La relation symbiotique

L’ubiquité de la symbiose bactérienne, et sa présence à tous les niveaux de l’organisation biologique, bouleverse toute la science du vivant. Aujourd’hui, malgré le profond renouvellement de la biologie, de la médecine et de la philosophie de la biologie, il manque une approche de la relation symbiotique même, de son établissement et de son évolution. Au cours de ce travail, nous montrons que l’ubiquité de la symbiose et sa diversité rendent difficile la détermination d’un modèle particulier pour répondre à toute la complexité de la relation. Pour pallier cette difficulté, proposons de suivre un caractère particulier : le métabolisme syntrophique, solution évolutionnaire commune à toutes les symbioses et l’utilisons comme base de l’analyse. Par une approche évolutionnaire des mécanismes moléculaires et cellulaires, nous démontrons le caractère obligatoire de toute symbiose en établissant la dépendance des partenaires les uns aux autres. Le microbiote, formé des communautés bactériennes symbiotiques, est un organe évolutionnaire intégré fonctionnellement à l’organisme hôte. Les bactéries symbiotiques sont des agents d’homéostasie qui permettent aux organismes hôtes de s’adapter aux fluctuations des conditions environnementales. Cette fonction homéostatique est à l’origine d’une structuration réciproque entre les partenaires symbiotiques, donnant lieu à un holobionte avec une reproduction hybride et une héritabilité étendue. En analysant la symbiose intestinale bactérienne chez l’humain, nous établissons l’interaction codéveloppementale et coévolutionnaire des partenaires, et démontrons l’extension de la structuration réciproque métabolique vers une structuration cognitive qui passe par les systèmes immunitaire et neurologique chez les organismes supérieurs. En démontrant l’intrication du métabolisme avec l’information nous proposons une perspective informationnelle de la symbiose. L’échange d’informations significatives entre l’hôte et son microbiote définit l’organisation informationnelle du holobionte.