L'Océan à la bouche

Le cœlacanthe, un fossile... toujours vivant

Des scientifiques ont identifié plusieurs nouveaux gènes dans le génome du très rare cœlacanthe. Ce poisson mythique est considéré comme un fossile vivant, mais il évolue encore.

Le premier spécimen vivant, un cœlacanthe africain , a été pêché en 1938.

Le premier spécimen vivant, un cœlacanthe africain (Latimeria chalumnae), a été pêché en 1938. © Unknown

Depuis leur apparition durant le Dévonien, les cœlacanthes n'ont que très peu évolué physiquement. Le premier spécimen vivant, un cœlacanthe africain (Latimeria chalumnae), a été pêché en 1938 et ressemble trait pour trait aux fossiles, qui datent pour la plupart du Trias (de -251 à -201,6 millions d'années), collectés par les paléontologues.

Laurent BALLESTA a pu rencontrer et photographier un cœlacanthe lors d'une plongée en Afrique du SudLaurent BALLESTA a pu rencontrer et photographier un cœlacanthe lors d'une plongée en Afrique du Sud (capture d’écran). © Laurent BALLESTA

À cause de son apparence archaïque, il est souvent qualifié de fossile vivant, ce qui sous-entend qu'il n'a pas évolué depuis des millions d'années. Or, les scientifiques savent que c'est faux, son génome a bel et bien évolué.

Une étude récente illustre parfaitement ce phénomène. Des généticiens de l'Université de Toronto ont identifié 62 nouveaux gènes dans le patrimoine génétique du cœlacanthe africain. La fonction de ces gènes reste encore opaque, mais les scientifiques ont pu comprendre comment ils ont été acquis.

Comparaison de taille entre le cœlacanthe et le plongeur.Comparaison de taille entre le cœlacanthe et le plongeur (capture d’écran). © Laurent BALLESTA

Le cœlacanthe évolue encore

Le génome du cœlacanthe est composé à environ 25 % d'éléments transposables. Ces morceaux d'ADN, appelés aussi «gènes sauteurs», sont capables, grâce à leur séquence particulière, de s'exciser de l'ADN et de «sauter» pour s'intégrer dans une nouvelle partie du génome.

Ce mécanisme peut être réalisé par le transposon lui-même, grâce à la présence d'une enzyme appelée transposase. Au fil du temps, ces éléments génétiques mobiles se fixent dans l'ADN et peuvent être à l'origine de nouveaux gènes, permettant au génome d'évoluer.

L’approche du cœlacanthe.L’approche du cœlacanthe (capture d’écran). © Laurent BALLESTA

Les 62 gènes identifiés chez le cœlacanthe africain sont dérivés de transposons qui auraient enrichi son patrimoine génétique il y a environ 10 millions d'années. En analysant leur séquence, les scientifiques pensent qu'ils codent pour des protéines impliquées dans la régulation de l'activité des gènes (protéines de liaison à l'ADN ou facteurs de transcription). Bien que discrets, ces gènes peuvent s'avérer cruciaux pour l'adaptation du cœlacanthe à son environnement. Leur présence n'a donc pas modifié l'apparence préhistorique du cœlacanthe, mais témoigne de tout de même de son évolution.

Julie KERN © Futura sciences

 

Le cœlacanthe africain dévoile des gènes

Les cœlacanthes étaient considérés comme disparus jusqu'à ce qu'un spécimen vivant soit découvert en 1938. Deux espèces sont aujourd'hui recensées, à l'heure où le génome de Latimeria chalumnae vient de dévoiler ses secrets.

Le cœlacanthe.Le cœlacanthe. © South African Journal of Science / wikimedia - CC BY 4.0

L'ADN de cet animal ayant peu évolué en 300 millions d'années est ainsi fait à 25 % de transposons. Il délivrera peut-être bientôt de précieuses informations sur l'évolution des vertébrés et leur sortie de l'eau.

Le cœlacanthe est un poisson à nageoires charnues phylogénétiquement proche des vertébrés terrestres. Il est souvent qualifié de fossile vivant, car il aurait peu évolué d'un point de morphologique au cours de ces 300 derniers millions d'années. On l'a par le passé cru éteint voilà 70 millions d'années, jusqu'à la découverte d'un individu vivant en 1938. Deux espèces ont été décrites de nos jours, le cœlacanthe africain Latimeria chalumnae et le cœlacanthe indonésien Latimeria menadoensis.

Une étude menée par une équipe internationale, à laquelle a participé l'Institut de génomique fonctionnelle de Lyon (IGFL), révèle que les dipneustes, des poissons à poumons, sont plus proches des tétrapodes que les cœlacanthes.

La recherche de modifications génétiques associées à la colonisation du milieu terrestre par les tétrapodes met en évidence des changements dans des gènes impliqués dans l'immunité, l'excrétion d'azote et le développement des nageoires-membres, de la queue, de l'oreille, du cerveau et de l'odorat.

Les faibles modifications morphologiques observées durant l'évolution du cœlacanthe suggèrent que son génome évolue lentement, ce que des analyses génomiques viennent de confirmer : les gènes de cœlacanthe évoluent moins vite que ceux des tétrapodes.

Plus de transposons que les oiseaux et les mammifères

De manière plus surprenante, l'équipe de Génomique évolutive des poissons, dirigée par Jean-Nicolas Volff, a découvert que le génome du cœlacanthe contient environ 25 % d'éléments transposables.

Les transposons sont des séquences d'ADN mobiles et répétées qui peuvent induire des mutations. Ils sont considérés comme des moteurs puissants de l'évolution et de la biodiversité.

Les analyses, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature, démontrent en plus que le cœlacanthe contient plus de familles différentes d'éléments transposables que les oiseaux et les mammifères, certaines de ces familles ayant été actives pendant son évolution et ayant façonné de manière significative son génome.

Ainsi, cet animal sorti du fond des âges ne peut être considéré comme inerte au niveau évolutif, malgré l'apparente absence de changements morphologiques majeurs dont il fait l'objet depuis des millions d'années. L'impact des éléments transposables sur l'évolution morphologique du cœlacanthe pose donc question.

Le séquençage du génome de la seconde espèce connue, le cœlacanthe indonésien, devrait permettre d'affiner la compréhension de l'évolution des gènes et des éléments transposables dans le génome de cet animal, que certains nomment «fossile vivant».

Article publié le 22 avril 2013 © CNRS

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