Une équipe internationale de chercheurs avec une contribution centrale de chercheurs du Département de physique biologique de l'Université Eötvös Loránd (ELTE) a dévoilé les origines évolutives des animaux et des champignons.

Les résultats, publiés dans la revue Nature , démontrent comment les données génomiques et les puissantes méthodes de calcul permettent aux scientifiques de répondre à des questions fondamentales de la biologie de l'évolution qui étaient auparavant inaccessibles.

Les scientifiques ont toujours été curieux de connaître l'histoire évolutive des animaux et des champignons :ces deux groupes d'organismes multicellulaires complexes sont à première vue totalement différents, mais en fait, ils sont cousins ​​sur l'Arbre de Vie. Les animaux et les champignons sont membres de la même famille élargie, appelée supergroupe eucaryote, et sont beaucoup plus étroitement liés les uns aux autres qu'aux plantes. Comprendre comment des groupes aussi complexes mais contrastés ont évolué au sein du même supergroupe eucaryote a été difficile en raison de l'absence d'enregistrements fossiles détaillés à partir du moment où les deux groupes ont divergé.

"Afin de résoudre cette énigme évolutive, nous avons d'abord dû produire des données génomiques à partir des groupes unicellulaires qui se ramifient entre les animaux et les champignons dans l'arbre de la vie", a déclaré Iñaki Ruiz-Trillo, chercheur principal et professeur de biologie évolutive à l'Institut de Biologie évolutive à Barcelone et dernier auteur de l'article.

Au lieu de s'appuyer sur des fossiles, les auteurs ont reconstitué l'évolution des deux groupes à partir des informations génétiques trouvées dans les génomes des champignons et des animaux vivant aujourd'hui. En combinant les données génomiques produites pour ces groupes unicellulaires avec les données génomiques de plusieurs espèces d'animaux et de champignons, les chercheurs ont reconstruit la trajectoire des changements génétiques qui ont conduit à l'origine de ces deux groupes eucaryotes à l'aide de modèles informatiques sophistiqués de changement génétique.

"Sur le plan méthodologique, il y a deux facteurs qui ont un impact énorme dans le domaine de la biologie évolutive. Le premier est qu'actuellement, il est beaucoup plus facile de produire des données génomiques pour n'importe quel organisme. Le second est que de nos jours nos ordinateurs peuvent exécuter beaucoup des modèles évolutifs plus complexes pour analyser ces données », a commenté Gergely J Szöllősi, chercheur principal au groupe de recherche ERC GENECLOCKS et professeur adjoint au département de physique biologique de l'ELTE et co-auteur de l'article.

L'image globale qui a émergé des analyses est que les différences génomiques que nous voyons aujourd'hui entre les animaux modernes et les champignons résultent de changements graduels qui ont commencé tôt dans l'évolution. Les résultats des auteurs indiquent que ce processus a commencé immédiatement après la divergence des ancêtres des deux groupes il y a plus d'un milliard d'années.

"Cela nous a surpris, car nous nous attendions à ce que la plupart des changements se produisent spécifiquement en concomitance avec l'origine des animaux et des champignons. Ce que nous avons vu à la place est le contraire, la plupart des changements dans le contenu génétique se sont produits avant l'origine des deux groupes", a déclaré Eduard Ocaña. -Pallarès, chercheur postdoctoral à l'université ELTE et premier auteur.

Selon les chercheurs, la lignée qui a conduit aux animaux a commencé à accumuler des gènes qui deviendront plus tard essentiels à la multicellularité animale. En revanche, la lignée conduisant aux champignons modernes a subi davantage de pertes génétiques et a déplacé son contenu génétique vers des fonctions métaboliques. Ce changement a permis aux champignons de s'adapter et de survivre dans une variété déconcertante d'environnements.

"Déménager de Barcelone en Hongrie et rejoindre le groupe de recherche ERC GENECLOCKS à ELTE a été la meilleure décision que j'aurais pu prendre d'un point de vue professionnel. Pendant mon doctorat à Barcelone, nous avons généré de nombreuses données génomiques, mais toutes ces données sont n'a de sens que si vous l'analysez avec les méthodes appropriées. J'ai décidé de poursuivre cette recherche dans le groupe de Gergely car j'étais conscient qu'ils développaient un logiciel de pointe pour la reconstruction du contenu des gènes ancestraux. Cette décision a été cruciale pour la réussite du projet, " conclut Eduard Ocaña-Pallarès, chercheur postdoctoral au Département de Physique Biologique de l'ELTE.

"Ce travail est un excellent exemple de la façon dont la collaboration dans le monde entier peut stimuler la science et conduire à l'excellence de la recherche", ajoute Gergely J Szöllősi. + Explorer plus loin

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