
  • Pour consolider l’apprentissage et donner aux élèves la possibilité de réfléchir à ce qu’ils ont appris, les enseignants et enseignantes pourraient leur remettre une fiche Billet de sortie. Une fiche reproductible de la stratégie d’apprentissage Billet de sortie est accessible en format [Document Google] et [PDF].

En savoir plus

Comment les virus sont-ils apparus sur Terre ? (2020)
Article de RTL Info sur l’apparition des virus sur Terre.

Lifemap : l’explorateur de l’arbre du vivant (2018
Article de Planet Vie sur un outil interactif permettant d’explorer les branches de l’arbre du vivant (en anglais).

Origine des virus : le nouveau scénario (2020)
Article de Science & Vie sur les théories d’évolution du vivant et des virus. 

Être, ou ne pas être: les virus (2017)
Vidéo (7 min. 56 s.) de Miss Crobe expliquant ce que sont les virus et pourquoi ils ne sont pas considérés des êtres vivants.

 

Références

Durzyńska, J., & Goździcka-Józefiak, A. (2015). Viruses and cells intertwined since the dawn of evolution. Virology Journal, 12(169). DOI: 10.1186/s12985-015-0400-7

Forterre, P. (2006). The origin of viruses and their possible roles in major evolutionary transitions. Virus Research, 117(1), 5-16. DOI: 10.1016/j.virusres.2006.01.010

Nasir, A. & Caetano-Anollés, G. (2015). A phylogenomic data-driven exploration of viral origins and evolution. Science Advances, 1(8). DOI: 10.1126/sciadv.1500527

Rice, J. (2010, April 20). 20 things you didn't know about... Viruses. Discover Magazine.

University of California Museum of Paleontology. (n.d.). UCMP phylogeny wing: The phylogeny of life.

Wessner, D. R. (2010). The origins of viruses. Nature Education, 3(9), 37.

Woese, C. R. (2012, December 31). Archaebacteria: The third domain of life missed by biologists for decades. Scientific American.

Sujets connexes