La plus petite pièce de la mosaïque

Semper_Augustus_Tulip_17th_centuryEn 1617, dans la jeune république des Pays-Bas, le siècle d’or de la peinture commence tout juste et la culture de la tulipe est en plein boom. C’est cette année-là qu’apparaissent pour la première fois dans les catalogues des fleuristes de nouvelles variétés à fleurs « panachées »: elles présentent de jolies marbrures de différentes couleurs, comme sur le dessin ci-contre. Ces nouveaux motifs font fureur, mais restent très rares parce que difficiles à reproduire: la panachure n’affecte pas les graines.

Il ne faut que quelques années pour que la mode s’emballe complètement. En 1623 un bulbe coûte plusieurs mois de salaire; en 1633 plus cher qu’une demeure bourgeoise à Amsterdam. Inévitablement, la première bulle spéculative européenne finit par éclater en 1637.

Encore des taches

On reste aux Pays-Bas, mais on avance de 2 siècles. En plus des tulipes, on y trouve maintenant aussi des plantations de tabac. Et voilà que vers 1850 des taches claires ou sombres viennent régulièrement colorer les précieuses feuilles. Cette fois-ci pourtant, personne ne court après: les plants touchés ne poussent pas bien et les feuilles tachées se recroquevillent… très mauvais pour les manufactures de cigares !

En 1886, le chimiste allemand Adolf Mayer, en charge d’un laboratoire agronomique en Gueldre, se penche sur la question. Il établit que ni le climat ni des carences ne sont en cause. Pas trace non plus de champignon, ni de parasite animal visible: Mayer montre que la maladie est bien infectieuse. En broyant un jus de feuilles malades, et en l’injectant dans des plants sains, il parvient à les contaminer. Pourtant malgré ses efforts il n’arrive pas à trouver l’agent de transmission. Mais c’est quand même lui qui donne un nom à la maladie: on l’appellera mosaïque du tabac. Un nom charmant pour une maladie qui ne l’est pas, mais qui va jouer un rôle fort inattendu dans l’histoire de la biologie.

À l’est, quoi de nouveau ?

Au même moment, les cultures de tabac du sud de l’Ukraine sont elles aussi ravagées par la mosaïque. L’académie de Saint-Pétersbourg dépêche sur place un jeune botaniste, Dmitri Ivanovski. Comme Mayer il observe que les extraits de feuilles malades peuvent infecter des plantes indemnes. Or, avec notamment les travaux de Robert Koch, on vient juste de démontrer que le choléra, la tuberculose et la maladie du charbon sont toutes transmises par de petits organismes unicellulaires: les bactéries. Très logiquement, Ivanovski tâche donc d’isoler la bactérie responsable en filtrant le jus de feuilles malades à travers de la porcelaine: c’est le test de la « bougie de Chamberland ». Les pores tout petits de la céramique retiennent les bactéries: le filtrat qui en sort est normalement stérile.

Mais là, surprise ! Le jus clair qu’Ivanovski obtient après filtration est toujours capable de contaminer les plants de tabac ! Il faut donc que l’agent infectieux soit vraiment tout petit… Peut-être la bactérie du tabac produit-elle une molécule toxique[1]… mais sans un organisme qui se multiplie, comment expliquer qu’on puisse contaminer autant de plants avec si peu de filtrat ? Ivanovski ne peut que supposer qu’il existe des bactéries minuscules, capables de passer à travers le filtre de Chamberland.

Et on revient en Hollande

Pour la réponse définitive, il faut retourner aux Pays-Bas. En 1898, le microbiologiste Martinus Beijerinck, de Delft, poursuit les travaux de Mayer[2]. Tous ses efforts pour isoler la bactérie de la mosaïque dans les tissus des feuilles malades restent vains. Il parvient à contaminer des plantes saines avec des extraits de plus en plus dilués de feuilles malades. Il fait diffuser son sérum contagieux sur du gel d’agar-agar: là où toutes les bactéries connues restent plus ou moins confinées, le nouvel agent infectieux diffuse très rapidement. Beijerinck entrevoit aussi que cet agent, s’il survit dans les tissus abîmés, est incapable de se multiplier tout seul… mais y parvient quand il infecte une plante saine, et encore plus facilement dans les cellules jeunes. S’il ne survit pas à l’ébullition, il s’accomode plutôt bien d’une dessication complète du filtrat. En revanche, pas plus que ses prédécesseurs, Beijerinck n’arrive à observer quoique ce soit au microscope optique. À défaut de le voir, il va fixer définitivement le nom qu’on donnera désormais à cet étrange vecteur: ce sera « contagium vivum fluidum« , ou pour faire plus simple… virus [3] !

