Les scientifiques savent depuis longtemps que la motivation à se nourrir – structurée par la faim et le sentiment de satiété – est régulée par des hormones et de petites protéines appelées neuropeptides, présentes dans divers organismes, notamment les mouches des fruits, les souris et les humains.
Puisqu’un phénomène aussi répandu suggère une origine évolutive commune, une équipe de chercheurs de l’Université de Tokyo a étudié leur fonctionnement chez des animaux plus simples tels que les méduses et les mouches des fruits.
Les méduses partageaient un ancêtre commun avec les mammifères il y a plus de 600 millions d’années. Pourtant, ce sont des organismes plus simples, possédant des systèmes nerveux diffus appelés réseaux nerveux au lieu de structures localisées telles que le cerveau ou les ganglions que l’on trouve chez les mammifères.
Néanmoins, ils possèdent un riche répertoire comportemental, comprenant des stratégies complexes de recherche de nourriture, des rituels d’accouplement et même des capacités d’apprentissage pour réguler la faim, entre autres choses. Malgré leur complexité et leur importance, leur comportement alimentaire n’a pas encore été étudié de manière approfondie.
Les chercheurs se sont concentrés sur Cladonema, une petite espèce de méduse dotée de tentacules ramifiés qui régulent leur alimentation en fonction de leur faim. « Tout d’abord, pour comprendre les mécanismes sous-jacents à la régulation de l’alimentation, nous avons comparé les profils d’expression génique chez des méduses affamées et nourries », a déclaré l’auteur principal Hiromu Tanimoto, professeur de neurobiologie à Tokyo. « L’état d’alimentation a modifié les niveaux d’expression de nombreux gènes, y compris certains codant pour des neuropeptides. En synthétisant et en testant ces neuropeptides, nous en avons trouvé cinq qui réduisaient l’alimentation des méduses affamées.
Les experts ont découvert qu’un de ces neuropeptides – appelé GLWamide – inhibait le raccourcissement des tentacules, étape cruciale pour le transfert des proies capturées vers la bouche, ce qui suggère qu’il agit comme un signal de satiété indiquant que le corps a suffisamment de nourriture.
Pour clarifier si des neuropeptides similaires se trouvent chez d’autres espèces, les chercheurs ont analysé les mouches des fruits et ont découvert que leurs habitudes alimentaires et leur régulation de la faim sont régies par le peptide myoinhibiteur neuropeptide (MIP), les mouches des fruits dépourvues de ce peptide ayant tendance à manger davantage et finissant par devenir obèse. Étant donné que MIP et GLWamide partagent des similitudes structurelles, ils sont probablement liés au cours de l’évolution.
« Étant donné que les fonctions du GLWamide et du MIP ont été conservées malgré 600 millions d’années de divergence, cela nous a amené à nous demander s’il était possible d’échanger les deux », a déclaré l’auteur principal Vladimiros Thoma, professeur adjoint de neuroéthologie à l’université de Tohoku au Japon. « Et c’est exactement ce que nous avons fait, en donnant d’abord du MIP aux méduses, puis en exprimant le GLWamide dans des mouches dépourvues de MIP. »
Les résultats ont été frappants : le MIP a inhibé le comportement alimentaire des méduses, tout comme le GLWamide, tandis que le GLWamide des mouches des fruits a stoppé leur comportement anormal de suralimentation, suggérant que le système GLWamide/MIP chez les méduses et les insectes a été fonctionnellement conservé au cours de l’évolution, et soulignant le origines évolutives profondes d’un signal de satiété dans une variété d’organismes.
« Nous espérons que notre approche comparative inspirera une enquête ciblée sur le rôle des molécules, des neurones et des circuits dans la régulation du comportement dans un contexte évolutif plus large », a conclu Tanimoto.
L’étude est publiée dans la revue PNAS Neurosciences.
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Par Andreï Ionescu, Terre.com Rédacteur
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