Des chercheurs de l’Institut Max-Planck de microbiologie terrestre ont découvert une asymétrie surprenante dans le comportement d’accouplement de la levure unicellulaire qui émerge uniquement des différences moléculaires dans la signalisation des phéromones. Leurs résultats, publiés dans le numéro actuel de Science Developments, pourraient jeter un nouvel éclairage sur les origines évolutives du dimorphisme sexuel chez les eucaryotes supérieurs.



Ressemblant à des organismes supérieurs, les gamètes de levure communiquent pendant le processus d’accouplement en sécrétant et en détectant des phéromones sexuelles. Cependant, contrairement aux eucaryotes supérieurs, la levure bourgeonnante est isogame : vus au microscope, les gamètes des deux varieties d’accouplement (« sexes »), MATa et MATα, se ressemblent exactement. Étant donné que l’anisogamie – différence de taille entre les gamètes mâles et femelles – était considérée comme le stage de départ de la sélection sexuelle qui entraîne l’évolution des différences de comportement sexuel, les styles d’accouplement de S. cerevisiae étaient supposés être non seulement morphologique mais aussi comportemental. symétrique.

Aujourd’hui, une équipe de recherche dirigée par Victor Sourjik de l’Institut Max-Planck de microbiologie terrestre et son ancien boursier postdoctoral Alvaro Banderas, maintenant à l’Institut Curie à Paris, a découvert une asymétrie comportementale cachée qui émerge uniquement des différences moléculaires dans la signalisation des phéromones entre les deux sorts d’accouplement, qui pourraient avoir des implications de grande envergure pour comprendre l’évolution du dimorphisme sexuel chez les organismes supérieurs.



L’accouplement des levures implique des phéromones a et qui déclenchent les interactions entre les deux varieties différents, MATa et MATα. Bien que les phéromones et leurs récepteurs respectifs soient chimiquement différents, le reste de la voie de réponse aux phéromones (l’un des modèles les mieux étudiés pour la transduction du signal eucaryote) est le même pour les deux types d’accouplement. On a donc pensé que chez la levure, ainsi que chez d’autres micro-organismes eucaryotes isogames, les différences moléculaires entre les phéromones a et et leurs récepteurs ne sont nécessaires que pour assurer l’auto-incompatibilité entre les deux styles d’accouplement mais n’ont pas d’autres fonctions fonctionnelles. conséquences.

« En fait, notre intention initiale était de confirmer que le comportement des deux kinds d’accouplement est similaire. Pourtant, à notre grande surprise, nous l’avons trouvé très différent », explique Alexander Anders, leading auteur du manuscrit.

Remarquablement, les différences observées, avec des cellules MATa présentant un comportement de recherche exploratoire et des cellules MATα montrant une détection de gradient à courte portée et une polarisation vers le partenaire proximal, ressemblent à des asymétries bien établies entre les gamètes dans les organismes anisogames. « Il s’avère que l’asymétrie comportementale des gamètes n’est pas nécessairement une conséquence de l’anisogamie, mais pourrait en fait l’avoir précédée – cela remet en dilemma les hypothèses précédentes sur l’évolution par sélection sexuelle en tant que seul mécanisme générateur de différences dans le comportement d’accouplement entre les sexes », dit Alvaro Banderas, l’auteur co-correspondant du manuscrit.

Il est crucial de noter que la modélisation mathématique et les simulations informatiques suggèrent qu’un tel comportement asymétrique pourrait fournir un avantage sélectif en termes de conditioning en améliorant l’efficacité de l’accouplement dans un significant éventail d’environnements. « L’asymétrie comportementale pourrait maximiser la fréquence des rencontres d’accouplement dans différentes circumstances, ce qui signifie qu’il pourrait s’agir d’une propriété émergente sélectionnée par l’évolution », explique Remy Colin, qui a effectué la modélisation mathématique.

Que nous apprennent ces découvertes sur les origines du comportement sexuel ? « Bien qu’une analyse théorique moreover approfondie soit clairement nécessaire pour tester notre hypothèse », souligne Victor Sourjik, « nos travaux sur l’accouplement d’un eucaryote unicellulaire modèle offrent une nouvelle standpoint sur ce qui aurait pu être le point de départ de l’évolution de l’étonnante diversité des dimorphismes sexuels observé aujourd’hui. »