Et celui de la mosaïque du tabac (en anglais TMV) sera évidemment le premier d’une immense famille. 5 ans plus tard, la myxomatose, la fièvre aphteuse, les pestes équine, aviaire et bovine auront déjà été rangées dans la même catégorie. Et puis, pour ceux qui nous concernent, la fièvre jaune, le rhume, la variole, la grippe, la rage, le sida… et des milliers d’autres.

Mais au fait, et cette vieille histoire de tulipes ? Et bien c’est en 1928 qu’on découvre que les jolies marbures de couleur, qui avaient fait perdre la tête aux marchands hollandais du XVIIsiècle… sont elles aussi causées par une infection virale[4] ! Comme une prémonition des découvertes essentielles que feraient les botanistes hollandais en observant de simples feuilles tachées. Et comme quoi, les virus ne sont pas tous mortels, ni même tous néfastes.

À cette date on a donc déjà identifié un bon nombre d’infections virales, on a même appris à cultiver les virus… mais personne n’a encore jamais vu à quoi ils ressemblent ! Il faut attendre 1936 et la diffraction aux rayons X pour découvrir de quoi est constitué le TMV: des protéines et de l’ARN[5]. Et enfin, en 1939, c’est encore la mosaïque du tabac qui est le premier virus observé au microscope électronique: on découvre un petit bâtonnet de 300 nanomètres[6] de long, et seulement 20 de large… bien plus petit qu’une bactérie, donc[7] ! C’est la plus petite pièce de la mosaïque du monde vivant. Et voilà pourquoi il passait sans problème à travers les filtres de porcelaine d’Ivanovski et Beijerinck. Reste à comprendre comment il se reproduit grâce aux cellules qu’il infecte… Et en 1955 la nouvelle discipline est assez mûre pour que paraisse le premier numéro de la revue Virology… mais évidemment l’histoire est loin d’être finie. Et voilà comme une banale difficulté agronomique a bouleversé la biologie, et notre regard sur ce qu’est le vivant.


Aller plus loin

  • Sur la(es) découverte(s) de la mosaïque du tabac, un article de Hervé Lecoq dans les Comptes-rendus de l’Académie des Sciences. Et plus ou moins la même chose en anglais. Alors, qui de Mayer, Ivanovski et Beijerinck devrait gagner la querelle en paternité ?
  • @SciTania me signale fort à propos que celle qui a fini par élucider la structure exacte du virus de la mosaïque (un brin d’ARN protégé dans une capsule de protéines) n’est autre que… Rosalind Franklin, la découvreuse spoliée de la double hélice de l’ADN. Et de Tania Louis vous pouvez justement lire le chapitre « remercions les virus ! » dans La science à contre-pied, avec un complément en vidéo.
  • Tout savoir sur les milliards de milliards de milliards de virus qui peuplent notre planète: Planète de virus, de C. Zimmer aux éditions Belin, traduit par @SweetRScience.
  • Évidemment aujourd’hui, ça paraît bizarre d’imaginer les Pays-Bas et l’Ukraine comme de grands producteurs de tabac… on est loin de l’image d’Épinal des grandes plantations de Caroline ou Virgine, et des ateliers de cigares cubains. Pourtant les surfaces agricoles réservées au tabac représentent encore aujourd’hui quelques dizaines de milliers d’hectares en Europe (surtout au sud… et en Pologne). L’Italie y consacre deux fois plus de surface cultivée que Cuba !
  • Plus de détails sur la bulle des bulbes.

[1] Alexandre Yersin vient d’isoler la toxine diphtérique, produite par une bactérie.
[2] Apparemment il n’a pas tout de suite eu connaissance des expériences d’Ivanovski, dont il reconnaîtra l’antériorité.
[3] Le terme existait déjà, mais il concernait un peu en vrac tous les fluides contagieux, et n’avait pas encore d’acception scientifique rigoureusement définie.
[4] On l’appelle parfois en anglais tulip mosaic virus, mais le plus souvent tulip breaking virus.

[5] Acide ribonucléique: presque comme de l’ADN, mais ici avec un seul brin au lieu de deux. C’est le support de l’information génétique du virus.
[6] Un nanomètre, c’est un millième de micromètre, donc un millionième de mm.
[7] Cependant, depuis une quinzaine d’années on a découvert des virus beaucoup plus gros, qui pourraient être confondus avec des bactéries !

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