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L'origine très étonnante de nos doigts
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L'origine très étonnante de nos doigts

Il y a 380 millions d’années, les tétrapodes, représentés aujourd'hui par les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères, s'aventuraient hors de l’eau pour la première fois. Une excursion qui a radicalement changé la surface de la Terre et suscité l'essor de nouvelles formes de vie adaptées au milieu aérien, avec des poumons capables de respirer de l'air et des membres, aptes aux déplacements terrestres, se terminant par des doigts. Comment l’évolution est-elle parvenue à transformer des nageoires en extrémités articulées et capables de préhension ? L’idée dominante voulait que les doigts soient le prolongement anatomique des rayons des nageoires, remodelés au fil du temps. Une hypothèse aujourd’hui fortement bousculée.

Des tours de contrôle génétique

Une équipe internationale pilotée par l’Université de Genève publie dans la revue Nature une découverte inattendue. Selon les résultats, les doigts seraient issus non pas de la simple transformation d’une nageoire, mais de la réutilisation d’un ancien programme génétique, d’abord actif dans le cloaque (l’ouverture où convergent les systèmes digestif, urinaire et reproducteur) des poissons. Pour comprendre ce processus, les chercheurs ont exploré une partie bien précise du génome : les paysages régulateurs. Contrairement aux gènes codants, qui ne représentent que 2 % du génome et qui fabriquent les protéines, ces régions non codantes contrôlent l’expression des gènes. Elles déterminent quand, où et à quelle intensité un gène s’active. "C’est un paysage rempli de tours de contrôle qui vont décider du décollage, de l'activation, ou de l’atterrissage, de l'extinction, des gènes", explique à Sciences et Avenir Denis Duboule, professeur à l’Université de Genève et au Collège de France et spécialiste de l’évolution des génomes.

Dans cette étude, l’équipe s’est concentrée sur les gènes Hox, les célèbres "gènes architectes" qui dessinent le plan d’organisation du corps. En comparant le génome de la souris et celui du poisson zèbre, les chercheurs ont repéré un paysage régulateur commun aux deux espèces, impliqué dans le développement des doigts chez la souris. Grâce à la technologie CRISPR/Cas9, des ciseaux génétiques permettant l’édition du génome, l’équipe a supprimé cette région chez le poisson. Ils ont alors observé la perte d’expression de gènes dans le cloaque, mais pas dans les nageoires.

Une évolution par recyclage

"Le point commun entre le cloaque et les doigts, c’est qu’ils représentent des parties terminales", note, dans un communiqué, Aurélie Hintermann, coautrice de l’étude. Ce lien aurait été suffisant pour activer le même programme régulateur dans un nouveau contexte morphologique. "Plutôt que de construire un nouveau système régulateur pour les doigts, la nature a détourné un dispositif existant, initialement actif dans le cloaque", résume Denis Duboule. Ce mécanisme permettrait à des structures complexes d’émerger plus rapidement, sans qu’un long processus de mutations successives soit nécessaire. Une sorte de raccourci évolutif.

Reste la question du moment où ce basculement s’est produit. Selon Denis Duboule, il a dû se dérouler chez les poissons sarcoptérygiens, ces lointains cousins du cœlacanthe et de l’ichthyostega, chez lesquels sont apparus les poumons et les membres charnus. Malheureusement, ces espèces sont aujourd’hui impossibles à étudier en laboratoire : ni le poisson zèbre, trop dérivé, ni les poissons cartilagineux, trop éloignés, ne permettent de modéliser cette transition. "Les espèces modèles sont choisies pour leur commodité, mais elles ne sont pas toujours idéales pour répondre à certaines questions clés", concède Denis Duboule.

Un levier pour décrypter d’autres transitions ?

Au-delà de la seule origine des doigts, l’étude ouvre des perspectives plus larges. En montrant que des paysages régulateurs peuvent être réutilisés dans des contextes anatomiques différents, elle offre une piste pour comprendre d’autres grandes transitions évolutives, souvent mal documentées, comme l'apparition des membres, de la mâchoire ou de la colonne vertébrale.

"Lorsqu’on voit que des paysages de régulation entiers ont été recyclés, on peut commencer à entrevoir une solution à la question de la variation, que Darwin laissait en suspens", avance Denis Duboule. L’évolution ne serait pas uniquement le fruit d’une sélection lente générée par des mutations aléatoires mais aussi due à la plasticité des programmes de régulation, capables d’être relocalisés, redéployés et détournés.


