L'Air Que Vous Respirez? Une Diatomée Faite Qui

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Les minuscules diatomées sont belles, nombreuses et étonnamment mystérieuses lorsqu'elles expliquent leur évolution et expliquent pourquoi elles peuvent partager bon nombre de leurs gènes avec des bactéries.

Andrew Alverson est biologiste et spécialiste des diatomées à l’Université de l’Arkansas à Fayetteville. Il a contribué cet article à WordsSideKick.com Expert Voices: Op-Ed & Insights.

Vous consommerez environ 2 litres d'oxygène dans le temps qu'il vous faudra pour lire cet article. Environ 20% de cet oxygène provient de la photosynthèse des diatomées marines - les plus importants petits organismes dont la plupart des gens n’ont jamais entendu parler.

Les diatomées sont minuscules - cinq à dix d'entre elles pourraient tenir sur la tête d'une épingle - mais ces algues unicellulaires jouent un rôle immense dans le bon fonctionnement de l'écosystème de la planète. Ce sont d’importants médiateurs des cycles du carbone et de l’oxygène, partie intégrante des réseaux trophiques marins et principaux cycleurs de la silice, qui représente environ le quart de la croûte terrestre. [En Photos: La diversité des diatomées]

Si vous êtes un expert spécialisé - chercheur, dirigeant d'entreprise, auteur ou innovateur - et que vous souhaitez contribuer à la rédaction d'un éditorial, écrivez-nous ici.

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Déterminer qu'un gène de diatomée a été acquis d'une bactérie n'est pas aussi facile que cela puisse paraître, et la détermination est susceptible de varier - de manière subtile ou spectaculaire - en fonction du nombre de génomes séquencés disponibles pour la comparaison. De la même manière que la police ne peut pas trouver un auteur si ses empreintes digitales ne sont pas dans leur base de données, il serait difficile, voire impossible, de comprendre qu'un gène ressemblant à celui d'une bactérie est un ancien gène eucaryote établi il n'y a pas de génomes eucaryotes à comparer et à analyser.

Étant donné que des centaines de génomes eucaryotes ont été séquencés depuis la découverte de HGT diatomo-bactérienne en 2008, une histoire beaucoup plus raffinée devrait émerger dans les années à venir. En particulier, des projets financés par la Gordon and Betty Moore Foundation et la US National Science Foundation produiront des génomes complets pour plusieurs autres diatomées et transcriptomes (la plupart des gènes de l’organisme) pour des centaines d’autres espèces de diatomées. Ces données permettront de mieux comprendre dans quelle mesure les diatomées ont tiré parti du matériel génétique dérivé de manière extrinsèque.

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La diatomée Ditylum.

Crédit: Elizabeth Ruck

Il reste à voir si certains des mêmes processus, essentiellement intrinsèques, impliqués dans la diversification d'autres eucaryotes "hyperdivers" ont également joué au cours de l'évolution des diatomées. Les plantes à fleurs et les vertébrés, par exemple, ont connu une série de tours de duplication du génome entier. Bien que la plupart des gènes dupliqués aient été presque immédiatement perdus dans la poubelle de l’histoire de l’évolution, certains des duplicates sont restés, évoluant librement indépendamment de leurs géniteurs pour acquérir des fonctions nouvelles ou modifiées. Les génomes de diatomées contiennent un grand nombre de gènes dupliqués, mais la question de savoir si ceux-ci ont été créés au coup par coup ou en grandes rafales ponctuées est une question ouverte.

Alors, qu'est-ce qui fait d'une diatomée une diatomée? Quels facteurs ont contribué à ouvrir la voie à leur place actuelle dans les océans du monde? Qu'est-ce qui fait que certaines lignées, comme les diatomées, se diversifient tandis que d'autres languissent? Les gènes et les génomes peuvent-ils nous aider à répondre à ces questions?

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La diatomée Thalassiosira nodulolineata.

Crédit: Andrew Alverson

Comme les plantes terrestres et d’autres algues eucaryotes, les plastes de diatomées - moteurs de la photosynthèse - remontent à des bactéries autrefois libres. Mais les diatomées ont-elles une dette particulière envers les bactéries? Dans quelle mesure les gènes bactériens adoptés ont-ils été une source de nouveaux traits importants chez les diatomées? Dans quelle mesure la diversification des diatomées a-t-elle suivi les mêmes voies que d'autres eucaryotes divers, mais étudiés plus intensément? Grâce à une subvention récente de la National Science Foundation, un collègue - Norm Wickett du Chicago Botanic Garden - va utiliser et contribuer à la prochaine vague de données génomiques pour répondre à certaines de ces questions.

Les génomes ne combleront toutefois pas toutes les lacunes. Selon la plupart des estimations, environ 90% des espèces de diatomées restent à découvrir et à nommer. Par conséquent, même si nous commençons à comprendre l'histoire de la diversification des diatomées, la grande majorité des joueurs resteront anonymes.

Note de l'éditeur: Vous pouvez ici un interview de radio publique avec Alverson sur KUAF.

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Supplément Vidéo: Tuto anti punaises: la terre de diatomée.




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