Depuis moreover de 100 ans, les biologistes se demandent pourquoi les animaux présentent différents varieties de cycles de vie. Certaines espèces, comme nous les humains et la plupart des vertébrés, se développent directement en une version entièrement formée – mais additionally petite – d’un adulte. En revanche, de nombreux autres animaux donnent naissance à des formes intermédiaires merveilleusement diverses que nous appelons des larves, qui se métamorphosent ensuite en adultes.
Pourtant, la compréhension que les chercheurs avaient de la raison pour laquelle les larves existent et de leur origine était limitée. As well as essential encore, les études comparatives à grande échelle traitant de cette concern n’avaient pas auparavant utilisé de strategies modernes basées sur le séquençage de l’information génétique d’un animal – le génome – et la découverte de la manière dont l’organisme utilise cette information and facts pendant sa croissance. Jusqu’ici.
Dans une étude menée par une équipe de l’Université Queen Mary de Londres (QMUL), publiée dans la revue Character, des chercheurs découvrent pour la première fois le mécanisme qui explique probablement comment les embryons forment soit une larve, soit une version miniature de l’adulte.
Dans leur report, ils prouvent que le instant de l’activation des gènes essentiels impliqués dans l’embryogenèse – la transformation d’un œuf fécondé en un organisme – est en corrélation avec la présence ou l’absence d’un stade larvaire et avec le fait que la larve se nourrit de son environnement ou dépend de la nourriture que la mère a déposée dans l’œuf.
Francisco M. Martín-Zamora, candidat au doctorat à QMUL et co-leading auteur de l’étude, a déclaré : « C’est impressionnant de voir remark l’évolution a façonné la façon dont les embryons animaux « indiquent l’heure » pour activer d’importants groupes de gènes as well as tôt ou moreover tard dans le développement.. Supposons qu’un stade larvaire ne soit furthermore essentiel à votre survie. Dans ce cas, il pourrait être avantageux sur le plan de l’évolution, par exemple, d’activer les gènes pour previous le tronc furthermore tôt et se développer directement en adulte à la area.
Cette nouvelle étude a utilisé des approches de pointe pour décoder les informations génétiques, l’activité et la régulation de trois espèces de vers invertébrés marins appelés annélides. Ils les ont combinés avec des ensembles de données publics d’autres espèces dans une étude à grande échelle impliquant plus de 600 ensembles de données de furthermore de 60 espèces séparées par furthermore de 500 tens of millions d’années d’évolution. “Ce n’est qu’en combinant des ensembles de données expérimentales générées en laboratoire et des analyses informatiques systématiques que nous avons pu démêler cette nouvelle biologie non découverte”, a déclaré le Dr Ferdinand Marlétaz, l’un des principaux collaborateurs de l’étude de l’University School London.
“Alors que les procedures existaient depuis quelques années, aucune équipe ne les avait utilisées à cette fin. Les ensembles de données que nous avons générés et les méthodologies que nous avons développées seront des ressources extrêmement puissantes pour d’autres chercheurs”, a souligné le Dr Yan Liang, chercheur postdoctoral de QMUL. et co-premier auteur de l’ouvrage.
Le Dr Chema Martín-Durán, l’auteur principal de cette recherche, a déclaré que “la biologie du développement se concentre en grande partie sur les souris, les mouches et d’autres espèces bien établies que nous connaissons comme organismes modèles. Notre étude démontre que la biologie fascinante des non-organismes souvent négligés l’espèce modèle est essentielle pour comprendre remark fonctionne le développement animal et remark il a évolué.”
Les gènes impliqués dans la development du tronc – la région du corps qui fit la tête et s’étend jusqu’à la queue – sont primordiaux. Certaines espèces formeront des larves pratiquement dépourvues de tronc, appelées «larves céphaliques», et pourraient avoir été présentes dès l’ancêtre de tous les animaux à tête et à queue. Le développement immediate et la development d’un petit adulte directement à partir de l’embryogenèse auraient évolué in addition tard dans de nombreux groupes d’animaux, comme nous et la plupart des vertébrés, motor vehicle les gènes pour previous le tronc sont activés additionally tôt dans l’embryogenèse et les characteristics larvaires sont progressivement perdus.
“Nous espérons que d’autres chercheurs dans le domaine continueront d’étudier le sujet passionnant de l’évolution des cycles de vie des animaux et fourniront des preuves supplémentaires de l’hypothèse que nous avons avancée”, a déclaré le Dr Andreas Hejnol, professeur à l’université Friedrich-Schiller d’Iéna. Allemagne, et collaborateur de l’équipe.
Bien que dirigé par des chercheurs de QMUL, le présent travail est une collaboration multidisciplinaire de in addition d’une douzaine de chercheurs, avec des collaborateurs de l’University College or university London, de l’Imperial Faculty London et du Countrywide Museum Wales, au Royaume-Uni l’Institut d’Okinawa pour la science et la technologie au Japon l’Université Friedrich-Schiller d’Iéna, en Allemagne et l’Université de Bergen, en Norvège.
Le programme Horizon 2020 de l’Union européenne du Conseil européen de la recherche (ERC) a financé les travaux, ainsi que le Conseil de recherche en biotechnologie et en sciences biologiques (BBSRC), la Royal Modern society et la Japan Society for the Promotion of Science.