Source : Joël Ignasse / Sciences et Avenir
Crédit : Crédits : Brent Hawkins

Pour la fabrication de leurs doigts, les tétrapodes ancestraux ont recyclé une région ancienne du génome initialement active dans la formation du cloaque des poissons. Cette dernière est illustrée ici par l’expression d’un gène architecte Hox dans le cloaque du poisson zèbre (point noir). 

L'origine très étonnante de nos doigts Actualités

L'origine très étonnante de nos doigts

Il y a 380 millions d’années, les tétrapodes, représentés aujourd'hui par les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères, s'aventuraient hors de l’eau pour la première fois. Une excursion qui a radicalement changé la surface de la Terre et suscité l'essor de nouvelles formes de vie adaptées au milieu aérien, avec des poumons capables de respirer de l'air et des membres, aptes aux déplacements terrestres, se terminant par des doigts. Comment l’évolution est-elle parvenue à transformer des nageoires en extrémités articulées et capables de préhension ? L’idée dominante voulait que les doigts soient le prolongement anatomique des rayons des nageoires, remodelés au fil du temps. Une hypothèse aujourd’hui fortement bousculée.

Des tours de contrôle génétique

Une équipe internationale pilotée par l’Université de Genève publie dans la revue Nature une découverte inattendue. Selon les résultats, les doigts seraient issus non pas de la simple transformation d’une nageoire, mais de la réutilisation d’un ancien programme génétique, d’abord actif dans le cloaque (l’ouverture où convergent les systèmes digestif, urinaire et reproducteur) des poissons. Pour comprendre ce processus, les chercheurs ont exploré une partie bien précise du génome : les paysages régulateurs. Contrairement aux gènes codants, qui ne représentent que 2 % du génome et qui fabriquent les protéines, ces régions non codantes contrôlent l’expression des gènes. Elles déterminent quand, où et à quelle intensité un gène s’active. "C’est un paysage rempli de tours de contrôle qui vont décider du décollage, de l'activation, ou de l’atterrissage, de l'extinction, des gènes", explique à Sciences et Avenir Denis Duboule, professeur à l’Université de Genève et au Collège de France et spécialiste de l’évolution des génomes.

Dans cette étude, l’équipe s’est concentrée sur les gènes Hox, les célèbres "gènes architectes" qui dessinent le plan d’organisation du corps. En comparant le génome de la souris et celui du poisson zèbre, les chercheurs ont repéré un paysage régulateur commun aux deux espèces, impliqué dans le développement des doigts chez la souris. Grâce à la technologie CRISPR/Cas9, des ciseaux génétiques permettant l’édition du génome, l’équipe a supprimé cette région chez le poisson. Ils ont alors observé la perte d’expression de gènes dans le cloaque, mais pas dans les nageoires.

Une évolution par recyclage

"Le point commun entre le cloaque et les doigts, c’est qu’ils représentent des parties terminales", note, dans un communiqué, Aurélie Hintermann, coautrice de l’étude. Ce lien aurait été suffisant pour activer le même programme régulateur dans un nouveau contexte morphologique. "Plutôt que de construire un nouveau système régulateur pour les doigts, la nature a détourné un dispositif existant, initialement actif dans le cloaque", résume Denis Duboule. Ce mécanisme permettrait à des structures complexes d’émerger plus rapidement, sans qu’un long processus de mutations successives soit nécessaire. Une sorte de raccourci évolutif.

Reste la question du moment où ce basculement s’est produit. Selon Denis Duboule, il a dû se dérouler chez les poissons sarcoptérygiens, ces lointains cousins du cœlacanthe et de l’ichthyostega, chez lesquels sont apparus les poumons et les membres charnus. Malheureusement, ces espèces sont aujourd’hui impossibles à étudier en laboratoire : ni le poisson zèbre, trop dérivé, ni les poissons cartilagineux, trop éloignés, ne permettent de modéliser cette transition. "Les espèces modèles sont choisies pour leur commodité, mais elles ne sont pas toujours idéales pour répondre à certaines questions clés", concède Denis Duboule.

Un levier pour décrypter d’autres transitions ?

