En 1966, une jeune biologiste nommée Lynn Margulis soumit un article à une revue scientifique. Il fut refusé. Elle l'envoya à une autre. Nouveau refus. Elle parcourut une liste de périodiques — les plus prestigieux, les plus pertinents, les plus susceptibles — et, sur plusieurs années, accumula quinze rejets. Les motifs invoqués variaient : l'hypothèse était trop spéculative, les preuves insuffisantes, l'idée, selon certains relecteurs, simplement trop étrange pour être prise au sérieux.

L'article fut finalement publié en 1967 dans le Journal of Theoretical Biology, sous le titre « On the origin of mitosing cells » (Sur l'origine des cellules à mitose). Il y exposait, dans un langage scientifique rigoureux, l'une des idées les plus radicales de l'histoire de la biologie : les cellules de tout organisme complexe sur Terre — chaque animal, chaque plante, chaque champignon — ne sont pas des entités uniques, mais d'anciennes fusions. Les structures situées à l'intérieur de ces cellules, celles qui génèrent de l'énergie et captent la lumière du soleil, étaient jadis des organismes indépendants, absorbés et jamais repartis.

Cette conception est aujourd'hui connue sous le nom de théorie endosymbiotique. Elle est acceptée comme un fait établi. Et elle est plus étrange, lorsqu'on la comprend véritablement, que la plupart des récits de science-fiction.

Ce qui vit à l'intérieur de vous

Pour saisir ce que Margulis proposait, il faut commencer par les mitochondries. Ces organites sont présents dans presque toutes les cellules du corps humain. Ils produisent l'ATP (adénosine triphosphate), la molécule qui sert de monnaie énergétique aux cellules. Sans mitochondries, les cellules ne peuvent alimenter leurs propres fonctions. Sans cette énergie, un être humain ne peut penser, bouger, respirer ni pomper le sang. Les mitochondries sont, au sens le plus littéral, les moteurs de l'existence.

Or, selon Margulis, ce sont des bactéries. Non pas métaphoriquement, ni par analogie : elles descendent de bactéries — des procaryotes libres et anciens qui furent engloutis par une cellule plus grosse il y a environ deux milliards d'années. Au lieu d'être digérés, ils établirent une relation de coopération avec leur hôte. La cellule hôte offrait protection et nutriments. La bactérie engloutie fournissait une production d'énergie efficace. Les deux en tiraient profit. Au fil des générations, le partenariat devint si intime qu'aucun des deux ne put survivre sans l'autre.

Le même scénario, selon Margulis, se reproduisit avec les chloroplastes — les structures vertes des cellules végétales qui captent la lumière solaire et la convertissent en énergie chimique par photosynthèse. Les chloroplastes, disait-elle, sont les descendants de cyanobactéries, des microbes photosynthétiques également engloutis et réutilisés, cette fois pour offrir la capacité de transformer la lumière en nourriture.

Deux fusions bactériennes anciennes : l'une pour l'énergie, l'autre pour la photosynthèse. Ensemble, elles ont rendu possible la vie complexe sur Terre. Les bactéries existaient avant cette fusion, et elles existent encore. Mais tout organisme apparu par la suite — chaque animal, chaque plante, chaque champignon, chaque cellule complexe — doit son existence à cet événement. En ce sens, la théorie endosymbiotique n'explique pas seulement une curiosité de la biologie cellulaire : elle explique la condition préalable à tout ce qui rend le monde vivant reconnaissable.

Les preuves qui ne convainquirent personne, puis tout le monde

Lorsque Margulis proposa cette idée pour la première fois, le scepticisme du monde scientifique n'était pas entièrement déraisonnable. L'hypothèse avait déjà été avancée, par des botanistes et des biologistes au début du vingtième siècle, et avait été largement rejetée. Le problème n'était pas qu'elle fût inimaginable — c'est qu'il n'existait aucun mécanisme convaincant ni preuve à l'appui.

Margulis changea la donne. Elle constitua un dossier s'appuyant sur plusieurs lignes de preuves convergentes.

Premièrement, la question de l'ADN mitochondrial. Contrairement à presque tous les autres composants d'une cellule, les mitochondries possèdent leur propre ADN — un petit génome circulaire, totalement distinct de l'ADN du noyau. Cette forme circulaire est caractéristique des bactéries. L'ADN présent dans le noyau des cellules humaines est linéaire ; l'ADN des mitochondries est un anneau, exactement comme on le trouverait chez un procaryote libre.

Deuxièmement, les mitochondries se reproduisent par fission binaire — elles se divisent en deux, de la même manière que les bactéries — et non par le processus complexe de la mitose utilisé par les cellules eucaryotes pour se reproduire. Elles se divisent selon leur propre calendrier, à l'intérieur de la cellule, maintenant ainsi leur propre population.

Troisièmement, les mitochondries sont entourées de deux membranes. La membrane interne a une composition et une structure qui ressemblent beaucoup à la membrane d'une bactérie moderne. La membrane externe, elle, ressemble davantage à la membrane cellulaire de l'hôte. Cette double limite est exactement ce à quoi on s'attendrait si une cellule bactérienne avait été engloutie entière.

Quatrièmement — et c'est peut-être le plus révélateur — certains antibiotiques ciblent spécifiquement les ribosomes bactériens sans affecter les cellules humaines. Or ces mêmes antibiotiques agissent aussi sur les mitochondries, car leurs ribosomes sont de type bactérien, contrairement à ceux du reste de la cellule.

Pourquoi l'article fut rejeté et ce que cela révèle

Les quinze refus essuyés par Margulis reflètent quelque chose de plus profond qu'un simple conservatisme institutionnel. À l'époque, la vision dominante voulait que l'évolution procède par changements graduels et progressifs — par mutation et sélection s'accumulant lentement au fil des générations. L'idée qu'un bond évolutif majeur puisse se produire par l'absorption complète d'un organisme par un autre n'était pas seulement non conventionnelle : elle proposait un mécanisme radicalement différent.

Les relecteurs n'avaient pas tort d'être sceptiques. La science exige le scepticisme. Le problème est que ce scepticisme s'appliquait de manière asymétrique — la charge de la preuve pesait bien plus lourdement sur l'hypothèse nouvelle que sur une hypothèse plus conventionnelle. Des travaux ont montré que les relecteurs ont tendance à appliquer des critères de preuve plus stricts aux hypothèses originales qu'aux hypothèses incrémentales. Dans le cas de Margulis, le cadre théorique dominant rendait son hypothèse difficile à accepter, non parce qu'elle contredisait les observations, mais parce qu'elle remettait en cause la manière même de penser l'évolution.

La carrière de Margulis elle-même fut marquée par une reconnaissance tardive. Ses pairs la traitèrent souvent comme une marginale. Pourtant, au fil des décennies, l'accumulation de preuves — découvertes d'ADN mitochondrial, similitudes biochimiques, analyses phylogénétiques — transforma son hypothèse en certitude scientifique. Aujourd'hui, la théorie endosymbiotique est enseignée dans toutes les universités et constitue un fondement incontournable de la biologie cellulaire et de l'évolution.