Bienvenue dans un nouveau monde... le notre

L'origine d’un supergène du mimétisme retracée
Actualités

L'origine d’un supergène du mimétisme retracée

Au cours de l’évolution, certains papillons ont développé une toxicité qui les rend impropres à la consommation. Les prédateurs les reconnaissent aux motifs de leurs ailes et évitent ainsi de les manger. D’autres papillons, toxiques ou non, ont développé une stratégie fondée sur le mimétisme : ils arborent des motifs similaires à ceux de papillons toxiques, une ruse efficace contre les prédateurs. Les mécanismes génétiques de ce mimétisme sont encore mal compris, mais Mathieu Joron, chercheur du CNRS au Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive, à Montpellier, et ses collègues ont apporté un éclairage important en identifiant l’origine d’un « supergène » chez des papillons tropicaux de l’espèce Heliconius numata.

Un supergène est une séquence continue et indissociable de plusieurs gènes. La stabilité de cette structure permet la coexistence au fil des générations de motifs distincts, portés par différents individus d’une même région, sans que ces motifs se métissent par recombinaison génétique. Habituellement, lors de la fécondation, les chromosomes du futur individu subissent un brassage génétique au cours duquel des segments des chromosomes de la mère et du père se mélangent pour former des chromosomes dits recombinants. C’est pour cela que chacun est unique, y compris dans une fratrie.

Dès lors, les motifs des ailes devraient se modifier au fil des générations, défaisant les combinaisons de caractères qui permettent la ressemblance mimétique. Ce n’est pourtant pas ce que l’on observe, notamment chez les papillons Heliconius. Mathieu Joron et ses collègues ont identifié, chez Heliconius numata, un supergène composé de 20 gènes responsables des variations des motifs des ailes d’un individu à l’autre et qui ne peuvent être séparés au cours du brassage génétique. La présence de ce supergène explique la persistance des motifs.
La coexistence des séquences ancestrale et inversée des gènes bloque le brassage

Cependant, si le rôle des supergènes dans le mimétisme est bien connu, les mécanismes qui gouvernent leur formation restent mal compris. Mathieu Joron et ses collègues ont étudié la partie du génome impliquée dans les motifs des ailes dans un groupe (un clade) de dix espèces de papillons incluant H. numata. Ils ont d’abord retrouvé l’arrangement ancestral des gènes tel qu’il existait chez l’ancêtre commun de ces différentes espèces. Les chercheurs ont alors mis en évidence que cette structure a, au cours du temps, subi une inversion – un segment d’ADN portant une vingtaine de gènes s’est retourné lors d’une mutation, inversant soudainement l’ordre de ces gènes par rapport à la version ancestrale.

L’équipe suggère que la coexistence des séquences ancestrale et inversée des gènes entre différents individus d’H. numata bloque le brassage entre elles et transforme de fait cette vingtaine de gènes en un supergène insécable. Ils ont donc d’abord cherché quand la première inversion est apparue parmi les autres espèces du clade. Cette inversion est absente dans les espèces proches d’Heliconius numata (elles possèdent l’ordre ancestral des gènes) mais se retrouve chez Heliconius pardalinus, une espèce génétiquement plus distante. L’analyse de la généalogie des séquences montre que l’inversion apparue chez ce dernier aurait ensuite été transmise, par hybridation, à Heliconius numata (les espèces étant interfécondes). Chez Heliconius numata coexistent désormais les deux versions inversées et non inversées du segment d’ADN concerné. Ce polymorphisme d’inversion, associé a des colorations distinctes, scelle ainsi un supergène à deux allèles principaux, chacun contrôlant un motif de coloration similaire à celui d’une espèce toxique.

Pour finir, les chercheurs estiment que l’inversion s’est produite il y a environ 2,4 millions d’années et que la transmission à H. numata a eu lieu près de 100 000 ans plus tard, date de formation du supergène. Ce résultat apporte les premières preuves empiriques du mécanisme de formation des supergènes. Reste à vérifier si ce mécanisme est similaire chez d’autres espèces.


Source : Pour la science
Crédit : Shutterstock.com/Cristian Gusa

Les ailes du papillon Heliconius numata présentent plusieurs motifs semblables à ceux de papillons toxiques. Ces motifs sont contrôlés par un supergène hérité il y a 2,3 millions d’années.