Au-delà de la seule origine des doigts, l’étude ouvre des perspectives plus larges. En montrant que des paysages régulateurs peuvent être réutilisés dans des contextes anatomiques différents, elle offre une piste pour comprendre d’autres grandes transitions évolutives, souvent mal documentées, comme l'apparition des membres, de la mâchoire ou de la colonne vertébrale.

"Lorsqu’on voit que des paysages de régulation entiers ont été recyclés, on peut commencer à entrevoir une solution à la question de la variation, que Darwin laissait en suspens", avance Denis Duboule. L’évolution ne serait pas uniquement le fruit d’une sélection lente générée par des mutations aléatoires mais aussi due à la plasticité des programmes de régulation, capables d’être relocalisés, redéployés et détournés.


Source : Joël Ignasse / Sciences et Avenir
Crédit : Crédits : Brent Hawkins

Pour la fabrication de leurs doigts, les tétrapodes ancestraux ont recyclé une région ancienne du génome initialement active dans la formation du cloaque des poissons. Cette dernière est illustrée ici par l’expression d’un gène architecte Hox dans le cloaque du poisson zèbre (point noir). 

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

04 - Alpes-de-Haute-Provence

►Le 14 février

"SOIRÉE ROMANTIQUE SOUS LES ÉTOILES"
CENTRE D’ASTRONOMIE

Une soirée unique et romantique, entre découverte et émerveillement. Au programme : Une séance de planétarium sur le thème de l’amour et des étoiles, pour un voyage captivant à travers l’Univers.
Une observation aux télescopes, main dans la main, pour admirer ensemble la beauté du ciel nocturne. De 18h et 21h30. Durée : 2h30. Séance en duo. 70 € pour deux personnes.

Centre d’Astronomie
Plateau du Moulin à Vent
748 route du Centre Astro
04870 Saint-Michel l’Observatoire
04 92 76 69 69
www.centre-astro.com

34 - Hérault

►Jusqu'au 1er mars

EXPOSITION
"IMMERSION URBAINE"

Exposition collective et évolutive réunissant plus de 18 artistes. Autour du thème de la récupération, du recyclage et de l’upcycling, chaque artiste construit à partir de cloisons de récupération et d’éléments de cinéma, pour créer un univers singulier. Présente à l’intérieur et aux extérieurs du musée, l'exposition offre aux visiteurs une expérience artistique renouvelée à chaque visite.

Musée Parcelle473
425 avenue frères Buhler
34080 Montpellier
06 66 02 69 29
www.parcelle473.com

38 - Isère

►Jusqu'au 30 mars  

EXPOSITION
"PEINDRE LA LUMIÈRE, DE LA MAQUETTE AU VITRAIL"

Arcabas (1926-2018) s’est intéressé toute sa vie au vitrail qu’il abordait en tant que peintre avant tout. De l'expérience fondatrice de l'église Saint-Hugues aux dernières réalisations du Sacré-Cœur de Grenoble et de Saint-Christophe-sur-Guiers, l’exposition met l’accent sur les maquettes créées par Arcabas et la façon dont elles ont été traduites par les maitres verriers.

Musée arcabas en Chartreuse
Eglise de Saint-Hugues
38380 Saint-Pierre-de-Chartreuse
04 76 88 65 01
https://musees.isere.fr

42 - Loire

►Du 14 février au 2 mars

"ATELIERS VACANCES"
MUSÉE DU TISSAGE ET DE LA SOIERIE

Les vacances approchent et avec elles le nouveau programme d'animations du musée ! Avec des alpagas, des attrape-rêves carnavalesques et un nouvel atelier créatif qui plaira aux enfants ! 

Musée du tissage et de la soierie
125 Place Vaucanson
42510 Bussières
04 77 27 33 95 
www.museedutissage.com

52 - Haute-Marne

►Jusqu'au 19 avril 

EXPOSITION 
"175 ANS DE CRÉATION BRASSICOLEÀ SAINT-DIZIER"

La brasserie du fort carré a été un des fleurons économiques de Saint-Dizier. En activité de 1796 à 1955, elle marqué le paysage urbain de la ville, et est à l’origine de la construction de la Tour Miko. Des techniques de productions de la bière, au nombreux objets publicitaires, l’exposition retracera l’histoire d’une brasserie restée dans les mémoires.

