ÉVOLUTION: On finit par devenir ce que l'on mange
Cette recherche de biologistes de l’Indiana University qui cartographient les voies génétiques qui régulent l'apparition de différents traits physiques au sein de mêmes espèces mais en fonction des conditions nutritionnelles rencontrées au cours du développement, aboutit finalement à la conclusion : « on est ce que l’on mange ». L'étude menée ici sur 2 coléoptères ayant le même génome, montre que ceux qui vont disposer d’une alimentation riche en larves ne vont pas développer de corne ! Une recherche très expérimentale, présentée dans les Actes de l’Académie des Sciences américaine (PNAS) qui illustre remarquablement l’impact évolutif de nos conditions de vie, sur nos traits et nos comportements.
Chez de nombreux animaux, la nutrition va réguler l'apparence de certains traits physiques et certains comportements associés. Les fourmis et les abeilles, par exemple, vont devenir soit des travailleuses, soit des reines, en fonction de leur alimentation. Si les exemples sont multiples, les mécanismes génétiques exacts qui relient le développement aux facteurs nutritionnels restent mal compris. Cette recherche en biologie commence à décrypter les voies génétiques qui contrôlent ces spécificités développementales. « Pour la première fois, nous identifions un ensemble de mécanismes qui inhibent activement ou favorisent le développement de traits spécifiques au sein de mêmes espèces au cours du développement et en fonction de conditions nutritionnelles précises », explique le Dr Moczek, biologiste et professeur, co-auteur de la recherche.
Un développement spécifique dépendant de l'alimentation : les chercheurs identifient ici des gènes qui font partie de la voie de signalisation Hedgehog, une voie déjà documentée pour jouer un rôle dans la spécialisation cellulaire (ex : des astrocytes). Ainsi, cette voie conditionne le développement de certaines structures, chez le scarabée, en fonction de sa nutrition au cours du développement précoce. La même équipe avait déjà identifié une autre voie, nommée alors la « sex determination pathway », qui, dans des conditions nutritionnelles favorables, participait aussi à la promotion de la croissance. La découverte de ces 2 voies apporte une première explication génétique d'un développement spécifique dépendant de l'alimentation, un phénomène que les biologistes cherchent à expliquer depuis de nombreuses années.
Un système génétique qui fait le lien avec les conditions extérieures : les gènes spécifiques de cette voie de signalisation Hedgehog font partie d'un « système de relais » qui transmet des informations sur les conditions extérieures ou facteurs environnementaux, dont la nutrition, expliquent les chercheurs. Ils en font la démonstration à partir de scarabées du genre Onthophagus ayant exactement le même génome, qui vont produire différents traits en réponse aux conditions environnementales et nutritionnelles. Dans le cas de ces coléoptères, la formation d'une corne, outil « évolutif » de combat lorsque le scarabée doit lutter pour pouvoir se nourrir...Bref, cet ensemble de gènes déclenche son expression à des seuils « de nécessité », permettant alors de générer des versions alternatives, sur la base, pourtant, d'un même génome.
La prochaine étape est prévue sur le hérisson et sur la question de la détermination sexuelle en fonction de la nutrition…Comment un même seuil nutritionnel peut-il affecter différents sexes ou différentes parties d'un même corps ? « Maintenant que nous avons découvert comment ces voies assurent la communication avec le monde extérieur, nous avons envie d'écouter la conversation », concluent les auteurs.
PNAS April 4, 2016 doi: 10.1073/pnas.1601505113 Hedgehog signaling enables nutrition-responsive inhibition of an alternative morph in a polyphenic beetle (Visue@Alex Wild)
Cette actualité a été publiée le 13/05/2016
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