Ils n'ont pas d'oeil mais perçoivent déjà la lumière

Les embryons d'une espèce de brachiopodes (Terebratalia transversa pour les latinophiles) sont équipés de molécules qui réagissent à la lumière. Les ancêtres des yeux ?

Sur ces deux embryons, les points rouges désignent les zones où sont accumulés les molécules sensibles à la lumière.

Et vous, de quoi étiez vous capables 36 heures après votre conception ? À cet âge, les embryons d’une espèce de brachiopodes (Terebratalia transversa pour les latinophiles, une cousine des palourdes pour les autres) perçoivent déjà la lumière. Placez-les dans l’eau, illuminez la moitié de leur aquarium et patientez.

Après 20 minutes, vous trouverez deux fois plus d’embryons côté jedi éclairé que côté obscur, la preuve ici:

L’action commence à 4:25. le traveling commence côté obscur et s’achève côté éclairé. On voit bien que la migration des embryons suit le même mouvements: ils s’accumulent vers la source de lumière, placée à gauche.

Ces embryons ne comptent pourtant que quelques centaines de cellules. Ils ressemblent à de bêtes méduses équipées de cils, dont l’agitation leur permet de se déplacer. Ils n’ont pas encore d’yeux, mais l’équipe de Yale Passamaneck, basée à Hawaï (d’où la chemise du chercheur sur la vidéo) a découvert que les cellules à leur surface produisaient une molécule bien particulière… Une molécule capable de détecter la lumière !

Grâce à cette molécule, les embryons peuvent se diriger selon l’éclairage – vers la surface de l’océan par exemple. Ce que l’équipe de Yale Passamaneck a découvert, c’est tout simplement le système de vision le plus simple qu’on connaisse dans tout le règne animal ! Il ne repose ni sur des organes, ni sur des cellules spécialisées, juste sur une molécule.

C’est déjà énorme, et il y a mieux. Les embryons de Terebratalia transversa sont en effet la réponse à une vieille énigme de la biologie, posée par Charles Darwin en personne ! Dans son livre l’Origine des Espèces, paru en 1859, celui-ci décrivait comment les espèces vivantes changent de génération en génération, par petites touches successives, sous la pression du milieu où elles vivent. C’est la théorie de l’évolution. Mais dans son livre, Charlie admet que sa théorie bute sur un os, auprès duquel un cubitus de brontosaure paraîtrait aussi frêle qu’un cure-dent usagé. Pour reprendre ses mots, que l’évolution ait put, par petites touches, former un organe aussi complexe que l’œil humain est “je le confesse librement, absurde au plus haut point”.

Pensez donc: un cristallin, un iris, un nerf optique, tout ça imbriqué avec une précision millimétrique…Pas plus qu’une montre suisse, un mécanisme aussi complexe n’a pu, à première vue, être formé par d’infimes innovations successives. Bon, en fait, Darwin a bien imaginé des étapes successives qui auraient pu aboutir à nos sublimes miroirs de l’âme, comme les marches minuscules d’un très long escalier. Mais il n’avait aucun cas concret à placer sur la première marche de cet escalier.

152 ans plus tard, Yale Passamaneck l’a trouvé, ce cas concret. Et si nos yeux avaient commencé comme dans des embryons de brachiopodes ? Nos lointains ancêtres aquatiques auraient commencé à fabriquer une molécule capable de détecter la lumière, dans toutes les cellules de leur surface. Ils “voyaient” avec leur peau, en somme, ce qui leur aurait permit de se déplacer en fonction de l’éclairage. Plus tard, certaines cellules se seraient spécialisées dans la détection de lumière. Cela leur aurait permit de devenir de plus en plus efficaces, en fabriquant de plus grandes quantités de molécules photo-réceptrices, en testant de nouveaux types de molécules… Et l’évolution vers nos yeux était en marche.

C’est si beau, tiens, j’en ai la larme à l’œil.

Jérôme Blanchart