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 ».


 
12 commentaires
  • Pierre-R. Desrosiers - Inscrit 7 novembre 2013 06 h 21

    Évolution?

    «L'idée de progrès, qui nous vient des Lumières, s'effondre», dit le professeur de biologie évolutive. Voilà qui est intéressant. Le petit ver, réfugié à 300 mètres de profondeur, nous apprendrait que la survie d'une espèce a préséance sur le développement de sa complexité. L'évolution, conclut le savant professeur, va parfois vers la simplification plutôt vers la complexification.

    Mais l'évolution n'est-elle pas, elle aussi, un concept issu des Lumières?

    Desrosiers
    Val David

    • Sylvain Auclair - Abonné 7 novembre 2013 10 h 24

      Darwin lui-même n'aimait pas le terme d'évolution, qui porte en lui une idée de progrès tout à fait étrangère au monde naturelle. Il aurait voulu parler de descendance avec modification. Mais c'est moins vendeur.

    • France Marcotte - Abonnée 7 novembre 2013 12 h 13

      En fait, le professeur dit:

      « 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 ».

      L'évolution ne va pas nécessairement en progressant de façon croissante.

      Mais peut-être qu'on peut progresser de façon croissante en se simplifiant, comme dit plus bas M.Couture.

      Il y a parfois des excroissances qui sont vraiment superflues...

    • Louis Gérard Guillotte - Inscrit 7 novembre 2013 17 h 02

      Ne pourrait-on pas appliquer à l'humain cette observation du complexe au simplifié quant à la fameuse idée de croissance économique à tout prix?

      Depuis la parution du Rapport de Rome intitulé "Halte à la Croissance",
      l'humain aura constaté et chiffré comment celle-ci a des conséquences
      destructives sur la qualité des milieux de vie et de l'environnement clima-
      tique.Se pourrait-il que cette laborieuse prise de conscience traduirait et
      appliquerait l'exemple de xénoturbella?Peut-être bien car moi-même
      j'aurai opté pour la simplicité volontaire comme mode de vie.

  • Pierre Couture - Inscrit 7 novembre 2013 07 h 30

    Vers plus de simplicité

    Très intéressant article. Mais il faut noter que l'évolution vers la simplicité était connue avant l'avènement de la cladistique.

    Dans de très nombreux cas de mutualisme - comme les mycorhises, par exemple - l'un des partenaires se départit de nombre de gènes devenus redondants avec ceux de l'hôte.

    Un phénomème semblable se produit chez beaucoup de parasites.

    Bref, contrairement à ce qu'on laisse souvent entendre, l'évolution ne va pas toujours vers la complexification: elle buissonne plutôt dans nombre de directions différentes et aucune ne semble privilégiée.

  • Bernard Terreault - Abonné 7 novembre 2013 07 h 55

    Simplification en cours ?

    D'après l'expert, le xénoturbella s’est simplifié en perdant plein de caractères anatomiques, comme le système nerveux et le tube digestif, au cours de l’évolution. Parfois je me demande en regardant la télé si l'humain n'est pas en train de perdre tranquillement son cerveau.

    • Pierre-R. Desrosiers - Inscrit 7 novembre 2013 10 h 11

      C'est exactement, en effet, ce qui se produit lors du passage de l'honnête homme au politicien. Simplifier pour survivre.

      Desrosiers
      Val david

    • Sylvain Auclair - Abonné 7 novembre 2013 10 h 26

      En fait, je me souviens avoir lu quelque part que notre cerveau a perdu du volume depuis la préhistoire. Il semble plus exigeant de survivre dans la nature que de chercher à réaliser une fusion nucléaire.

    • Sébastien Arcand - Abonné 7 novembre 2013 12 h 43

      À M. Desrosiers: Si je puis me permettre, j'aurai tendance à penser que le politicien est un animal très adaptatif et qu'il s'adapte très bien à son environnement (donc aux électeurs) en se départissant de certaines sections de son cerveaux dont il n'a pas besoin pour entrer en communication avec ledit environnement... Les meilleurs politiciens étant évidemment ceux qui, génétiquement, se rapprochent le plus de leur environnement.

    • Pierre Lefebvre - Inscrit 8 novembre 2013 07 h 42

      La «vie» se faufile toujours où elle trouve une niche et se débarrasse tout autant des apanages inutiles, comme le sens du commun, du bien et du mal et de l'équité !

      Ce qui prime est : La survie !

      PL

  • France Marcotte - Abonnée 7 novembre 2013 09 h 05

    Furtifs

    Et je ne serais pas du tout étonnée que les chats soient proches parents des poissons.

  • Sylvain Auclair - Abonné 7 novembre 2013 10 h 27

    Écaille, plumes et dinosaures

    Il me semble que le lien entre écailles et plumes, ainsi que la parenté des crocodiliens, des oiseaux et des dinosaures soient connus depuis assez lontemps, non?