Comment l`évolution repeint les êtres vivants

COMMUNIQUÉ DE PRESSE I PARIS-MARSEILLE I 21 MARS 2013
ATTENTION ! Sous embargo jusqu’au 21/03/2013, à 19H (heure française)
Comment l’évolution repeint les êtres vivants
Du pelage rayé du zèbre aux ailes colorées des papillons en passant par les bandes
rouges du poisson-clown, les animaux sont décorés de motifs pigmentaires très
diversifiés, essentiels à leur survie et leur reproduction. Mais comment ces motifs colorés
apparaissent-ils et se modifient-ils au cours de l’évolution ? Une équipe de chercheurs de
l’Institut de biologie du développement de Marseille-Luminy (CNRS / Aix-Marseille
Université) vient de proposer un modèle génétique expliquant l’émergence évolutive de
nouveaux motifs pigmentaires et leur diversification entre espèces. Pour cela, les
scientifiques se sont intéressés à une tache noire présente sur les ailes des mouches
drosophiles. Ils ont retracé l’histoire des changements génétiques qui ont donné
naissance à ce caractère et conduit à sa diversification en formes différentes chez
plusieurs espèces. Leurs travaux sont publiés le 22 mars 2013 dans la revue Science. Ce
modèle génétique pourrait également expliquer l’évolution d’autres caractères animaux,
au-delà des motifs colorés qui les habillent.
La morphologie des animaux, de leur forme générale à leur ornementation, est déterminée par des gènes
qui s'activent au cours du développement embryonnaire. Ces gènes agissent comme différents corps de
métier sur un chantier : certains sont des « architectes » qui établissent la trame du corps ou d’un
organe ; d’autres sont des « artisans » (peintres, charpentiers…) qui reçoivent leurs instructions des gènes
« architectes ». Comprendre comment les relations entre ces gènes s’établissent pendant le
développement embryonnaire et se modifient au cours de l’évolution sont des questions centrales pour
élucider comment la morphologie des animaux apparait et évolue.
De l’apparition d’une tache…
Dans ce contexte, les chercheurs se sont intéressés à une tache de pigments noirs présente sur les ailes
des mâles de plusieurs espèces de drosophiles. L'équipe s'est d’abord penchée sur l’apparition de cette
tache, il y a environ 15 millions d’années, chez un ancêtre des espèces tachetées actuelles. Elle a mis en
évidence que des mutations apparues dans la séquence de gènes « peintres » les ont rendu sensibles à
un gène « architecte » actif au bout de l’aile, dans la région de la tache. Ces gènes « peintres »
produisaient déjà du pigment noir sur d’autres parties du corps ; à présent qu’ils répondent à un gène
« architecte » de l’aile, ils en produisent également au bout de l’aile. Ainsi, l’apparition d’une nouveauté
évolutive, la tache sur l’aile, résulte non pas de l’évolution de nouveaux gènes mais plutôt de l’émergence
de nouvelles interactions entre des gènes préexistants. Ces résultats illustrent au niveau génétique
comment l’évolution procède par un bricolage opportuniste pour faire du neuf avec du vieux.
…à sa diversification entre espèces de drosophiles
Une fois la tache apparue, sa forme s’est modifiée au gré de la formation de nouvelles espèces de
drosophiles. Ainsi, la coloration de leurs ailes s’est plus ou moins intensifiée, étalée, ou même éclatée en
plusieurs petites taches. Ces variations sur un thème initial constituent une deuxième phase évolutive
distincte de l’apparition du caractère « tache au bout de l’aile ». Les chercheurs ont montré que les
variations de forme des motifs ne sont pas le fruit de mutations au niveau des gènes « peintres », mais
qu'elles résultent au contraire de changements dans la distribution spatiale de l’expression du gène
« architecte ». En effet, en réponse à des variations de celle-ci, tous les gènes « peintres » qu'il gouverne
ont vu leur propre distribution modifiée dans l'aile.
De telles transitions évolutives en deux temps (apparition-diversification) sont communes dans le vivant, et
les mécanismes génétiques identifiés dans le cas de la tache des ailes de drosophile sont extrapolables
dans leur principe à l'évolution d'autres caractères.
Diversification des motifs pigmentaires des ailes de
drosophiles
© N. Gompel & B. Prud’homme
Evolution de la coloration des ailes de drosophiles :
variations sur un même thème
© N. Gompel & B. Prud’homme
Bibliographie
Emergence and Diversification of Fly Pigmentation Through Evolution of a Gene
Regulatory Module. Laurent Arnoult, Kathy F. Y. Su, Diogo Manoel, Caroline Minervino, Justine
Magriña, Nicolas Gompel, Benjamin Prud’homme. Science, 22 mars 2013.
Contacts
Chercheurs CNRS l Benjamin Prud’homme l T 04 91 26 92 06 l [email protected]
Nicolas Gompel l T 04 91 26 92 06 l [email protected]
Presse CNRS l Priscilla Dacher I T 01 44 96 46 06 / 51 51 l [email protected]
Com CNRS Provence et Corse l Karine Baligand l T 06 82 99 41 25 I [email protected]