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Du nouveau sur l’ancêtre commun à tous les animaux grâce à l’anémone de mer

Publié en ligne le 4 août 2007 -
par Michel Naud

Le génome de l’anémone de mer est presque aussi complexe que le génome humain : c’est ce que rapporte l’étude conduite sous la direction de Daniel Rokhsar de l’université de Californie (Berkeley) et publiée dans Science le 6 juillet 2007. Cela donne un éclairage inattendu non seulement sur l’ancêtre commun aux humains et aux anémones de mer, mais aussi, de ce fait, sur la plupart des animaux multicellulaires.

En effet, tous les animaux comprenant plus d’une cellule sont regroupés sous le terme de “métazoaires”. Au sein de ces métazoaires la classification phylogénétique distingue immédiatement l’ancien phylum des éponges (aujourd’hui éclaté en trois taxons : démosponges, éponges hexactimellides et éponges calcaires) de ce qu’on appelle alors les eumétazoaires, regroupant tous les autres animaux. L’usage du préfixe « eu » (« véritable », en grec) signale que ceux-ci se distinguent des éponges principalement par l’existence de véritables tissus et la formation de feuillets au stade embryonnaire, ce qui en ferait de « vrais » animaux.

L’approche phylogénétique permet également de reconstituer certaines caractéristiques des ancêtres communs ; ainsi, comme le déclare Daniel Rokhsar, « tout ce que l’anémone de mer possède et qui se trouve aussi chez les humains, les mouches, les escargots et n’importe quel autre eumétazoaire, doit être présent aussi chez l’ancêtre commun des eumétazoaires », ancêtre qui aurait disparu il y a de 600 à 700 millions d’années.

Par les méthodes classiques de comparaisons entre animaux vivants, les biologistes pouvaient déjà inférer les caractéristiques qui devaient être déjà celles de ces premiers eumétazoaires, à savoir notamment l’existence d’un système nerveux, de muscles, d’un intestin, de sperme, etc. La comparaison des génomes ajoute une dimension supplémentaire à l’anatomie comparée : elle permet d’inférer quels gènes étaient présents et comment les chromosomes étaient structurés chez l’ancêtre commun.

La divergence de la famille des anémones de mer d’avec le reste de l’arbre de la vie animale est très précoce. En effet l’anémone de mer fait partie des cnidaires, première divergence de l’arbre des eumétazoaires. Au sein de ce phylum, elle côtoie les coraux et les méduses. C’est dire la surprise de l’équipe de Daniel Rokhsar quand elle a mis en lumière que par certains égards le génome de l’anémone de mer ressemblait davantage à celui des êtres humains que celui des animaux de laboratoires que sont les mouches drosophiles ou les vers nématodes. Ces derniers auraient en effet perdu des gènes sur la route de l’évolution ; on notera à cette occasion qu’on ne peut pas connecter d’une façon simple la complexité du génome (le nombre de gènes, for short) avec la complexité du fonctionnement de l’organisme qui l’abrite ; cette dernière signe davantage l’existence de modes de régulation entre les gènes présents que la présence de gènes additionnels.

C’est ainsi que le génome de l’anémone de mer compte environ 18 000 gènes quand celui des humains en décompte environ 20 000. Par ailleurs, nombre de gènes de l’anémone de mer sont organisés sur les 30 chromosomes de l’anémone de mer suivant des modèles d’agencement similaires à ceux que l’on trouve chez les gènes associés sur les 46 chromosomes humains.

Les chercheurs pensent pouvoir en déduire que l’ancêtre commun des eumétazoaires devait compter entre 18000 et 20000 gènes. L’histoire évolutionnaire d’environ 80% de ces gènes peut être retracée en amont de cette divergence de ce qu’on a appelé les animaux. Seuls 20 % de ces gènes semblent être propres aux animaux. Un quart de ces gènes semblent avoir été formés par des modifications substantielles de gènes plus anciens. Les trois quart restant semblent à ce jour complètement nouveaux, c’est-à-dire que les chercheurs ne sont pas en mesure d’identifier une relation avec des gènes antérieurs.

L’objectif des chercheurs est de comprendre comment les gènes et les génomes ont évolué pendant l’histoire des animaux afin de donner un éclairage autant sur l’origine des animaux que sur la construction de la biodiversité.

Sources :
http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2007/07/05_anemone.shtml
http://www.sciencedaily.com/releases/2007/07/070705153000.htm

Texte mis à jour le 5 août 2007.

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