Les chloroplastes sont le deuxième type d’organites auxquels Lynn Margulis s’est intéressée.

Les chloroplastes sont des organites de 2 à 10 micromètres présents dans les cellules eucaryotes photosynthétiques. Ainsi, les plantes vertes qui nous entourent possèdent plusieurs chloroplastes dans chacune de leurs cellules. Le grand rôle des chloroplastes est de permettre la photosynthèse en captant la lumière.

Tout comme les mitochondries, les chloroplastes sont donc des organites très importants et les scientifiques se sont posés la question de leur origine depuis plus d’un siècle déjà.

Dans ses premiers travaux, Lynn Margulis fait en effet référence aux travaux de Konstantin Sergeevich Merezhkowsky (1855-1921).

Ce dernier publie dans les années 1900, deux articles expliquant que les chloroplastes sont d’anciennes cyanobactéries : « On the Nature and Origin of Chromatophores in the Plant Kingdom » (1905) et « La plante considérée comme un complexe symbiotique » dans le Bulletin de la Société des Sciences Naturelles de l’Ouest de la France (1920).

Étudiant d’abord les diatomées (des micro-algues unicellulaires) et leur classification, il se tourne ensuite vers les lichens. Les lichens sont aussi qualifiés de « champignons lichénisés », autrement dit ce sont des champignons qui ont incorporé des cyanobactéries (ils sont cependant classés dans l’embranchement des champignons).

C’est l’étude de ces organismes symbiotiques qui va lui permettre de développer l’idée que les chloroplastes sont des symbiotes.

Toutefois, Konstantin Merezhkowsky ne cherchera pas à généraliser cette idée pour en faire une théorie à part entière. Lynn Margulis s’inspire donc de ses travaux pour compléter son travail sur la symbiose entamé avec les mitochondries.

Elle amasse les articles et les preuves montrant que, à l’image les mitochondries, les chloroplastes étaient autrefois des bactéries. Cependant, au début de ses recherches, dans les années 1970, elle doit faire face à une théorie « alternative » appelée l’autogénie et défendue principalement par F.J.R. Taylor, un botaniste canadien.

Selon l’autogénie, les cellules eucaryotes ont évolué grâce à un processus d’évolution lent et progressif menant à des ramifications. Autrement dit, les chloroplastes (et les mitochondries) se seraient formés grâce à des processus évolutionnaires graduels, sans aucune symbiose.

Et, toujours selon l’autogénie, toutes les cellules eucaryotes avaient un ancêtre commun qui était une cyanobactérie. Ainsi les plantes auraient évolué progressivement à partir de cette cyanobactérie. Mais cela signifie que les animaux et les champignons auraient également évolué à partir de cette cyanobactérie et auraient ensuite tous perdu la faculté de photosynthèse.

Or, le matérialisme dialectique constate que, selon l’expression consacrée, on ne peut « faire tourner la roue de l’histoire en arrière ». Autrement dit, la vie se développe vers toujours plus de complexité : une fois qu’un nouveau stade est atteint, il n’y a pas de retour en arrière possible.

La communauté scientifique, qui n’adhère pas à cette vision du monde, a cependant quand même rejeté l’autogénie grâce aux nombreuses preuves venant appuyer la théorie de Lynn Margulis. Lynn Margulis ajoutera elle-même au débat qu’il est plus simple – elle utilise donc le principe d’Ockham du raisonnement scientifique qui dit qu’entre deux explications, la plus simple est la meilleure – que les plantes, possédant toutes des mitochondries, aient acquis par symbiose d’abord les mitochondries puis les chloroplastes, contredisant ainsi l’autogénie.

Pendant 10 ans, Lynn Margulis va donc travailler à rassembler des arguments pour montrer que les chloroplastes sont également des symbiotes. Les chloroplastes possèdent leur propre ADN et leur propre ARN, un ADN similaire à celui des cyanobactéries, ils se reproduisent par division, etc, etc.

Et il est maintenant largement admis que les chloroplastes sont issus de la symbiose entre un protiste (un eucaryote unicellulaire qui possède déjà une mitochondrie comme symbiote) et une cyanobactérie.

De plus, Lynn Margulis a montré que la symbiose avec les chloroplastes sont issus d’une symbiose plus récente que celle qui a donné les mitochondries.

Parmi les trois organites fondamentaux que nous étudions ici, les mitochondries, les chloroplastes et les ondulipodes (dont on va parler dans l’article suivant), les chloroplastes sont les derniers à avoir été assimilé pour créer une cellule caractéristique des plantes plus complexe que celle ne contenant que des mitochondries (comme les cellules des êtres humains).

Autrement dit, lorsqu’on s’intéresse aux différentes symbioses grâce auxquelles ont évolué les êtres vivants, les êtres humains – et les autres animaux – sont moins complexes que les cerisiers – et les autres plantes. Les animaux sont moins complexes parce qu’il y a eu moins de symbioses, donc moins de synthèses, que chez les plantes. En un sens, les plantes sont donc supérieures aux animaux, car elles sont arrivées plus loin dans la complexification de la matière.