Sciences

Les virus nous obligent à nous demander ce que cela signifie d’être vivant

Alors que le monde lutte pour contenir la covid-19, nous nous rappelons que les virus n’apprécient pas les autres organismes. En fait, ces microbes tenaces défient les notions traditionnelles de la vie elle-même.

Moins de choses sont plus effrayantes qu’un ennemi invisible implacable, mais telle est notre situation difficile dans la bataille en cours contre le SRAS-CoV-2, le virus qui cause la covid-19. Ce n’est pas notre premier rodéo, bien sûr, car l’humanité a déjà fait face à sa juste part des pandémies virales à travers l’histoire. Les virus, pour être juste dire, sont une partie indélébile de la condition humaine.

Les virus ont une qualité étrange, présentant des caractéristiques incompatibles avec les définitions traditionnelles de la vie. La clé de ce débat est l’incapacité des scientifiques à se mettre d’accord sur une définition standard de la vie et ce que cela signifie pour quelque chose d’être vivant.

En 1944, par exemple, le physicien Erwin Schrödinger a donné un coup de pied à la boîte, affirmant que la vie est tout ce qui résiste à l’entropie, c’est-à-dire des choses capables d’éviter le désordre et la désintégration en équilibre. Un morceau de matière devient vivant quand il «continue à« faire quelque chose », à bouger, à échanger du matériel avec son environnement, etc., et cela pendant une période beaucoup plus longue que ce à quoi nous nous attendrions qu’un morceau de matière inanimé« continue » des circonstances similaires », a écrit Schrödinger dans son livre Qu’est ce que la vie?

C’était une bonne idée, mais un peu exagérée, étant donné que Schrödinger essayait clairement de dégager une définition en appliquant la deuxième loi de la thermodynamique aux systèmes vivants.

En 2010, les biologistes Peter Macklem et Andrew Seely défini la vie en tant que «réseau thermodynamique ouvert, autonome, autorégulateur, auto-organisateur, auto-reproductif, interconnecté, qui exécute un travail, existant dans un régime complexe qui combine stabilité et adaptabilité dans la transition de phase entre l’ordre et le chaos , comme plante, animal, champignon ou microbe. “

Hum, c’est une bouchée et certainement déroutant. Une «transition de phase entre l’ordre et le chaos», sonne plus comme un outil lyrique que scientifique, pour être honnête.

Pour aider les astrobiologistes à identifier la vie extraterrestre s’ils la rencontraient, la NASA a développé sa propre définition de la vie, qui est courte et douce: «un système chimique autosuffisant capable d’évolution darwinienne». Sympa, mais peut-être trop simpliste.

Je pourrais continuer, mais comme la BBC l’a souligné en 2017, il y a plus de 100 définitions de la vieet ils se trompent probablement tous.

En effet, comme Nigel Brown, l’ancien président de la Microbiology Society du Royaume-Uni, l’a déclaré à Gizmodo, «il n’y a pas de définition convenue de la vie qui couvre tous les aspects des organismes vivants». Par exemple, un critère typique de la vie est qu’il puisse se reproduire, mais «un cristal ensemencant un liquide peut se reproduire», a-t-il dit, ajoutant que «des choses comme la croissance, un cycle de vie, le métabolisme, la réponse aux stimuli», et d’autres caractéristiques jugées nécessaires à la vie «varient d’un organisme à l’autre».

Ce qui est contrariant avec les virus, c’est qu’ils présentent des attributs à la fois très réalistes et non réalistes. Dans le même temps, les scientifiques ne peuvent même pas s’entendre sur le début ou la fin d’un virus, en tant qu’entité «vivante», en disant qu’une distinction peut être établie entre un «virion» et un «virus». la première décrit la particule inerte elle-même, et elle ne devient un virus qu’une fois qu’elle infecte les cellules vivantes.

C’est un point fascinant qui nous oblige à décrire les virus et leur fonctionnement.

Les virus peuvent être interprétés comme des packages organisés remplis de protéines et de matériel génétique, qu’il s’agisse d’ARN ou d’ADN. Comme les poissons hors de l’eau, ces microbes ne peuvent pas faire ce qu’ils font dans des environnements extracellulaires, c’est-à-dire des endroits sans accès aux cellules biologiques.

En effet, les virus ont besoin de cellules pour survivre – et ce n’est pas parce qu’ils se nourrissent de cellules comme une sorte de carnivore microscopique. Au lieu de cela, les virus détournent les cellules, les appropriant et les reconfigurant en machines qui crachent plus de virus. De plus, les virus modifient l’organisme hôte lui-même, déclenchant une panoplie de symptômes – comme les éternuements, la toux, la congestion ou la diarrhée – qui confèrent une mobilité au virus, lui permettant d’infecter de nouveaux hôtes.

Dans certains cas, ces symptômes provoquent la mort de l’hôte, ce qui n’est pas vraiment l’intention du virus. Tout ce que le virus veut faire est de se répliquer, et s’il implique la mort de l’hôte, tant pis.

