La forme fabuleuse de l’hippocampe expliquée par ses gènes


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  • Le séquençage du génome de l’hippocampe permet d’expliquer les formes étranges de cet animal hors norme.


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    Le séquençage du génome de l'hippocampe permet d'expliquer les formes étranges de cet animal hors norme.

    On peut dire que l’hippocampe est le meilleur exemple des formes infinies de la théorie de l’évolution. Il ne possède pas de queue ou de nageoire pelvienne, il nage verticalement et des plaques osseuses renforcent son corps et il ne possède pas de dents ce qui est rare pour un poisson. Une autre particularité est que ce sont les hippocampes mâles qui deviennent enceintes. Le projet pour séquencer le génome a inclus 6 biologistes évolutionnaires provenant de Konstanz et des chercheurs de Chine et de Singapour. Le séquençage concernait un hippocampe à queue tigrée. Ils ont obtenu de nouveaux résultats sur l’évolution moléculaire qui sont pertinents pour la recherche de la biodiversité. La perte et la duplication des gènes ainsi que la perte des éléments de régulation dans le génome ont provoqué une évolution rapide et très étrange de l’hippocampe. Les résultats sont publiés dans la revue Nature.1

    Le séquençage du génome permet de comprendre l’émergence de la diversité et sa base génétique. Et l’hippocampe est le meilleur exemple de caractéristiques uniques qui se sont développées en une courte période de temps. Pour expliquer la disparition des dents, on a découvert que l’hippocampe ne possédait pas des gènes spécifiques qui contribuent au développement des dents chez les humains et chez de nombreux poissons. De plus, l’hippocampe n’a pas besoin de dents parce qu’il possède une manière particulière de consommer sa nourriture. Au lieu de mâcher ses proies, il va l’aspirer avec une énorme pression négative qu’il génère avec son long museau. Et la même caractéristique génétique s’applique aux gènes qui contribuent au sens de l’odorat. Les hippocampes possèdent une très bonne vue et chacun de leur oeil peut bouger de manière indépendante. De ce fait, le sens de l’odorat devient secondaire.

    Le séquençage du génome de l'hippocampe permet d'expliquer les formes étranges de cet animal hors norme.

    CREDIT : Ralf Schneider

    L’aspect le plus remarquable de l’hippocampe est la perte des nageoires pelviennes. En termes évolutionnaires, ces nageoires partagent les mêmes origines que les jambes humaines. Un gène important, le Tbx4, qui est responsable de cette caractéristique, est présent chez tous les vertébrés, mais il est manquant dans le génome de l’hippocampe. Pour tester le fonctionnement de ce gène, les chercheurs ont mené une analyse en plus du séquençage du génome. On a désactivé ce gène via la technique du CRISPR-Cas9 chez des poissons-zèbres et le résultat est que ces poissons ont aussi perdu leur nageoire pelvienne.

    En plus de la perte des gènes, on a aussi détecté une duplication des gènes pendant l’évolution des hippocampes. Quand un gène est dupliqué, la copie peut remplir une nouvelle fonction. Dans l’hippocampe, c’est sans doute cette duplication et les nouvelles fonctions associés qui sont responsables de la grossesse chez les mâles. Ces gènes régulent la grossesse en coordonnant l’éclosion de l’embryon avec la poche ventrale de l’hippocampe. Une fois que l’embryon est éclos, les gènes supplémentaires s’activent.

    Selon cette étude, l’évolution n’agit pas seulement en changeant les gènes, mais elle influence également les éléments de régulation (des Switchs génétiques) pendant cette évolution. Les éléments de régulation sont des segments d’ADN qui contrôlent la fonction des gènes. Certains d’entre eux changent rarement pendant l’évolution puisque leur fonction de régulation est cruciale. Mais plusieurs de ces fonctions semblent manquantes chez l’hippocampe. C’est également le cas pour les éléments qui sont responsables du développement du squelette chez les poissons et les humains. C’est l’une des raisons pour laquelle le squelette de l’hippocampe a subi des changements aussi drastiques. L’hippocampe ne possède pas de cotes et à la place, son corps est blindé par des plaques osseuses qui le protègent des prédateurs. De plus, sa queue courbée avec des tentacules lui permet de se camoufler et de rester immobile en restant fixé sur les coraux. Le séquençage du génome suggère que la perte d’une séquence de régulation correspondante a mené à cette ossification.

    Sources

    1.
    Lin Q, Fan S, Zhang Y, et al. The seahorse genome and the evolution of its specialized morphology. Nature. 2016;540(7633):395-399. doi: 10.1038/nature20595

    Houssen Moshinaly

    Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009.

    Blogueur et essayiste, j'ai écrit 9 livres sur différents sujets comme la corruption en science, les singularités technologiques ou encore des fictions. Je propose aujourd'hui des analyses politiques et géopolitiques sur le nouveau monde qui arrive. J'ai une formation de rédaction web et une longue carrière de prolétaire.

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