Une découverte révolutionnaire a remis en question une croyance de longue date au sein de la communauté scientifique, révélant que les bactéries, comme les plantes et les animaux, sont organisées en espèces distinctes. Cette recherche, dirigée par Kostas Konstantinidis, professeur Richard C. Tucker à l'École de génie civil et environnemental du Georgia Tech, a renversé la vision traditionnelle selon laquelle les bactéries, en raison de leurs mécanismes uniques d'échange génétique et de leurs vastes populations mondiales, ne pouvaient pas former d'espèces distinctes.
Konstantinidis et ses collaborateurs ont en outre démontré que les bactéries non seulement forment des espèces, mais maintiennent également leur cohésion par un processus semblable à la reproduction « sexuelle ». Cette découverte remet en question la compréhension dominante de l'évolution bactérienne, qui a longtemps été considérée comme principalement asexuée.
L'équipe de recherche, utilisant une nouvelle méthode bio-informatique pour détecter le transfert de gènes et un ensemble complet de données de génomes entiers, a étudié comment les espèces microbiennes maintiennent leurs identités distinctes. Ils ont analysé les génomes complets de microbes provenant de deux populations naturelles : Salinibacter ruber, un microbe halophile, et Escherichia coli, une bactérie commune trouvée dans le bétail.
Leur analyse a révélé que la « recombinaison homologue » joue un rôle crucial dans le maintien de la cohésion des espèces microbiennes. Ce processus implique l'échange d'ADN entre les microbes et l'intégration du nouvel ADN dans leur génome, en remplaçant des segments d'ADN similaires. Les chercheurs ont observé que la recombinaison se produit fréquemment et de manière aléatoire sur l'ensemble du génome, et pas seulement dans des régions spécifiques.
Cette découverte suggère que les bactéries évoluent et forment des espèces de manière plus « sexuelle » qu'on ne le pensait auparavant. Bien que le processus puisse différer de la reproduction sexuée chez les animaux, les plantes et les champignons, le résultat en termes de cohésion des espèces est similaire. L'échange constant de matériel génétique agit comme une force de cohésion, maintenant la similarité entre les membres d'une même espèce.
Les chercheurs ont également découvert que les membres d'une même espèce sont plus susceptibles d'échanger de l'ADN entre eux qu'avec des membres d'espèces différentes, renforçant encore les frontières distinctes entre les espèces. Cette recherche a des implications importantes pour divers domaines, notamment les sciences environnementales, l'évolution, la médecine et la santé publique, fournissant des informations précieuses pour identifier, modéliser et réglementer les organismes cliniquement ou écologiquement importants.