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L'origine d’un supergène du mimétisme retracée
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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 - Ardèche

Du 17 mai au 11 octobre

CANOE KAYAK EN ARDECHE

Canoë Kayak 07 propose cette saison des journées découvertes permettant de découvrir cette activité gratuitement.
Les 17 et 24 mai, 7, 14, 21, 28 juin, 5 juillet, 30 aout, 6, 13, 20, 27 septembre et 4, 11 octobre.
Mini-descente du pont d’Arc, 8 km, le matin à 9h à AM à 15h, sur réservation au 04 75 37 17 79 ou par email : charmasson.yves@wanadoo.fr

Canoë Kayak 07
Quartier de Châmes
07150 Vallon Pont d’Arc
04 75 88 03 06
www.canoekayak07.com


09 - Ariège

2 mars

ATELIER
"VIENS TE RÉCHAUFFER À LA MAISON – MUSIQUE VERTE" 

Le samedi 2 mars 2019 de 14h à 17h30, Au coin du feu, venez fabriquer des sifflets en bois, et découvrir des sons réalisables avec des feuilles, branches et autres objets qui nous entourent… Le tout se terminera par un bon goûter de chez nous ! 8,50 € /adulte – 7 €/ enfant. Réservation au 05 61 66 47 98 ou info@paysdestraces.fr

Au Pays des Traces
Ferme de Miguet
09190 Saint-Lizier    
05 61 66 47 98
www.paysdestraces.fr


11 - Aude

Du 10 janvier 2019 au 14 février

COURS DE POTERIE : RAKU

Animés par la potière Cécile Dussaud. Jeudis 10, 17, 24, 31 janvier et 14 février, de 18h à 20h, à Amphoralis. La cuisson à la technique japonaise du raku sera ensuite effectuée le dimanche 24 février, de 14h à 18h.

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.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 31 mars 2019

EXPOSITION 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


22 - Côtes d'Armor

22 février

CONFÉRENCE - SPECTACLE
"HISTOIRE ET ÉVOLUTION DE LA LUNE"

Pour l’ouverture de cette année du 50ème anniversaire de la mission Apollo 9, répétition générale avant le voyage vers la Lune, cette séance spéciale vous emmènera à la découverte de notre satellite.
Vendredi 22 février à 17h30. Tarif 4 €.

Planétarium de Bretagne
Parc du Radôme
22560 Pleumeur-Bodou
02 96 15 80 30
www.planetarium-bretagne.fr


25 - Doubs

Jusqu'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


30 - Gard

Du 9 février au 10 mars

EXPOSITION
"VOLCANS, LA VIE DE LA TERRE"

Découvrez les grands mécanismes des profondeurs de la Terre, les menaces et richesses que représentent les volcans grâce à une vingtaine de manipulations interactives.
Exposition gratuite, tout public. Entrée libre de 10h à 18h en semaine ; 14h-18h samedi et dimanche.

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


14 février

CONFÉRENCE-SPECTACLE
"MATHÉMATIQUES, MAGIE ET MYSTÈRE

Durant cette conférence, des exemples de création de tours magiques à partir des maths seront présentés, et réciproquement  des tours de magie seront décortiqués pour y découvrir des maths.
Jeudi 14 février à 18h. Gratuit, sur réservation sur www.visiatome.fr(conseillée à partir de 11 ans).

Le Visiatome
CEA Marcoule
04 66 39 78 78
www.visiatome.fr


44 - Loire Atlantique

Du 8 au 19 mai 2019

EXPOSITION
"LES FLORALIES INTERNATIONALES DE NANTES"

Lors de cette prestigieuse manifestation florale, les visiteurs seront invités à découvrir dans le cadre exceptionnel du Parc de la Beaujoire des scènes ornementales élaborées par des professionnels et des amateurs passionnés.
Une représentation florale de haut niveau qui contribuera à les étonner, les dépayser, les faire rêver...

Floralies Internationales
Parc des Expositions de la Beaujoire
Route de Saint-Joseph de Porterie
44300 Nantes
http://comite-des-floralies.com/fre/


50 - Manche

Du 9 février au 2 juin

EXPOSITION
"FABULEUX OUTILS DE JARDIN"

Guillaume Pellerin a rassemblé pendant plus de 40 ans dans son jardin botanique de Vauville une très grande collection d’outils de jardin anciens. Cette exposition vous dévoile tous les secrets d’une culture aussi ancienne que l’humanité, à travers les outils classés selon leur fonction, de la préparation du sol à la plantation, l’arrosage ou encore la récolte. Gratuit.

Le Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


61 - Orne

Du 9 février au 10 mars

Manifestation
"Tout Feu Tout Flamme"

Artistes et artisans, producteurs et restaurateurs, professionnels du tourisme se réunissent à nouveau pour proposer un évènement convivial autour du thème du feu.

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


Du 10 février au 21 mars

EXPOSITIONS
"COLÉOPTÈRES…"

Œuvres céramiques de François Gueneau.

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

Lieux:

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