👩🏻‍🤝‍👨🏾 🔑 🕋 Les cheveux, les plumes et les écailles ont un ancêtre commun 🔃 🕝 🐪

Un groupe de scientifiques suisses a réussi à prouver que les poils, les écailles et les plumes sont homologues et descendaient d'un ancêtre commun - les reptiles. Le contexte théorique et les résultats expérimentaux ont été traités en détail dans les pages de la revue Science Advances et brièvement dans un communiqué de presse présenté au nom de l'Université de Genève. Aujourd'hui, nous parlerons de ce qui a servi de preuve à une déclaration aussi audacieuse et des conclusions pour de nouvelles recherches qui nous permettent de faire le travail.

La plupart des mammifères, des oiseaux et des reptiles sont facilement reconnaissables par leurs cheveux, leurs plumes et leurs écailles, respectivement. Cependant, le manque de formes de transition entre les écailles et les poils dans les fossiles et les différences significatives dans leur morphogenèse et leur composition en protéines ont provoqué une controverse au cours de leurs nombreuses décennies d'un pedigree commun.

Les scientifiques savent depuis longtemps que les poils et les plumes d'oiseaux des mammifères se développent à partir de la structure primordiale de la placode - une sorte d'épaississement de l'épiderme avec des cellules en colonnes, ce qui réduit le taux de prolifération et génère des gènes spécifiques. Cette observation, encore une fois, a tracé une ligne entre les partisans d'un seul ancêtre chez les oiseaux et les mammifères et les opposants à cette hypothèse, affirmant que les deux sont des espèces complètement différentes avec des pedigrees différents. De plus, les partisans de la dernière version ont en quelque sorte fermé les yeux sur le fait qu'elle oblige à accepter le fait que les deux espèces complètement différentes, selon leurs revendications, ont "inventé" le placode indépendamment l'une de l'autre.

En 2015, des scientifiques de l'Université de Yale (États-Unis) ont publié un article dans lequel ils montraient que les écailles, les cheveux et les plumes à un stade précoce de développement ont une signature moléculaire commune. Les résultats publiés ont alimenté le feu d'un conflit de longue date entre les deux écoles des évolutionnistes. Les adhérents de l'un d'entre eux ont continué à soutenir la vitalité de l'hypothèse selon laquelle des signatures moléculaires identiques témoignent de l'origine évolutive générale des appendices cutanés, et les partisans de l'autre, que pour le développement de différents appendices cutanés au cours de l'évolution à un certain stade, les mêmes gènes ont été réutilisés.

Points sur "Et"

Les travaux récents des biologistes Nicolas Di-Poï et Michel C. Milinkovitch du Département de génétique et évolution de l'Université de Genève (UNIGE) et de l'Institut suisse de bioinformatique (SIB) ont mis un terme à cette discussion de longue date. Les scientifiques ont prouvé que les écailles de reptiles ont évolué à partir de placodes avec des signatures anatomiques et moléculaires similaires à celles des oiseaux et des mammifères aux premiers stades de développement.

Les études ont analysé les caractéristiques morphologiques et moléculaires de la peau au cours du développement embryonnaire des crocodiles, des serpents et des lézards. «Notre étude fournit non seulement de nouvelles données moléculaires qui complètent le travail de l'équipe américaine, mais révèle également des faits microanatomiques clés», explique Michel Milinkovich. «En effet, nous avons identifié dans le reptile de nouvelles signatures moléculaires identiques à celles observées lors du développement des poils et des plumes, ainsi que la présence d'un placode anatomique similaire à celui des mammifères et des oiseaux. Cela indique que trois types d'appendices cutanés sont homologues: les écailles chez les reptiles, les plumes chez les oiseaux et les poils chez les mammifères, malgré leurs formes d'extrémité très différentes, issues de leur ancêtre commun, les reptiles. »

Un gène clé pour le développement des appendices cutanés

À l'étape suivante de l'étude, les auteurs ont étudié les dragons barbus, représentés par trois formes. La première forme est une espèce sauvage ordinaire, la deuxième forme est plus petite et la troisième, à son tour, a muté dans deux directions avec de nombreux défauts différents, y compris l'absence complète d'écailles. En comparant les génomes des trois sous-espèces examinées de dragons barbus, les scientifiques ont pu identifier le gène défectueux, qui comportait une certaine variété de formes. Il s'agit de l'ectodislazin-A (EDA), dont la mutation a finalement conduit à la libération d'une des formes de dragons barbus des écailles.

"Nous avons déterminé que l'apparence particulière de ces lézards nus est due à un dysfonctionnement de l'ectodysplasine-A, un gène dont la mutation dans le corps humain et les souris est connue pour générer des écarts importants dans le développement des dents, des glandes, des ongles et des cheveux", a expliqué Michelle Milinkovich. Sur la base de recherches et d'analyses comparatives, des scientifiques suisses ont montré que chez les lézards avec un gène EDA muté, la structure du placode est violée, tout comme les mammifères ou les oiseaux affectés par des mutations similaires dans le même gène, leurs propres cheveux ou plumes ne peuvent pas se développer à partir de la placode. Ces données indiquent collectivement de manière cohérente l'origine commune des écailles, des plumes et des cheveux.

Ayant reçu des preuves convaincantes d'une unité d'origine, les scientifiques ont l'intention de poursuivre la recherche, d'identifier et de décrire les mécanismes qui sous-tendent le développement d'une forme spécifique d'appendices cutanés. Ceci, à son tour, fournira une réponse à une autre question cruciale: comment la couverture cutanée squameuse la plus ancienne a-t-elle donné naissance à la diversité morphologique existante des écailles, des plumes et des cheveux. «Ces études, nous l'espérons, compléteront notre compréhension des mécanismes physiques et moléculaires qui donnent lieu à la complexité et à la polyvalence de la vie au cours de l'évolution», résume Malinkovich.

Il est intéressant de noter que plus tôt, étudiant la capacité du caméléon à changer de couleur, Michel Malinkovich a pu expliquer la nature de ce phénomène étonnant en restructurant activement la structure spatiale des nanocristaux cutanés.

Science Advances 24 Jun 2016:
Vol. 2, no. 6, e1600708
DOI: 10.1126/sciadv.1600708

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