Musée de Saint-Dizier
17 rue de la Victoire 
52100 Saint-Dizier
03 25 07 31 50
www.saint-dizier.fr

62 - Pas-de-Calais

►Du 31 janvier au 7 mars

EXPOSITION DE PEINTURES DE BERNARD CLARISSE

Les œuvres présentées au musée sont une interprétation du travail de la terre, inspirée par la lecture des auteurs grecs et par l’histoire de l’art. Les mercredis, samedis et dimanches de 14h30 à 17h30. Entrée gratuite. Visites de groupes sur rdv les lundis, mardis et jeudis.

Musée municipal Bruno Danvin
Rue Oscar Ricque
62130 Saint-Pol-sur-Ternoise
03 21 04 56 25 / 07 89 08 15 64 
www.saintpolsurternoise.fr

63 - Puy de Dôme

►Jusqu''au 1er mars 

EXPOSITION 
"LE MOBILIER BIJOU" DE GUILLAUME PIÉCHAUD"

Découvrez l’importante rétrospective consacrée à cet artiste unique qui regroupe un ensemble inédit d’œuvres et d’objets personnels retraçant son riche parcours, des ateliers de bijouteries à la confection de mobilier monumental. De nombreuses animations pour les enfants en lien avec l'univers du designer Guillaume Piéchaud sont disponibles durant les vacances d'automne !

Musée Mandet
14 rue de l’Hôtel de Ville
63200 Riom
04 73 38 18 53
www.rlv.eu/decouvrir/musees/musee-mandet-1

65 - Hautes-Pyrénées

►Les 17 & 31 janvier

VISITES APPROFONDIES
GROTTES DE GARGAS

Les guides des grottes organisent des visites au format plus long que les visites classiques : 1h30 au lieu de 50 mn, au travers des deux sanctuaires de Gargas. Un temps dédié à la discussion avec les guides ainsi qu'à des dessins paléolithiques ınédıts. Gargas n'aura presque plus de secrets pour vous...

Grottes de Gargas
81 route de Gargas
65660 Aventignan
05 62 98 81 50
www.grottesdegargas.fr

67 - Bas-Rhin

►Jusqu’au 29 mars

EXPOSITION
"UN AMOUR DE LALIQUE – UNE IDÉE DE PARADIS"

Une sélection d’œuvres de la collection du Fonds Régional d’Art Contemporain (FRAC) Alsace entre en résonance avec un choix effectué parmi les pièces conservées au musée Lalique. Pour cette première collaboration, c’est une certaine vision du paradis qui est proposée au fil de l’exposition. 

Musée Lalique
40 rue du Hochberg
67290 Wingen-sur-Moder
03 88 89 08 14
www.musee-lalique.com

68 - Haut-Rhin

►Jusqu'au 1er mars 

EXPOSITION
"STRUCTURES EN DÉRIVE"

La Fondation Fernet-Branca présente Structures en dérive, une exposition réunissant neuf artistes aux pratiques photographiques et transdisciplinaires.
L’exposition explore la photographie comme terrain d’expérimentation, entre approche documentaire et poétique.

Fondation Fernet-Branca
2 rue du Ballon
68300 Saint-Louis 
03 89 69 10 77
www.fondationfernet-branca.org

71 - Saône-et-Loire

►Février

"ATELIERS PÉDAGOGIQUES" 
LA MAISON DU CHAROLAIS

À la Maison du Charolais, les enfants sont tour à tour apprentis Chefs, p’tits artistes ou explorateurs ! 
10 & 18 février : Atelier cuisine "hamburger de la St Valentin" (pain de couleur rose, à la betterave). 10 février : Atelier artistique "l’amour vache" (cœur en bois à peindre avec vache en feutrine à découper). 17 février : Atelier cuisine "igloo charolais et son île flottante". 18 février : Atelier artistique "la charolaise s’habille" (recycle tes vieux vêtements).

La Maison du Charolais
43 route de Mâcon (RCEA N79 sortie 12)
71120 Charolles
03 85 88 04 00
www.maison-charolais.com

75 - Paris

►Jusqu'au 10 janvier 2027

ZEUS, LE CHEVAL MÉTALLIQUE AU MUAM

Le musée accueille sur son parvis le cheval métallique Zeus, œuvre monumentale qui a marqué les esprits lors de la cérémonie d’ouverture des Jeux Olympiques et Paralympiques de Paris 2024.
Jusqu'au 29 mars 2026, dans le chœur de l’église Saint-Martin-des-Champs du MuAM, une exposition exceptionnelle intitulée "Zeus, chef-d’œuvre d’artisans" retrace la genèse et la fabrication de cette œuvre.