Compte tenu de ces caractéristiques étranges, il est clair pourquoi certains scientifiques pourraient ne pas vouloir intégrer les virus dans le domaine des vivants: ils ne peuvent pas se reproduire de manière autonome, ils doivent s’approprier du matériel biologique étranger pour se répliquer et ils n’ont pas de métabolisme.

Pour ces raisons et d’autres encore, Amesh Adalja, professeur adjoint à la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, ne croit pas que les virus soient vivants.

«Je considère la vie comme un processus auto-généré et auto-entretenu», a déclaré Adalja à Gizmodo. «Lorsque vous utilisez cette définition, les virus tombent parce qu’ils ne peuvent pas être autonomes, contrairement, par exemple, à une cellule bactérienne. Bien que les virus possèdent du matériel génétique, ils sont, par essence, inertes jusqu’au contact avec une cellule hôte dans laquelle le contenu des cellules hôtes agit sur le virus. »

Brown dit que les virus ne sont pas réalistes dans la mesure où ils sont essentiellement des «acides nucléiques emballés dans des cadeaux», à savoir du matériel génétique entouré d’une couche de protéines, parfois avec une membrane volée à l’hôte. Cette couche “est constituée de protéines codées dans l’acide nucléique viral, mais synthétisées à l’aide des systèmes de l’hôte”, a déclaré Brown à Gizmodo.

Dans le même temps, a déclaré Brown, les virus sont réalistes dans la mesure où «ils ont leur propre matériel génétique et se reproduisent en usurpant la capacité métabolique de leur hôte pour produire une nouvelle génération de particules virales, qui passent par le prochain cycle de vie de la reproduction», dit-il à Gizmodo. «Ils évoluent également par mutation.»

C’est très bien le cas pour les virus à ARN, comme le virus de la grippe, qui mute rapidement, ce qui nous oblige à déployer de nouveaux vaccins contre la grippe chaque année, a-t-il déclaré. Malheureusement, le virus du SRAS-CoV-2 est également basé sur l’ARN, ce qui signifie probablement qu’il est susceptible de mutation.

Il y a trois ans, un papier publié dans Science Advances a fait valoir que les virus sont en effet une forme de vie. Le biologiste évolutionniste Gustavo Caetano-Anollés et ses collègues ont présenté des preuves montrant que les virus provenaient très probablement des premières cellules contenant de l’ARN. Les chercheurs ont comparé les replis protéiques de milliers de virus avec de nombreuses cellules différentes afin de suivre l’histoire évolutive du virus au fil du temps. Les virus, ont conclu les auteurs, sont plus liés aux cellules qu’on ne le croyait auparavant, les virus et les cellules partageant un ancêtre commun.

De plus, ils ont fait valoir qu’un virus n’est pas en soi l’ensemble du virus. Au contraire, le «vrai« moi »d’un virus est la fabrique intracellulaire de virus des cellules infectées», et non la particule virale elle-même, le virion, ont écrit les auteurs. C’est assez profond quand on y pense.

Écrivant sept ans plus tôt, le biologiste Patrick Forterre a fait de même argument:

Il a été reconnu que les virus ont joué (et jouent toujours) un rôle innovant majeur dans l’évolution des organismes cellulaires. De nouvelles définitions des virus ont été proposées et leur position dans l’arbre de vie universel est activement discutée. Les virus ne sont plus confondus avec leurs virions, mais peuvent être considérés comme des entités vivantes complexes qui transforment la cellule infectée en un nouvel organisme – le virus – produisant des virions.

Les virus, selon cette école de pensée, sont donc capables de s’auto-répliquer – ils s’y prennent différemment. Brown, d’autre part, ne l’achète pas, car il expliqué dans un article de 2016 de la Microbiology Society:

Si un virus est vivant, ne faut-il pas également considérer qu’une molécule d’ADN est vivante? Les plasmides peuvent transférer sous forme de molécules conjuguées (connectées), ou être passivement transférés, entre les cellules, et ils peuvent porter des gènes obtenus à partir de l’hôte. Ce sont simplement des molécules d’ADN, bien qu’elles puissent être essentielles à la survie de l’hôte dans certains environnements. Et les prions? L’argument reductio ad absurdum est que tout minéral produit biologiquement qui peut agir comme une graine de cristallisation pour une minéralisation ultérieure (répondant ainsi au critère de reproductibilité) pourrait également être classé comme vivant!

C’est un bon point, et reductio ad absurdum semble une plainte pertinente. Qui peut dire, par exemple, qu’un virus de ce point de vue ne s’étend pas également à tout l’organisme hôte lui-même, car les virus peuvent affecter directement le comportement physiologique?

La question de savoir si les virus sont vivants ou non, tout en étant un exercice fascinant, aura probablement peu de portée scientifique, mais Adalja a déclaré à Gizmodo qu’une question importante demeure dans la biologie évolutive sur la façon dont les virus sont apparus et s’ils étaient «une fois des formes de vie qui ont évolué». aux virus »ou aux ancêtres mêmes de la vie elle-même, a-t-il dit. Quant à Brown, il a déclaré que le débat vie / non-vie est largement sémantique et philosophique.

Vivant ou non, il n’y a aucun argument selon lequel les virus affectent les vivants – et c’est ce qui compte vraiment.

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