La symbiose est une association intime et durable entre deux organismes hétérospécifiques (espèces différentes), quelquefois plus^[1]. Les organismes sont qualifiés de symbiotes, ou, plus rarement symbiontes (par utilisation de la traduction de symbiote en Anglais)  ; le plus gros peut être appelé hôte.

Origine

Albert Bernhard Frank propose le terme de symbiotismus en 1877^[2], terme progressivement accepté par la communauté scientifique suite aux travaux d'Anton de Bary qui donne la définition la plus large de la symbiose en étudiant alors au microcope les stades de croissance et de reproduction des lichens mais aussi leur adaptabilité qui rend leur survie envisageable durant l'hiver^[3]. Définissant le mot symbiose comme la vie en association (notion d'interaction biologique) de différentes espèces, cette notion incluait par conséquent le parasitisme. Actuellement, la notion de symbiose est restreinte aux associations à bénéfice mutuel et , dans son sens strict, de type obligatoire, les symbiotes ne pouvant survivre séparément.

En ce sens, la symbiose n'est pas une association à bénéfices réciproques («gagnant et gagnant») comme généralement énoncé^[4]. Elle l'est dans le sens où «survivre c'est transformer les inconvénients en avantages et éviter que les avantages deviennent des inconvénients»^[5], pour peut-être se survivre^[6].

La symbiose est une association à caractère obligatoire ou non ainsi qu'à avantages et/ou inconvénients réciproques et partagés, entre partenaires ("locaux") avec des bénéfices ("globaux") sont pour la nouvelle entité émergente^[7].

La symbiose peut être de deux types :

• l'ectosymbiose  : le symbiote vit à la surface de l'hôte (ce qui inclut la paroi intestinale et les conduits des glandes exocrines)
• l'endosymbiose : le symbiote est localisé dans l'espace intercellulaire, intracellulaire (intravacuolaire ou libre dans le cytoplasme)

Différentes catégories de symbioses

• Obligatoires : parasitisme, mutualisme.
• Non-obligatoire : commensalisme, coopération.

Différentes catégories de symbiotes

• Phytosymbiote ou phytobionte : symbiote végétal.
• Phycosymbiote ou phycobionte : symbiote algal.
• Mycosymbiote ou mycobionte : symbiote fongique.
• Cyanosymbiote ou cyanobionte : symbiote bactérien (en l'occurence une cyanobactérie).
• Photosymbiote ou photobionte : symbiote d'un autotrophe par photosynthèse.

Exemples de symbioses

• Le lichen est une union entre une algue unicellulaire et un champignon : l'algue retire de la relation, un apport important en eau et en sels minéraux ainsi qu'un gîte. Le champignon, hétérotrophe, retire le glucose indispensable à sa croissance que produit l'algue par la photosynthèse
• L'intestin humain contient plus de 200 espèces de bactéries comme Escherichia coli, cette microflore représente chez un adulte plus d'un kilo de biomasse. Elles ont un rôle favorable dans la digestion, dans la régulation du dispositif immunitaire et empêchent la colonisation par des organismes pathogènes.
• L'acacia cornigera, un arbre myrmécophile ne peut survivre qu'avec une colonie de fourmis.
• Les branches du barteria, naturellement creuses, offrent à une espèce de fourmis, les tetraponera, un confort sans égal. Mais en plus d'offrir un gîte, l'arbre propose aux fourmis une table garnie en permanence grâce aux bords de ses feuilles parsemés de glandes à nectar que celles-ci récoltent à longueur de journée. En échange des services rendus, les fourmis offrent à l'arbre une protection pour contrer ses ennemis jurés : les mangeurs de feuilles. Les tetraponera possèdent, en effet, à l'extrémité de leur abdomen un redoutable dard venimeux, et qui plus est , elles éliminent les lianes et lichens qui viennent déranger leur arbre préféré.
• Les termites sont des insectes qui se nourrissent de bois, or ils ne peuvent pas digérer entièrement la cellulose seules. La dégradation total de la cellulose se fait grâce à l'association symbiotique avec des protistes, des bactéries et des archées.
• La vache possède dans son estomac des bactéries symbiotiques capables de digérer la cellulose.
• Le mycorhize, est une symbiose entre les racines d'un végétal et un champignon.
• La plupart des légumineuses peuvent réaliser des symbioses avec des bactéries de type Rhizobium

Endosymbiose et organites

Des analyses précises de l'ultrastructure anatomique, biochimique et phylogénétique de certaines organites constitutives de nos cellules eucaryotes, nous amènent à penser que la présence de mitochondries et de chloroplastes aurait une origine externe et a été réalisée par endosymbiose de bactéries archaïques lors de l'évolution.

D'autres endosymbioses d'eucaryotes existent comme par exemple l'algue coccomixa dans les cellules de ginkgo biloba découverte en 1992 ou les zooxanthelles (Dinoflagellés) dans les cnidaires (anémones de mer, coraux, ... ).

Les preuves

• mitochondries et chloroplastes possèdent de l'ADN qui codent des caractères nécessaires à la mitochondrie et au chloroplaste et ne s'exprimant que là.
• Le code génétique n'est pas particulièrement le même entre un eucaryote et un procaryote. Le code utilisé pour transcrire les gènes chloroplastiques et mitochondriaux sont plus proches de ceux des procaryotes que des eucaryotes.
• Les ribosomes chloroplastiques et mitochondriaux sont phylogénétiquement plus proches de ceux des procaryotes que ceux des eucaryotes et leur ARNr n'a pas la même origine.
• La structure en enveloppe des deux organites laisse à penser à une phagocytose d'une cellule procaryote. Cette hypothèse est confirmée par la structure de la membrane interne (qui devrait être la membrane plasmique du procaryote) qui est particulièrement proche de celle d'une bactérie. Elle est déjà aussi riche en protéines ce qui est une caractéristique des membranes plasmiques des procaryotes.

Théories symbiotiques de l'évolution

Selon la biologiste Lynn Margulis, célèbre pour son travail sur l'endosymbiose, la symbiose est un facteur clé de l'évolution des espèces. Elle considère que la théorie darwinienne, axée sur la compétition, est incomplète, et affirme qu'au contraire, l'évolution est orientée par des phénomènes de coopération, d‘interaction et de dépendance mutuelle entre organismes vivants^[8].

À l'ensemble des niveaux d'organisation du vivant, seuls survivent, et se survivent, les associations à avantages et inconvénients réciproques et partagés^[9].

L'origine des organismes pluricellulaires pourrait ainsi être d'origine symbiotique : des colonies d'unicellulaires auraient fini par former des assemblages permanents (un organisme multicellulaire) où chaque cellule s'est spécialisée. Cette idée est assez ancienne, on la trouve dans la théorie de la Gastræa de Ernst Hæckel par exemple.

Selon l'hypothèse de l'endosymbiose, les chloroplastes des végétaux ou les mitochondries des eucaryotes seraient issus de bactéries symbiotes. La cellule est une endosyncénose modulaire, elle a émergé par juxtaposition et emboîtement de partenaires devenus indissociables, le noyau en premier lieu, puis les autres organites^[10].

Voir aussi

• Écologie et interaction biologique, interaction durable

• Microbiote

• Ne pas confondre :
  • Commensalisme
  • Opportunisme
  • Parasitisme
  • Conflit sexuel

Notes et références

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