Derrière la biodiversité se cache une surprenante unité, révèlent les mégadonnées

La vie est d'une diversité extraordinaire: de l'algue microscopique à l'énorme éléphant, elle a trouvé d'innombrables façons de s'épanouir dans tous les environnements de la planète. Si les biologistes se sont surtout penchés sur cette formidable diversité des formes prises par les espèces au fil de l'évolution, l'ère des mégadonnées jette un éclairage complètement nouveau sur certaines caractéristiques étonnamment courantes, partagées par toutes les créatures, petites et grandes.

Un article publié cette semaine dans la revue PNAS montre comment, de la plus minuscule bactérie à la plus gigantesque baleine bleue, le métabolisme, l'abondance, la croissance et la mortalité sont fonction de la taille de l'organisme, selon des règles remarquablement uniformes. Entamée par Ian Hatton, l'auteur principal, alors qu'il était doctorant à l'Université McGill, cette recherche rassemble les résultats de plusieurs milliers d'études pour montrer que malgré l'infinie diversité du vivant, bon nombre de caractéristiques essentielles de la vie obéissent à des lois universelles.

"La découverte de relations mathématiques simples qui s'appliquent à toutes les formes de vie laisse croire qu'il existe au coeur des systèmes vivants un processus fondamental que nous ne comprenons pas encore vraiment", explique Ian Hatton, aujourd'hui chercheur à l'Institut des sciences et technologies de l'environnement de l'Université autonome de Barcelone.

Bouleverser les idées reçues

Selon certains résultats de l'étude, il faudrait aussi revoir une théorie centrale de la réflexion sur l'écologie: la théorie métabolique de l'écologie, qui repose sur l'idée que le taux métabolique d'un organisme est le principal déterminant de nombreuses autres caractéristiques vitales, y compris la vitesse de croissance.

"Nous avons notamment découvert que ce sont les limites au rythme de croissance d'un organisme qui semblent freiner le métabolisme, plutôt que l'inverse, explique le coauteur Eric Galbraith, professeur au Département des sciences de la Terre et des planètes de l'Université McGill, également affilié à l'Institut des sciences et technologies de l'environnement de l'Université autonome de Barcelone. Il est donc primordial d'étudier la croissance pour comprendre les modèles à grande échelle."

La croissance étant au coeur de tout - du cancer au développement des juvéniles et de la productivité des ressources au cycle du carbone -, il pourrait s'avérer essentiel de mieux la comprendre dans une perspective globale.

"Ce qui est remarquable, c'est que peu importe quel système vivant on étudie, il semble suivre la même fonction de croissance, explique Ian Hatton. Nous ne pouvons pas encore l'expliquer, mais nous savons que cela a d'énormes répercussions."

L'article, que signent également des chercheurs de l'Université Princeton, de l'Université Charles de Prague et du CNRS, propose un nouveau point de vue sur l'une des caractéristiques les plus fondamentales de la vie et sur l'unité extraordinaire qui sous-tend la biodiversité.

Publication
"Linking scaling laws across eukaryotes", publié dans Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America par Ian Hatton, Andy Dobson, David Storch, Eric Galbraith et Michel Loreau www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1900492116