Des chercheurs découvrent des liens de parenté génétique inusités

Les plumes des oiseaux sont l’évolution des écailles que l’on retrouve chez le crocodile.
Photo: Agence France-Presse (photo) Fabrice Coffrini Les plumes des oiseaux sont l’évolution des écailles que l’on retrouve chez le crocodile.

Qui aurait imaginé que nous, humains, soyons plus apparentés à des champignons qu’à des fleurs, que les crocodiles aient des liens de parenté plus étroits avec les oiseaux qu’avec les lézards, et que xénoturbella, un petit ver à l’allure très primitive, soit un proche parent des vertébrés, des oursins et des étoiles de mer ? Pourtant, c’est ce qu’ont révélé les nouvelles méthodes de classification des êtres vivants, qui reposent entre autres sur le décryptage du génome des organismes.

 

Le réexamen des plantes, des animaux et des bactéries à la lumière de ces nouvelles informations a ainsi mené à des découvertes surprenantes, dont certaines ont même bouleversé notre conception de l’évolution, affirme le professeur de biologie évolutive à l’Université Pierre-et-Marie-Curie à Paris Hervé Le Guyader, qui était invité à donner une conférence grand public mercredi au Jardin botanique de Montréal.

 

La parenté plutôt que l’apparence

 

Alors que la classification traditionnelle était fondée sur l’apparence globale des organismes vivants, la cladistique - aussi appelée systématique phylogénétique - classe les êtres vivants selon leurs relations de parenté, qui sont déterminées à partir de données moléculaires, cellulaires, osseuses et d’anatomie interne. « Apparue vers les années 1970 en même temps que la biologie moléculaire [technique d’analyse de l’ADN], cette méthode permet d’accéder à beaucoup plus de caractères nouveaux », précise en entrevue Hervé Le Guyader. « Par exemple, les oiseaux possèdent des plumes. Or, la plume a été une nouveauté, une innovation évolutive par rapport à l’écaille qu’on retrouve chez le crocodile. Quand on se sert des caractères évolués comme celui-là, on oublie la ressemblance globale sur laquelle était fondée la classification traditionnelle. Par exemple, le crocodile ressemble à un grand lézard, pourtant, il est évolutivement plus proche des oiseaux que des lézards car, comme les oiseaux, il possède un gésier qui est un caractère évolué dont sont dépourvus les lézards et les serpents. »

 

Les données génétiques ont également permis de constater que les animaux et les champignons ont un ancêtre commun qui est beaucoup plus récent que celui des animaux et des plantes à fleurs.

 

On se sert donc de ces caractères évolués pour retrouver des relations de parenté entre les différentes espèces et ensuite reconstruire l’histoire de l’évolution des espèces, souligne le chercheur. La classification des animaux et des plantes a donc été revue et corrigée, voire bouleversée à l’aide de cette méthode phylogénétique.

 

On travaille actuellement à celle des algues et des organismes unicellulaires afin de remonter le fil de l’histoire évolutive de la vie… jusqu’à la première cellule. « Justement, il n’y a vraisemblablement pas de première cellule ! », réplique tout de go le biologiste avant d’expliquer que « très vraisemblablement, au début, les bactéries s’échangeaient énormément de matériel génétique par l’intermédiaire de virus » selon un mode de transfert horizontal, d’un organisme à un autre, contrairement à un transfert vertical, de génération en génération, par le truchement de la sexualité. « Le signal du transfert vertical s’est alors perdu, c’est pourquoi on ne peut reconstituer l’histoire des bactéries. » Le fait qu’il devient donc impossible de trouver la racine de l’arbre évolutif est « la cause de grandes bagarres » entre experts, confie M. Le Guyader. « Certains croient qu’il existe une racine mais qu’on ne la voit pas. Nous, à Paris, et des chercheurs de Montréal avec lesquels nous collaborons, affirmons qu’il n’y a pas de racine unique et que c’est la notion de réseauqui est importante. »

 

Les ours polaires en sécurité ?

 

Par ailleurs, sur une échelle de temps plus petite, la phylogénétique a aussi permis de retrouver la trace des épisodes d’hybridation qui sont survenus entre des ours grizzly (qui constituent une sous-espèce d’ours brun) et des ours blancs (ou polaires), et qui ont conduit à l’apparition des pizzlys (contraction de polar bear et de grizzly), ces ours au pelage blanc parsemé de zones jaunes. La fonte de la banquise a incité les ours blancs à descendre vers le Sud, où ils ont rencontré les grizzlys, explique le biologiste avant de relater des résultats obtenus par des laboratoires américains indiquant, dans un premier temps, que les grizzlys et les ours blancs sont devenus deux espèces distinctes il y a environ 600 000 ans. « Mais depuis que les ours blancs et les ours bruns se sont séparés, cinq glaciations ont eu lieu. Cela veut donc dire que les ours blancs ont survécu à quatre fontes de la banquise. On dit aujourd’hui que les ours blancs sont en voie de disparition. Mais pourquoi disparaîtraient-ils s’ils ont déjà survécu à ces réchauffements ? », lance-t-il, tout en ajoutant que les chercheurs américains ont également trouvé chez les ours bruns et les ours blancs des marqueurs génétiques identiques indiquant qu’une forte hybridation aurait eu lieu entre ces deux espèces il y a 120 000 ans, soit au moment de la dernière période interglaciaire durant laquelle les températures étaient relativement élevées.

 

« Cette hybridation a permis de sauvegarder les gènes particuliers des ours blancs », et ceux-ci sontvraisemblablement réapparus au gré des accouplements entre pizzlys lors de la dernière glaciation. « Ces nouveaux ours blancs ne sont sans doute pas tout à fait les mêmes que les précédents. Mais tout cela est le résultat de l’évolution », affirme le chercheur.

 

M. Le Guyader souligne aussi le fait que la cladistique nous a permis de découvrir que « parfois l’évolution va vers des simplifications plutôt que vers des complexifications ». Lorsqu’on est face à un animal très simple, comme un petit ver, on imagine qu’il s’agit d’une espèce ancestrale car les premiers animaux étaient très simples, rappelle le chercheur. « Or, il y a cinq ans, on a eu la surprise de trouver qu’un petit ver d’une simplicité colossale était proche parent d’organismes complexes, comme les vertébrés et les échinodermes (oursins, étoiles de mer). On a trouvé dans le génome de ce petit ver des caractères très évolués, comme des gènes de développement qu’il a hérités d’ancêtres plus complexes que lui. Cet animal, dénommé xénoturbella, avait été découvert en 1920, à 300 mètres de profondeur, près de la Norvège. De par sa position phylogénétique, il a acquis tout à coup un statut intéressant alors que c’est une petite cochonnerie », raconte le biologiste tout en rappelant que « cette idée de progrès croissant au cours de l’évolution qui nous vient du siècle des Lumières s’effondre avec l’exemple de xénoturbella, qui s’est simplifié en perdant plein de caractères anatomiques, comme le système nerveux et le tube digestif, au cours de l’évolution ».

À voir en vidéo