Les animaux se reproduisent de deux manières distinctes : par ponte ou par naissance vivante. En étudiant une transition évolutive récente de la ponte à la vie chez un escargot marin, une recherche collaborative menée par l'Institut des sciences et technologies d'Autriche (ISTA), l'Université de Sheffield et l'Université de Göteborg a jeté un nouvel éclairage sur la génétique. des changements qui permettent aux organismes de faire le changement.
- Les animaux se reproduisent de deux manières distinctes : par ponte ou par naissance vivante.
- Une équipe internationale de chercheurs a étudié un escargot marin pour révéler les changements génétiques liés à la transition vers la vie.
- Le passage à la reproduction vivante est provoqué par une cinquantaine de changements génétiques dispersés dans le génome de l'escargot, offrant ainsi un nouvel éclairage sur cette transition évolutive récente.
Les résultats ont été publiés dans Science.
L’œuf est venu en premier. La ponte est apparue au plus profond de l’évolution, bien avant que les animaux ne parviennent à pénétrer sur terre.
Tout au lengthy de l'évolution, il y a eu de nombreuses transitions indépendantes vers des espèces vivantes dans tout le règne animal, notamment chez les insectes, les poissons, les reptiles et les mammifères. Pourtant, ces exemples nous ont appris très peu de choses sur le nombre de changements génétiques nécessaires pour passer des œufs à la progéniture vivante.
Aujourd’hui, une équipe internationale de chercheurs dirigée par Sean Stankowski, postdoctorant à l’ISTA, a utilisé un humble escargot marin pour révéler les changements génétiques qui sous-tendent la transition vers la vie.
Le principal avantage de l'étude de ce phénomène chez les escargots marins : les organismes vivants ont évolué au cours des 100 000 dernières années dans ces organismes – un clin d'œil en termes d'évolution. Ainsi, ces escargots marins pourraient offrir une likelihood one of a kind de révéler la foundation génétique des animaux vivants. « Presque tous les mammifères donnent naissance à des animaux vivants, et cette fonction accompagne leur évolution depuis environ 140 millions d'années.
Pourtant, dans cette étude, nous pouvons étudier comment les animaux vivants ont évolué de manière totalement indépendante, et beaucoup furthermore récemment, chez les escargots marins », explique Stankowski.. La découverte centrale de l'équipe : le passage à la replica vivante est provoqué par une cinquantaine de changements génétiques dispersés dans le génome de l'escargot.
Une espèce, as well as d'une centaine de noms
L'escargot marin de bord de mer Littorina saxatilis est la créature la as well as mal identifiée au monde, a rapporté The Guardian en 2015. Au fil des siècles, les scientifiques l'ont décrit as well as d'une centaine de fois comme une nouvelle espèce ou sous-espèce, bien qu'il soit communément trouvé sur les côtes de l'Atlantique Nord..
Toute cette confusion doit provenir des nombreuses variants de coquille et d'habitats de cette espèce. De in addition, L. saxatilis a un manner de replica unique : il a évolué en tant qu'espèce vivante tandis que les escargots marins apparentés qui partagent son habitat pondent des œufs.
« Les scientifiques ont principalement étudié la variation de la coquille de L. saxatilis plutôt que ce qui différencie l'espèce de ses moms and dads pondeurs. La réalité est que cette espèce d'escargot est l'exception en ce qui concerne sa stratégie de replica », explique Stankowski.
Perdre l'œuf, une étape à la fois
Un minute révélateur a été celui où Stankowski a déduit l'arbre phylogénétique, ou « arbre généalogique » évolutif, de L. saxatilis et d'autres espèces apparentées de Littorina pondeuses, en utilisant des séquences du génome entier. Il a montré que, bien que le fait d'être vivant soit le seul trait qui distingue L.
saxatilis de ses mothers and fathers pondeurs, L. saxatilis ne semblait pas previous un seul groupe évolutif. C'est cette inadéquation entre la stratégie de reproduction et l'ascendance qui a finalement permis à Stankowski et à ses collaborateurs de démêler la base génétique des animaux vivants des autres changements génétiques dans le génome de l'escargot.
« Nous avons pu identifier 50 régions génomiques qui, ensemble, semblent déterminer si les individus pondent des œufs ou donnent naissance à des petits », explique Stankowski. « Nous ne savons pas exactement ce que fait chaque région, mais nous avons pu lier bon nombre d'entre elles à des différences reproductives en comparant les modèles d'expression génétique chez les escargots pondeurs et vivants. » Dans l’ensemble, les résultats suggèrent que les espèces vivantes ont évolué progressivement grâce à l’accumulation de nombreuses mutations survenues au cours des 100 000 dernières années.
Les coûts et les avantages de la mise bas
La recherche montre que le passage à la generation vivante a permis aux escargots de se propager dans de nouvelles zones et habitats où les pondeuses ne peuvent pas survivre et se reproduire. Mais les avantages précis de la vie chez ces escargots restent un mystère. « Nous n'en sommes pas sûrs, mais la transition de la ponte à la creation vivante pourrait avoir été provoquée par la sélection naturelle favorisant un temps de rétention des œufs accru, les œufs éclos finalement à l'intérieur de la mère.
Nous pensons que les œufs auraient pu être plus sensibles. au dessèchement, aux dommages physiques et aux prédateurs », explique Stankowski. Chez les porteurs vivants, la progéniture est protégée des éléments jusqu'à ce qu'elle puisse se débrouiller seule, ajoute-t-il.
Mais en résolvant un problème, la survie en aurait certainement créé d’autres. « L'investissement supplémentaire dans la progéniture aurait presque certainement imposé de nouvelles exigences à l'anatomie, à la physiologie et au système immunitaire des escargots. Il est probable que bon nombre des régions génomiques que nous avons identifiées soient impliquées dans la réponse à ce type de défis. »
Cartographier la fonction de chaque gène
Bien que ces travaux apportent un nouvel éclairage sur la transition des œufs à la progéniture vivante, de nombreuses inquiries restent sans réponse. « La plupart des innovations génétiques sont en fait très anciennes et s'articulent à une échelle évolutive, ce qui rend difficile l'étude de leur origine », explique Stankowski. « Ces escargots nous ont permis de faire exactement cela, mais nous avons seulement commencé à effleurer la surface area de ce qu'ils peuvent nous apprendre sur les origines de la nouveauté. »
Dans une prochaine étape, les chercheurs souhaitent cartographier la fonction de chaque mutation. « Nous visons à comprendre remark chaque changement génétique a façonné la forme et la fonction des escargots sur le chemin de la vie, étape par étape », conclut Stankowski.
