Des virus comme Ebola, la grippe et Zika font les gros titres. Ils attirent notre attention par leur potentiel à provoquer des maladies et des décès généralisés.
Mais d’où viennent ces virus pour la première fois ?
Contrairement aux bactéries, les virus ne sont pas des organismes vivants – ils ne peuvent pas se reproduire par eux-mêmes. Au lieu de cela, ils détournent les cellules pour se multiplier, se propager et provoquer des maladies.
Mais si cela n’avait pas toujours été le cas ?
Les scientifiques qui ont étudié un virus dit géant, appelé Tupanvirus (du nom du dieu guarani sud-américain du tonnerre), ont découvert que celui-ci, contrairement aux virus que nous rencontrons aujourd’hui, disposait d’une machinerie presque complète pour prendre soin de lui-même.
Cette récente découverte a ravivé le débat sur l’origine des virus.
Virus congelés
Il n’existe pas de trace physique fossile des virus comme pour les dinosaures.
Un moyen pour les scientifiques de détecter les virus, et d’étudier leurs origines, est de rechercher leur matériel génétique – des molécules d’ADN ou d’ARN – dans les tissus animaux et le sol.
Même si les films pourraient vous faire croire le contraire, le matériel génétique viral n’a jamais été détecté dans des feuilles de plantes fossilisées ou dans des insectes piégés dans l’ambre.
Cependant, certains virus anciens ont été détectés dans le pergélisol en Sibérie, et l’on espère en découvrir davantage à mesure que le réchauffement climatique continue de dégeler des sols gelés depuis des milliers d’années. Jusque-là, nous restons limités dans notre capacité à reconstituer précisément l’origine des virus.
L’évolution des virus
Les virus sont des organismes microscopiques qui ont besoin d’une cellule vivante, souvent appelée hôte, pour se multiplier. Ils sont en grande partie constitués de matériel génétique (ADN ou ARN) enveloppé dans une enveloppe protéique.
Ces séquences d’ADN et d’ARN peuvent changer avec le temps, accumulant des modifications du code génétique qui favorisent la survie du virus. Les scientifiques peuvent examiner ces séquences génétiques pour estimer les liens de parenté entre différents virus et la manière dont ils ont pu évoluer.
Ces études nous ont montré que les virus n’ont pas une origine unique, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas tous issus d’un seul virus qui a changé et évolué pour donner tous les virus que nous connaissons aujourd’hui. Les virus ont probablement plusieurs origines indépendantes, presque certainement à des époques différentes.
Une hypothèse que font les scientifiques lorsqu’ils étudient l’origine des virus est que chacun d’entre eux a co-évolué avec son hôte. Par exemple, le virus de l’herpès qui infecte les humains évolue au fil du temps, s’adaptant de manière à continuer à conserver la capacité d’infecter les cellules humaines.
Si l’on considère que toutes les formes de vie sur Terre ont commencé dans l’océan, il est raisonnable de penser que les virus ont évolué avec leurs hôtes dans les mers. Lorsque ces créatures sont passées sur la terre ferme et ont évolué, les virus ont également évolué et ont acquis la capacité d’infecter les organismes terrestres.
Plus tôt cette année, les scientifiques ont découvert des preuves que certains virus pourraient être vieux de plusieurs millions d’années et existeraient depuis l’existence des premiers vertébrés. Mais cela n’explique pas l’origine des virus en soi.
Histoires d’origine
Une théorie émet l’hypothèse que les virus sont nés d’un ADN circulaire (également appelé plasmide) qui peut se répliquer indépendamment et se déplacer entre les cellules, transférant ainsi des informations génétiques d’un organisme à un autre. Par exemple, certains plasmides portent les gènes responsables de la résistance aux antibiotiques. Selon cette théorie, le plasmide s’est échappé des cellules et a évolué d’une manière qui lui a permis de pénétrer dans une autre cellule pour produire des virus.
Une autre théorie suggère que les virus auraient pu évoluer à partir d’organismes libres plus complexes, comme les bactéries, ou de cellules. Une étude récente a montré qu’une protéine appelée ARC, importante pour la mémoire chez l’homme, peut former des particules de type viral et transférer de l’ARN entre les cellules. Peut-être que des protéines anciennes similaires ont évolué pour passer d’un organisme à un autre.
Et puis il y a eu cette récente découverte du Tupanvirus géant dans un lac sodique brésilien. Les lacs comme celui-ci sont très salés et ont un pH élevé. Ils pourraient imiter les conditions des environnements aquatiques sur Terre il y a des milliards d’années.
Le Tupanvirus possède un ensemble plus complet de machines à fabriquer des protéines que tout autre virus connu. Contrairement aux autres virus, il n’est probablement pas aussi dépendant de la cellule qu’il infecte pour se répliquer. Cette découverte a relancé l’intérêt pour la théorie selon laquelle les virus sont nés de cellules complexes et libres.
Qui est venu en premier ?
Les deux théories ci-dessus supposent que les cellules existaient avant les virus, et que les virus ont potentiellement évolué en présence de cellules.
Mais il existe encore une autre hypothèse qui propose que les virus aient existé en premier, avant même les cellules. Dans un monde préhistorique, les virus auraient pu exister en tant qu’entités autonomes, une sorte de machine ancienne qui pouvait probablement reproduire son matériel génétique. Au fil du temps, ces virus préhistoriques ont pu former des structures complexes et organisées qui ont fini par évoluer vers des entités de type cellulaire.
Pour l’instant, ce ne sont que des théories. La technologie et les ressources dont nous disposons aujourd’hui ne permettent pas de tester en toute confiance ces théories et d’identifier l’explication la plus plausible de l’origine des virus.
Une autre stratégie – pourtant apparemment impossible – consisterait à isoler ou à identifier des virus dans leurs formes primitives sur d’autres planètes comme Mars. Rester sur Terre semble être une approche plus plausible.
La découverte en cours de nouveaux virus, comme le Tupanvirus ou un parent vieux de 30 000 ans des virus ADN géants (Pithovirus), pourrait nous permettre de reconstituer le puzzle de leurs origines.