Une équipe internationale de scientifiques de la Michigan State University a récemment séquencé le génome du poisson bowfin (Amia Calva). L’étude apporte davantage de lumière sur une espèce qui a longtemps été considérée comme une énigme évolutive car elle incarne une combinaison unique de caractéristiques ancestrales et modernes des poissons.
Le nageoire papillon est un poisson endémique de l’est de l’Amérique du Nord et le seul survivant contemporain d’une vaste lignée de nombreuses espèces connues uniquement à partir de fossiles. Ce poisson occupe une position particulière dans sa lignée évolutive, se situant entre les téléostéens, un groupe de poissons apparus récemment, et des branches plus anciennes comprenant les esturgeons, les spatules et les bichirs.
Le bowfin combine des caractéristiques ancestrales, telles qu’un squelette de nageoire robuste et une respiration semblable à celle d’un poumon, avec des caractéristiques dérivées, notamment une queue réduite et des écailles simplifiées.
Le séquençage du génome du nageoire papillon est une étape importante pour comprendre non seulement l’origine évolutive des téléostéens, mais également la transition des nageoires aux membres dans l’évolution des organismes vertébrés.
La recherche s’est concentrée sur la nageoire pectorale du nageoire papillon car elle conserve le métaptérigion, une partie du squelette de la nageoire qui est homologue aux os des membres des tétrapodes. Le séquençage génétique effectué au Bauer Core Facility de l’Université Harvard a montré que certains des gènes les plus critiques pour la croissance des appendices, tels que le gène du facteur de croissance des fibroblastes 8 (Fgf8), étaient totalement absents des nageoires pectorales des nageoires arc-en-ciel.
« Toutes les autres nageoires et membres que nous connaissons expriment Fgf8 au cours du développement », a déclaré le co-auteur de l’étude, M. Brent Hawkins, chercheur postdoctoral à l’Université Harvard. « Découvrir que les nageoires du bowfin n’expriment pas Fgf8, c’est comme trouver une voiture qui roule sans pédale d’accélérateur. Le fait que le bowfin ait accompli ce recâblage indique une flexibilité inattendue dans le programme de développement des ailerons.
Alors que certains gènes comme Fgf8 étaient mystérieusement absents de la nageoire pectorale du nageoire papillon, d’autres gènes – comme HoxD14 (qui est exprimé chez des espèces ancestrales telles que le paddlefish) – ont été activés de manière inattendue, bien qu’incapables de coder des protéines fonctionnelles.
« Le fait que le gène HoxD14 ne puisse plus fabriquer une protéine, mais qu’il soit toujours transcrit en ARNm à des niveaux aussi élevés, suggère qu’il pourrait y avoir une autre fonction que nous ne comprenons pas encore », a expliqué Hawkins.
Les résultats indiquent que les programmes génétiques ne sont pas aussi invariables qu’on le pensait auparavant. « En étudiant davantage d’espèces, nous apprenons quelles règles sont strictes et rapides et lesquelles l’évolution peut bricoler. Notre étude montre l’importance d’échantillonner une bande plus large de diversité naturelle. Nous pourrions simplement trouver d’importantes exceptions aux règles établies », a conclu Hawkins.
Cette recherche est publiée dans la revue Génétique naturelle.
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Par Andreï Ionescu, Espèces-menacées.fr Rédacteur
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