De rares bactéries magnétiques, existant en groupes étroitement liés, fournissent des informations sur la façon dont la vie a pu évoluer vers des formes complexes et multicellulaires. Ces bactéries, connues sous le nom de bactéries magnétotactiques multicellulaires (BMM), ne peuvent pas survivre seules, dépendant les unes des autres, chaque cellule ayant un rôle spécialisé.
Contrairement à d'autres microbes, les BMM se divisent en tant que groupe entier. Une étude soutenue par la NASA a révélé que les cellules individuelles au sein de ces groupes ne sont pas génétiquement identiques, ce qui témoigne d'une complexité surprenante et offre un aperçu des premières étapes de la vie sur Terre vers des écosystèmes diversifiés et multicellulaires.
Les BMM sont magnétotactiques, utilisant des structures magnétiques internes pour naviguer le long du champ magnétique terrestre. Elles forment des amas de cellules stables et coordonnés, montrant des signes de multicellularité obligatoire - une condition où les cellules individuelles ne peuvent pas survivre seules et doivent vivre en tant que partie du groupe. Lorsque les BMM se reproduisent, elles répliquent toutes les cellules du consortium en même temps, doublant le nombre total de cellules, qui se divise ensuite en deux consortiums identiques.
Les cellules individuelles au sein des consortiums de BMM ne sont pas génétiquement identiques et présentent des comportements métaboliques différents. Chaque cellule a un rôle contribuant à la survie de l'ensemble du groupe, de la même manière que les cellules au sein des organismes multicellulaires se comportent. Par exemple, dans le corps humain, les cellules osseuses diffèrent des cellules sanguines, et les cellules graisseuses diffèrent des cellules nerveuses, chacune ayant une fonction spécifique.
L'évolution de la multicellularité est une transition majeure dans l'histoire de la vie sur Terre. En tant que seules bactéries connues présentant une multicellularité obligatoire, les BMM fournissent un exemple des mécanismes possibles derrière cette étape de l'histoire de l'évolution de la vie. La recherche a été soutenue par le biais du programme d'exobiologie de la NASA et du programme Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology (FINESST).