L'origine d’un supergène du mimétisme retracée Actualités

L'origine d’un supergène du mimétisme retracée

Au cours de l’évolution, certains papillons ont développé une toxicité qui les rend impropres à la consommation. Les prédateurs les reconnaissent aux motifs de leurs ailes et évitent ainsi de les manger. D’autres papillons, toxiques ou non, ont développé une stratégie fondée sur le mimétisme : ils arborent des motifs similaires à ceux de papillons toxiques, une ruse efficace contre les prédateurs. Les mécanismes génétiques de ce mimétisme sont encore mal compris, mais Mathieu Joron, chercheur du CNRS au Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive, à Montpellier, et ses collègues ont apporté un éclairage important en identifiant l’origine d’un « supergène » chez des papillons tropicaux de l’espèce Heliconius numata.

Un supergène est une séquence continue et indissociable de plusieurs gènes. La stabilité de cette structure permet la coexistence au fil des générations de motifs distincts, portés par différents individus d’une même région, sans que ces motifs se métissent par recombinaison génétique. Habituellement, lors de la fécondation, les chromosomes du futur individu subissent un brassage génétique au cours duquel des segments des chromosomes de la mère et du père se mélangent pour former des chromosomes dits recombinants. C’est pour cela que chacun est unique, y compris dans une fratrie.

Dès lors, les motifs des ailes devraient se modifier au fil des générations, défaisant les combinaisons de caractères qui permettent la ressemblance mimétique. Ce n’est pourtant pas ce que l’on observe, notamment chez les papillons Heliconius. Mathieu Joron et ses collègues ont identifié, chez Heliconius numata, un supergène composé de 20 gènes responsables des variations des motifs des ailes d’un individu à l’autre et qui ne peuvent être séparés au cours du brassage génétique. La présence de ce supergène explique la persistance des motifs.
La coexistence des séquences ancestrale et inversée des gènes bloque le brassage

Cependant, si le rôle des supergènes dans le mimétisme est bien connu, les mécanismes qui gouvernent leur formation restent mal compris. Mathieu Joron et ses collègues ont étudié la partie du génome impliquée dans les motifs des ailes dans un groupe (un clade) de dix espèces de papillons incluant H. numata. Ils ont d’abord retrouvé l’arrangement ancestral des gènes tel qu’il existait chez l’ancêtre commun de ces différentes espèces. Les chercheurs ont alors mis en évidence que cette structure a, au cours du temps, subi une inversion – un segment d’ADN portant une vingtaine de gènes s’est retourné lors d’une mutation, inversant soudainement l’ordre de ces gènes par rapport à la version ancestrale.

L’équipe suggère que la coexistence des séquences ancestrale et inversée des gènes entre différents individus d’H. numata bloque le brassage entre elles et transforme de fait cette vingtaine de gènes en un supergène insécable. Ils ont donc d’abord cherché quand la première inversion est apparue parmi les autres espèces du clade. Cette inversion est absente dans les espèces proches d’Heliconius numata (elles possèdent l’ordre ancestral des gènes) mais se retrouve chez Heliconius pardalinus, une espèce génétiquement plus distante. L’analyse de la généalogie des séquences montre que l’inversion apparue chez ce dernier aurait ensuite été transmise, par hybridation, à Heliconius numata (les espèces étant interfécondes). Chez Heliconius numata coexistent désormais les deux versions inversées et non inversées du segment d’ADN concerné. Ce polymorphisme d’inversion, associé a des colorations distinctes, scelle ainsi un supergène à deux allèles principaux, chacun contrôlant un motif de coloration similaire à celui d’une espèce toxique.

Pour finir, les chercheurs estiment que l’inversion s’est produite il y a environ 2,4 millions d’années et que la transmission à H. numata a eu lieu près de 100 000 ans plus tard, date de formation du supergène. Ce résultat apporte les premières preuves empiriques du mécanisme de formation des supergènes. Reste à vérifier si ce mécanisme est similaire chez d’autres espèces.