Musée des Arts et Métiers
60 rue Réaumur
75003 Paris
01 53 01 82 63
www.arts-et-metiers.net

►Jusqu'au 13 décembre

EXPOSITION
"CHAÏM KALISKI - JIM D’ETTERBEEK"

Double graphique de l’artiste, Jim d’Etterbeek est le titre d’une monumentale œuvre dessinée sur l’Occupation à Bruxelles, constituée de plus de cinq mille dessins de Chaïm-Charles Kaliski (1929-2015), être singulier dont l’existence fut à jamais marquée par la Shoah.

Musée d’art et d’histoire du Judaïsme
71 rue du Temple
75001 Paris
01 53 01 86 53
www.mahj.org

►Jusqu'au 28 février 

EXPOSITION
"CLEMENCEAU ET LA GRÈCE"

Cette exposition met en lumière la relation profonde et inspirante que Georges Clemenceau a entretenue avec l’Hellade tout au long de sa vie. Cette passion, née de son éducation, a marqué sa carrière politique et sa vision du monde ainsi que son engagement pour la démocratie et la culture.

Musée Clemenceau
8 rue Benjamin Franklin
75116 Paris
01 45 20 53 41
https://musee-clemenceau.fr

►Jusqu'au 8 mars 

EXPOSITION
"DENISE BELLON. UN REGARD VAGABOND"

Le mahJ présente la première rétrospective à Paris, rassemblant près de 300 photographies, objets, lettres et publications, consacrée à Denise Bellon (1902-1999). Photographe humaniste, pionnière du photojournalisme et compagne de route des surréalistes, son œuvre singulière et méconnue court des années 1930 aux années 1970.

 Musée d’art et d’histoire du Judaïsme
71 rue du Temple
75001 Paris
01 53 01 86 53
www.mahj.org

►Jusqu'au 17 mai 

EXPOSITION "FLOPS" 

Échec, bide, raté, fiasco… on estime que neuf innovations sur dix échouent et les raisons de la galère ne sont pas toujours évidentes ! En explorant les "bides" comme les trajectoires de réussites inattendues, l’exposition Flops-?! propose une lecture bienveillante de l’échec et ouvre la voie à une découverte singulière des collections du MuAM – Musée des Arts et Métiers.  

Musée des Arts et Métiers
60 rue Réaumur
75003 Paris
01 53 01 82 63
www.arts-et-metiers.net

►Jusqu'au 31 juillet 

EXPOSITION
"L’ÉTOFFE DES RÊVES"

Le vent de l’Art Brut et du surréalisme soufflera sur les 300 œuvres des 36 artistes réunis dans tout l’espace de la Halle Saint Pierre. "L’Étoffe des rêves" est le fruit d’une collaboration entre la Halle Saint Pierre et le Centre international du surréalisme et de la Citoyenneté mondiale à Saint-Cirq-Lapopie.

Halle Saint Pierre
2 rue Ronsard
72018 Paris
01 42 58 72 89
www.hallesaintpierre.org

84 - Vaucluse

►Jusqu'en mars 

EXPOSITION
"Les VOYAGES"

L'exposition Centenaire Robert Laurent-Vibert : Les Voyages donne un aperçu de l'héritage de Laurent-Vibert à travers sa collection privée sur le thème du voyage. 

Château de Lourmarin
2 avenue Laurent Vibert
84160 Lourmarin
04 90 68 15 23
www.chateaudelourmarin.com

88 - Vosges

►Le 23 janvier 

CONFÉRENCE AVEC ALAIN DORESSOUNDIRAM  
PLANÉTARIUM D’ÉPINAL 

Le planétarium d’Épinal aura le plaisir d’accueillir Alain Doressoundiram, astrophysicien et spécialiste des petits corps du Système solaire. Alain Doressoudiram viendra partager au cours d'une conférence les coulisses de ses recherches sur la planète Mercure, ceux de la mission japonaise MMX qui explora les lunes de Mars, mais aussi celles des régions lointaines au-delà de Neptune. Une rencontre passionnante, gratuite, ouverte à toutes et à tous, sur réservation, de 20h00 à 22h00.

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

Lieux:
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