Luana Lins et ses collègues ont séquencé le génome du killifish de mangrove, l'un des deux seuls vertébrés autofertiles, et a découvert qu'il possédait une diversité génétique remarquable pour un poisson qui reproduisait principalement son propre ADN. Crédit : Université d'État de Washington
Comme les animaux étranges vont, le killifish de mangrove est dans une classe à part. Il prospère à la fois dans l'eau douce et dans l'eau avec deux fois plus de sel que l'océan. Il peut vivre jusqu'à deux mois sur terre, respirer à travers sa peau, avant de retourner à l'eau avec une série de flips spectaculaires à 180 degrés.
Et c'est l'un des deux seuls vertébrés - l'autre est un proche parent - qui se féconde.
Cette dernière partie intrigue des scientifiques comme Luana Lins, chercheur postdoctoral à la Washington State University School of Biological Sciences.
Se lier d'amitié intimement, ce qu'on appelle « l'égoïsme », a des avantages. Si vous vous trouvez dans une bonne situation, avec une nourriture abondante ou un climat agréable, vous pouvez fonder une famille sur place. Mais parce qu'un animal qui s'autoféconde ne reproduit que son propre ADN, il est privé d'une boîte à outils génétique diversifiée qui peut être utile si l'environnement change soudainement. L'autofécondation peut également augmenter les chances qu'une mutation dangereuse devienne courante dans une population.
Pourtant, le killifish est imperturbable par une grande variété de situations désagréables, comme s'il suppliait le monde de le frapper de son meilleur coup.
Il s'avère que lorsque Lins et ses collègues du laboratoire de la génomique Joanna Kelley ont séquencé le génome du killifish, également connu sous le nom de rivulus de mangrove, Kryptolebias marmoratus, ou tout simplement "Kmar, " il s'est passé beaucoup de choses. Écrire dans le journal Génome , ils décrivent comment ils ont comparé 15 lignées différentes de la créature et ont trouvé une quantité remarquable de diversité génétique à travers les espèces.
Lorsque deux individus s'accouplent et que leurs chromosomes s'alignent, les gènes de chaque parent auront des nucléotides différents, ou des blocs de construction génétiques, aux emplacements correspondants de l'ADN. Ces différents nucléotides sont dits « hétérozygotes ». Et parce que des gènes différents confèrent des caractéristiques différentes, la progéniture aura un mélange de traits de chaque parent.
Mais quand une créature féconde son propre ovule avec son propre sperme, ses nucléotides sont plus susceptibles de correspondre à une uniformité qui n'est rompue que par la mutation ou la recombinaison occasionnelle. Leurs nucléotides appariés sont appelés homozygotes et, comme des clones, une génération est à peu près la même que la suivante.
En examinant l'ADN de killifish de diverses lignées, on pouvait s'attendre à voir une certaine uniformité entre eux. Pourtant, Lins et ses collègues de WSU, L'Université de Stanford et l'Université de l'Alabama ne l'ont pas fait.
"Nous avons trouvé beaucoup plus de zones hétérogènes, hétérozygote, que ce à quoi nous nous attendions si vous suiviez la logique de quelque chose qui s'accouple avec lui-même depuis longtemps, " dit Lins. "Cela ouvre une boîte de vers. Comment ça se passe ?"
Une explication est que les créatures ont beaucoup plus de mutations qu'on ne le pensait auparavant. Mais les mutations ont une certaine régularité ou cotes, rendant cette diversité improbable.
Mais dans la plupart des populations Kmar, un petit pourcentage d'individus seront des hommes. Leurs spermatozoïdes parviendront à féconder un pourcentage encore plus faible d'ovules d'autres individus.
Des études distinctes ont montré que lorsque les hermaphrodites sont exposés à des poissons de différentes lignées - des poissons mâles ou d'autres hermaphrodites non apparentés - ils sont plus susceptibles de pondre plus d'œufs qu'avec des poissons de la même lignée. Il se pourrait que les Kmar vivent occasionnellement l'un des récits archétypaux - un étranger vient en ville - et quand ils voient l'étranger, ils capitalisent sur ce nouveau réservoir d'ADN exotique. Ils sont attirés par l'étranger, ou ils répondent à l'étranger en produisant des œufs supplémentaires.
Pour toutes leurs capacités cérébrales limitées, les poissons ne sont pas exactement stupides. Lins a remarqué qu'ils apprennent quand il est temps de manger, se lever pour se nourrir. Toujours, repérer un nouveau pool d'ADN serait une sorte de perception remarquable, pour un poisson ou vraiment toute autre créature.
"Comment ils savent à quel point l'autre est différent, on ne sait pas, " dit Lins. " Il y a beaucoup d'inconnues, et je pense que c'est le plaisir de la science. Nous essayons tous de comprendre ce qui se passe avec ces poissons."