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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 . . .

04 - Alpes de Haute Provence

Du 5 juin 2020 au 15 décembre

VISITE LUDIQUE
SALAGON, PARC & JARDINS

Une nouveauté pour les familles : un jeu de la cocotte pour explorer les jardins et découvrir les secrets du monument de Salagon de façon ludique !

Salagon
04300 Mane
04 92 75 70 50
www.musee-de-salagon.com


Du 5 juin au 15 décembre

COURSE D'ORIENTATION
MUSÉE DE PRÉHISTOIRE DES GORGES DU VERDON

Une course d’orientation familiale pour découvrir le village préhistorique. A l'aide du dépliant disponible gratuitement à l'accueil du Musée, participez à cette course d’orientation ludique et instructive qui vous conduira tout droit vers le village préhistorique reconstitué.

Musée de Préhistoire des Gorges du Verdon
Route de Montmeyan
04500 Quinson
04 92 74 09 59
www.museeprehistoire.com


Jusqu'en novembre

EXPOSITION
LE "RHINOCÉROS" DE XAVIER VEILHAN

Le musée accueille le "Rhinocéros" de Xavier Veilhan. Vous pourrez admirer cette œuvre spectaculaire appartenant au Centre Pompidou jusqu'en novembre 2020.

Musée de Préhistoire des Gorges du Verdon
Route de Montmeyan
04500 Quinson
04 92 74 09 59
www.museeprehistoire.com


13 - Bouches du Rhône

Du 7 au 15 janvier 2021

BALADES EN MER
CONGRÈS MONDIAL DE LA NATURE DE L’UICN

Lors de ce rendez vous, des balades en mer à bord de l'Hélios, la seule vedette à passagers hybride de la compagnie Marseillaise ICARD MARITME, seront organisées par : Le parc National de la Côte Bleue : 10 juin - Le conservatoire du littoral : 11 & 16 juin - Le parc National des Calanques : 15 & 20 juin.

1 quai Marcel Pagnol
13007 Marseille
04 91 330 329
www.iucncongress2020


21 - Côte d'Or

Du 3 juillet au 2 janvier 2022

EXPOSITION
"AU COEUR DES SAISONS"

Et si on prenait le temps de regarder passer les saisons, de vivre à leur rythme, de redécouvrir le plaisir d'observer la Nature et ses changements.
Cette nouvelle exposition, conçue et réalisée par le Jardin des sciences et Biodiversité, vous plonge « Au coeur des saisons », de façon ludique et accessible à tous les publics, en famille comme entre amis…

Jardin des sciences & biodiversité
Jardin de l’Arquebuse
14 rue Jehan de Marville & 1 avenue Albert 1er
21000 DIJON
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


34 - Hérault

Du 26 septembre au 28 février 2021

EXPOSITION
"DERNIERS IMPRESSIONNISTES"

Des paysages maritimes de la Bretagne aux plaisirs des plages de la Belle Époque, des paysages urbains ou champêtres aux portraits virtuoses, partez sur les pas des peintres intimistes ayant tous respiré le parfum de l’impressionnisme.
Riche de 70 peintures et d’une trentaine de dessins ou lithographies, l’exposition qui fait étape à Lodève est la première en France à rendre à ce courant l’importance qui lui revient.

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


45 - Loiret

Les 4 juillet et 22 août

VISITES
"ART DES JARDINS"

Art de vivre et Nouvelles Renaissances en Val-de-Loire.
L’Arboretum des Grandes Bruyères, « Jardin Remarquable » vous présentant pas moins de 5 types de jardins, vous invite à découvrir leur histoire et leurs spécificités.
Visite guidée à 15h. Inscription obligatoire, nombre de participants limité.

Arboretum des Grandes Bruyères
45450 Ingrannes
02 38 57 28 24
www.arboretumdesgrandesbruyeres.fr


50 - Manche

Du 8 février au 24 mai

EXPOSITION DE PHOTOGRAPHIES
"LA HAGUE : A L’EPREUVE DU TEMPS"

De vallées encaissées en roches mystérieuses, du littoral déchiqueté aux champs quadrillés de murets, le regard d’Antoine Soubigou s’est posé sur une Hague intemporelle et tourmentée.

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


Jusqu'au 15 novembre

EXPOSITION PHOTOGRAPHIQUE
"VIE SAUVAGE EN COTENTIN"

Une exposition pour les curieux de nature mais aussi pour les amateurs de belles images... L’association "Regards" basée à Cormelles-le-Royal dans le Calvados rassemble des photographes naturalistes, passionnés d’image et de nature.

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


59 - Nord

Jusqu'au 29 août 2021

EXPOSITION
"MON DODO"

A quoi sert de dormir ? Que se passe-t-il quand je dors ? Pourquoi je rêve ? Telles sont les questions que peuvent se poser les enfants lorsqu’ils vont se coucher pour la sieste ou pour la nuit.
Au travers des expériences et des approches diverses, l’exposition invite les 2-7 ans à découvrir leurs besoins en quantité et qualité de sommeil tout en abordant les notions de cycle et le rôle du sommeil dans leur développement.

Forum départemental des Sciences
1 place de l’Hôtel de ville
59650 Villeneuve d’Ascq
03 59 73 96 00
www.forumdepartementaldessciences.fr


67 - Bas-Rhin

A partir du 4 juillet

ESCAPE GAME LIGNE MAGINOT

Participez à une partie d'escape game et découvrez la Ligne Maginot comme si vous y étiez soldat!
Dans l'antre de la forteresse sont cachés les indices qui vous permettront de sauver l'équipage de l’asphyxie... Attention, vous n'avez que 40 minutes !
Equipes de 2 à 6 joueurs. A partir de 10 ans accompagnés de leurs parents.

Forteresse de la Ligne Maginot
Route D65 direction Pfaffenbronn
67510 Lembach
03 88 94 48 62 / 03 88 94 43 16
www.lignemaginot.fr


71 - Saône et Loire

Jusqu'au 1er novembre

EXPOSITION
"BÊTISE ET BALIVERNES, IDÉES REÇUES SUR LA NATURE"

« les chauves-souris s'accrochent dans les cheveux » ; « les grenouilles sont vertes et les crapauds marron » ; « les moustiques préfèrent les peaux sucrées… », autant d’idées reçues et de fausses informations qui ont souvent la vie dure ! Une scénographie originale et les illustrations humoristiques de Roland Garrigue raviront aussi bien les petits que les grands !

Centre EDEN
26 rue de l’Eglise
71290 Cuisery
03 85 27 08 00
www.centre-eden71.fr


88 - Vosges

Du 6 juillet au 30 août

ANIMATIONS SCIENCES
PLANÉTARIUM EPINAL

Qui n'a jamais rêvé de faire décoller une fusée (en papier) ? Ce sera possible cet été ! L'atelier "réveillez vos sens", quant à lui, sera parfait pour les enfants à partir de 3 ans. Nous proposons également des soirées d'observation du ciel du soir, une initiation à la paléontologie, la découverte des petites bêtes qui peuplent la mare du Planétarium et bien d'autre choses encore !

Planétarium Epinal
Rue Dom Pothier
88000 Epinal
03 29 35 08 02
www.planetarium-epinal.com

Lieux:

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