Aux origines du règne animal
01/07/11

Gare aux pièges de l’histoire évolutive

Lorsqu’un gène chez une espèce ressemble à un gène chez une autre espèce, ces deux gènes sont très probablement issus d’un ancêtre commun et sont alors dits « homologues ». Plus les gènes homologues présentent de différences, plus cet ancêtre est éloigné dans le temps. C’est sur base de ces homologies que les scientifiques parviennent à reconstruire peu à peu l’arbre du vivant. Mais l’histoire évolutive peut jouer des tours à ceux qui tentent de remonter sa trace. Il arrive en effet que des espèces présentent des gènes similaires qui n’ont pourtant pas été hérités directement d’un ancêtre commun à ces espèces. « C’est comme le dauphin et le requin », compare Denis Baurain. « Ces animaux se ressemblent superficiellement car ils répondent à des contraintes fonctionnelles comparables. Pourtant, ils n’ont rien à voir l’un avec l’autre et n’ont pas d’ancêtre commun récent, le premier étant un mammifère proche des hippopotames, le second un poisson cartilagineux vieux de 400 millions d’années ». Au niveau moléculaire, ce type d’évolution convergente se produit également. Ainsi, deux gènes homologues éloignés peuvent finir par se ressembler fortement suite à une série de mutations indépendantes. C’est ce qu’on appelle l’homoplasie. Plus grave, certains gènes homologues connaissent des problème d’orthologie, c’est-à-dire existent en plusieurs copies dans certains génomes, voire ne représentent pas fidèlement leur génome pour cause de transfert de gènes entre espèces parfois très distantes (OGMs naturels).
Candidats animal ancien
On comprend dès lors la confusion que cela peut entraîner pour les analyses phylogénomiques ! Afin d’éviter d’être induit en erreur par ces phénomènes, il est donc crucial de contrôler scrupuleusement l’orthologie des séquences de gènes utilisées et d’avoir recours à une modélisation qui tienne compte de l’homoplasie. « C’est ce que nous avons fait avec les deux études phylogénomiques pour lesquelles nous avions des doutes quant aux conclusions », explique Denis Baurain.

Une fois le tir rectifié, les résultats des trois études sur l’évolution des organismes avant le Cambrien abondent dans le même sens : « ils révèlent que l’histoire évolutive des premiers animaux montre une complexité croissante, depuis les éponges jusqu’aux animaux à symétrie bilatérale en passant par les méduses», indique Denis Baurain. « Cela paraît logique, mais toutes les parties de l’arbre du vivant ne vont pas nécessairement dans ce sens », poursuit-il. « La levure du boulanger, par exemple, est dérivée par simplification secondaire d’un champignon qui était à l’origine beaucoup plus complexe qu’elle ».

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