Early Evolution and Phylogeny - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2008

Early Evolution and Phylogeny

Evolution Profonde et Phylogénie

Abstract

During this thesis, I studied the early evolution of life, from the Last Universal Common Ancestor (LUCA) to the ancestors of the three kingdoms, Archaea, Bacteria and Eukarya. Notably, I have attempted to place a few organisms in the tree of life, namely the bacteria Aquifex aeolicus and the archaea Cenarchaeum symbiosum, and I also studied the evolution of optimal growth temperatures over the last four billion years. To this end, I developed algorithms to reconstruct ancestral gene sequences, and used these sequences to predict the optimal growth temperatures of now-extinct organisms. My colleagues and I estimate that LUCA did not live in a very hot environment, but that its descendants the ancestors of Bacteria and of the group containing Archaea and Eukarya both lived at higher temperatures. This implies that the two lineages descending from LUCA underwent the same kind of evolution in parallel, perhaps caused by the same unique selection pressure. This pressure may have resulted from an intense meteoritic bombardment 3.8 billion years ago, and have been accompanied by the transition from an RNA genome in LUCA to DNA genomes in its descendants. Subsequently in the bacterial lineage, optimal growth temperature dropped, which may correspond to the evolution of oceanic temperatures in the last 3.5 billion years.
Durant cette thèse je me suis intéressé à l'évolution profonde du vivant, depuis le dernier ancêtre commun universel (LUCA) jusqu'aux ancêtres des trois grands royaumes, les Archées, les Bactéries et les Eucaryotes. J'ai notamment cherché à placer quelques organismes dans l'arbre de la vie, tels que la bactérie Aquifex aeolicus et l'archée Cenarchaeum symbiosum, et j'ai également étudié l'évolution des températures de croissance il y a plusieurs milliards d'années. Pour ce faire, j'ai développé des algorithmes afin de reconstruire l'évolution de séquences géniques, puis j'ai utilisé ces séquences pour prédire les températures optimales de croissances d'organismes aujourd'hui éteints. Mes collègues et moi-même estimons que LUCA ne vivait pas à très haute température, mais que ses directs descendants les ancêtres des Bactéries et du groupe comprenant les Archées et les Eucaryotes vivaient dans des environnements plus chauds. Cela signifie que les deux lignées venant de LUCA ont subi le même type d'évolution en parallèle, qui pourrait avoir été causée par une seule et même pression de sélection. Cette pression pourrait être le résultat d'un intense bombardement météoritique il y a 3.8 milliards d'années, et avoir été accompagnée d'un changement depuis un génome à ARN pour LUCA vers des génomes à ADN pour ses descendants. Ensuite, dans la lignée des Bactéries, les températures optimales de croissance ont chuté, ce qui pourrait correspondre à l'évolution de la température des océans au cours des 3.5 derniers milliards d'années.
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Dates and versions

tel-00345743 , version 1 (09-12-2008)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00345743 , version 1

Cite

Bastien Boussau. Early Evolution and Phylogeny. Symbiosis. Université Claude Bernard - Lyon I, 2008. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00345743⟩
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