Les gens disent "Quand les cochons volent" pour décrire l'impossible. Mais même si la plupart des mammifères vivent sur terre, la capacité de planer ou de voler a évolué à maintes reprises au cours de l’évolution des mammifères, chez des espèces allant des chauves-souris aux écureuils volants. Comment est-ce arrivé ?

Dans une étude publiée dans la revue Nature Cette semaine, une équipe de chercheurs dirigée par l'Université de Princeton et le Baylor College of Medicine explique les bases génomiques et développementales du patagium, la fine membrane cutanée qui permet à certaines espèces de mammifères de planer dans les airs.

"Nous ne comprenons pas vraiment comment les nouveaux traits et adaptations proviennent d'une perspective moléculaire et génétique. Nous voulions étudier comment une nouveauté évolutive apparaît", a déclaré l'auteur co-correspondant, le Dr Ricardo Mallarino, professeur adjoint de biologie moléculaire à Princeton. /P>

Pour mieux comprendre l'évolution du patagium, l'équipe s'est concentrée sur les marsupiaux. En effet, la capacité de planer s'est développée à plusieurs reprises, en utilisant des changements anatomiques similaires, chez des marsupiaux étroitement apparentés comme le planeur à sucre, un minuscule marsupial assez petit pour tenir dans votre poche et populaire comme animal de compagnie exotique.

L'équipe Baylor a dirigé le séquençage du génome de 15 espèces de marsupiaux, déterminant les séquences d'ADN des espèces planantes et de leurs parents non planeurs. La comparaison de ces séquences a révélé une évolution accélérée à proximité d'un gène appelé Emx2.

"Ce qui est intéressant, c'est que la séquence du gène lui-même ne semble pas être l'endroit où les changements les plus pertinents se produisent. Au lieu de cela, les changements clés se produisent dans de courtes séquences d'ADN, appelées "amplificateurs", qui se trouvent à proximité dans le génome.

"Ce sont ces amplificateurs changeants qui modifient comment et où Emx2 est actif dans le corps, et qui déterminent l'évolution du vol à voile", a déclaré l'auteur co-correspondant, le Dr Erez Lieberman Aiden, professeur de génétique moléculaire et humaine et directeur du Centre de génome. Architecture à Baylor.

"Comprendre les changements sous-jacents qui se produisent au niveau génomique pour donner naissance à ces traits convergents est important car cela peut nous dire si l'évolution cible la voie de moindre résistance. Vous pouvez avoir le même résultat mais des voies différentes pour y arriver", a déclaré Jorge Moreno, co-premier auteur, étudiant diplômé du laboratoire de Mallarino.

Ensuite, les chercheurs ont voulu tester ces idées. Pour ce faire, ils ont utilisé l’une des caractéristiques les plus uniques des marsupiaux :leur poche. "Les bébés marsupiaux naissent à un stade de développement beaucoup plus précoce que les mammifères typiques", a déclaré le co-premier auteur, le Dr Olga Dudchenko, professeur adjoint de génétique moléculaire et humaine à Baylor et chercheur au Centre de physique biologique théorique de l'Université Rice.

"Au lieu de poursuivre leur développement dans le ventre de leur mère, ils rampent dans sa pochette et y restent jusqu'à ce qu'ils soient prêts à affronter le monde de manière indépendante. Le fait qu'ils soient là, dans la pochette, rend beaucoup plus facile l'étude de la manière dont les gènes individuels, comme Emx2, affectent le développement du marsupial."

Les chercheurs ont montré qu'Emx2 donne naissance au marsupial patagium en utilisant un programme génétique qui existe probablement chez tous les mammifères. Par exemple, Emx2 est actif dans la peau des côtés des souris et des planeurs à sucre, mais chez les planeurs à sucre, il est exprimé beaucoup plus longtemps.

Comme le note Dudchenko, également au Centre d'architecture du génome de Baylor :"En modifiant ces amplificateurs Emx2 essentiels, une espèce après l'autre a exploité ce programme universel afin de développer la capacité de planer."

Une nouvelle encourageante pour les cochons qui espèrent atteindre les cieux.

Plus d'informations : Ricardo Mallarino, Emx2 est à l'origine du développement et de l'évolution des membranes de glissement des marsupiaux, Nature (2024). DOI :10.1038/s41586-024-07305-3. www.nature.com/articles/s41586-024-07305-3

Darío G. Lupiáñez, Les génomes marsupiaux révèlent l'évolution d'une membrane cutanée destinée au vol à voile, Nature (2024). DOI :10.1038/d41586-024-01021-8, doi.org/10.1038/d41586-024-01021-8

Informations sur le journal : Nature

Fourni par le Baylor College of Medicine