Source : Pour la science
Crédit : Shutterstock.com/Cristian Gusa

Les ailes du papillon Heliconius numata présentent plusieurs motifs semblables à ceux de papillons toxiques. Ces motifs sont contrôlés par un supergène hérité il y a 2,3 millions d’années.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

07 - Adèche

Du 1er mai au 15 novembre
Exposition "ENTRE TERRE ET EAU"

Crises sociales et environnementales dans le Delta du Danube en Roumanie, à la fin du Néolithique. A près de 2 000 km de l'Ardèche, comment se passe la fin de la Préhistoire au bord du fleuve et de la Mer Noire ? Une exposition franco-roumaine inédite, interactive et immersive, à découvrir à la Cité de la Préhistoire !

Grand Site de l’Aven d’Orgnac
Place Robert de Joly
07150 Orgnac–L’Aven
04 75 38 65 10
www.orgnac.com


14 - Calvados

Jusqu’au 29 février 2020
Exposition
"LES REQUINS ! 430 MILLIONS D’ANNÉES D’ÉVOLUTION"

Découvrez la grande diversité des requins, allant d’espèces de petites tailles, jusqu’aux poissons géants dont les dents sont plus grandes qu’une main humaine.
Cette exposition évoque également le grand danger auquel ils sont confrontés : l’Homme. Venez découvrir de nouvelles espèces et apprendre en vous amusant grâce à une fresque digitale.

Paléospace
Avenue Jean Moulin
14640 Villers-sur-Mer
02 31 81 77 60
www.paleospace-villers.fr


21 - Côte d'Or

Jusqu’au 6 janvier 2019
Exposition "GRAINES"

Elles sont partout… Du petit-déjeuner au coucher, dans nos vêtements, dans notre alimentation, dans nos parcs et jardins… sans même y penser elles font partie de notre quotidien et sont un pilier de la biodiversité végétale.
Cette nouvelle exposition, très ludique, propose à tous les visiteurs de découvrir une grande variété de graines d’ici et d’ailleurs et de s’interroger sur leurs enjeux dans un contexte de changement climatique et sociétal.

Le Jardin des sciences
Parc de l’Arquebuse
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


Jusqu’au 31 mars 2019

Exposition de plein air
"IMPACTS ! HOMME-NATURE"

Venez découvrir les relations homme-nature au plus près du vivant !
De l’évolution du comportement animal à celui du climat et des milieux naturels, les chercheurs de Bourgogne et de Franche-Comté tentent de comprendre le rôle de l’Homme dans ces changements. Traversez ville, campagne et forêt et voyagez jusqu’aux pôles pour observer ces recherches in vivo !

Le Jardin des sciences
Parc de l’Arquebuse
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


25 - Doubs

Du 23 novembre 2018 au 22 avril 2019
Exposition « FROID »

Véritable plongée dans l’univers du froid, l’exposition met en scène les multiples facettes du froid et plonge le visiteur dans des univers différents :
vie quotidienne, milieux extrêmes, biologie, physique, chimie, recherche, technologie, science-fiction... et l’invite à expérimenter.

Saline royale
Grande rue
25610 Arc-et-Senans
03 81 54 45 45
www.salineroyale.com


41 - Loir et Cher

Jusqu'au 31 décembre
LES JARDINS DE CHAMBORD

Le château a retrouvé en 2017 ses jardins à la française du XVIIIe siècle avec six hectares et demi au pied de la façade nord du château : plus de 600 arbres, 800 arbustes, 200 rosiers, 15 250 plantes...

Office de Tourisme de Blois-Chambord
23 place du château
41000 Blois
02 54 90 41 41
www.bloischambord.com


61 - Orne

Du 13 octobre au 23 décembre
Exposition : "LES HAIES", Joël Auxenfans

Ecomusée du Perche
Prieuré de Sainte-Gauburge
61130 Saint-Cyr-la-Rosiere
02 33 73 48 06
www.ecomuseeduperche.fr


76 - Seine Maritime

Du 15 septembre au 15 décembre
Exposition "L’abbé Pierre photographe, un regard sur le monde"

L'exposition présente soixante-dix photographies inédites prises par l’abbé Pierre lui-même dans de nombreux pays. Elles témoignent de la vitalité des personnes pauvres dans le monde et dévoilent le regard lucide et plein d’amour.

Centre abbé Pierre - Emmaüs
Route d'Emmaüs
76690 Esteville
02 35 23 87 76
www.centre-abbe-pierre-emmaus.org

Lieux:

Découvrir toutes les activités