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Les punaises d’eau, témoins de l’évolution
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Les punaises d’eau, témoins de l’évolution

Si la sélection naturelle explique l'émergence et la diversification des espèces,  les mécanismes génétiques et les facteurs environnementaux qui dirigent ce processus continuent à être explorés dans le détail. Abderrahman Khila, directeur de recherche à l’Institut de génomique fonctionnelle de Lyon (CNRS – ENS Lyon – Université Claude Bernard), et son équipe viennent de préciser ces mécanismes en s’intéressant à une espèce de punaises d’eau.

Rhagovelia appartient au 2000 espèces recensées de punaises d’eau. Sa particularité : elle a développé, aux extrémités de sa deuxième paire de pattes, une structure en éventail, semblable à une sorte de palme, qui lui permet de remonter le courant.

Deux gènes nouveaux

L’équipe de chercheurs a d’abord cherché l'origine génétique de ce caractère. « Le développement de cet éventail résulte de l'expression de deux gènes », explique Abderrahman Khila. Le premier gène est commun à toutes les espèces de punaises d’eau. En revanche, le second n’apparaît que chez Rhagovelia. La forte ressemblance entre les deux gènes fait penser aux chercheurs que le gène spécifique – nommé « geisha » en référence à l’éventail des geishas au Japon –  provient en fait d’une duplication du gène ancestral commun.

Autre constat, les deux gènes sont actifs spécifiquement au bout de la patte de Rhagovelia, alors que chez les autres espèces, le gène ancestral ne semble être actif nulle part dans l’embryon. « C’est un cas rare où deux gènes nouveaux sont responsables du développement et de l’évolution d’une nouvelle structure », se réjouit l’auteur. D’habitude les nouveaux caractères sont souvent dus à des mutations sur des gènes existants, ayant déjà un autre rôle.

L’équipe a aussi remarqué que d’autres gènes, plus anciens, étaient aussi actifs dans les cellules du bout de la patte de l’animal. « L’hypothèse principale est que les nouveaux gènes contrôlent les anciens afin de former cette nouvelle structure », note Abderrahman Khila.

Une structure efficace

Fort de ces découvertes, il restait à comprendre l’impact concret de ces caractères sur le mode de vie des Rhagovelia. L’équipe a comparé le déplacement de quatre groupes de punaises d’eau sur une eau stagnante et dans le courant. Le premier groupe, d’une autre espèce que Rhagovelia, s'est montré le plus rapide sur l’eau stagnante, prouvant ainsi que l’éventail n’offre pas un gain de vitesse.  

En revanche, dans le courant, le deuxième groupe, composé de Rhagovelia, était de loin le plus performant. Les punaises du troisième groupe, auxquelles les chercheurs avaient retiré les éventails, n’étaient pas capable de remonter le courant. Plus intéressant encore, les punaises du dernier groupe, ayant subi une modification génétique afin qu’elles ne possèdent qu’un rudiment d’éventail, réalisaient des performances intermédiaires. « Les éventails permettent aux punaises d’eau de faire des mouvements efficaces, sans dépenser trop d’énergie », précise le généticien.

Le but est maintenant de comprendre comment fonctionne le réseau de gènes à l’origine de la mise en place de ces éventails et notamment comment les nouveaux gènes y participent. Une des pistes est d’étudier d’autres espèces de punaises d’eau, dotées un éventail intermédiaire, plus désordonné, afin de mieux comprendre les différents stades d’apparition de cette structure au cours de l’évolution.
 

Source : Pour la science
Crédit : E. Santos et A. Khila

Les rhagovelia ont développé une structure en éventail qui leur permet de remonter le courant des rivières.

Les punaises d’eau, témoins de l’évolution Actualités

Les punaises d’eau, témoins de l’évolution

Si la sélection naturelle explique l'émergence et la diversification des espèces,  les mécanismes génétiques et les facteurs environnementaux qui dirigent ce processus continuent à être explorés dans le détail. Abderrahman Khila, directeur de recherche à l’Institut de génomique fonctionnelle de Lyon (CNRS – ENS Lyon – Université Claude Bernard), et son équipe viennent de préciser ces mécanismes en s’intéressant à une espèce de punaises d’eau.

Rhagovelia appartient au 2000 espèces recensées de punaises d’eau. Sa particularité : elle a développé, aux extrémités de sa deuxième paire de pattes, une structure en éventail, semblable à une sorte de palme, qui lui permet de remonter le courant.

Deux gènes nouveaux

L’équipe de chercheurs a d’abord cherché l'origine génétique de ce caractère. « Le développement de cet éventail résulte de l'expression de deux gènes », explique Abderrahman Khila. Le premier gène est commun à toutes les espèces de punaises d’eau. En revanche, le second n’apparaît que chez Rhagovelia. La forte ressemblance entre les deux gènes fait penser aux chercheurs que le gène spécifique – nommé « geisha » en référence à l’éventail des geishas au Japon –  provient en fait d’une duplication du gène ancestral commun.

Autre constat, les deux gènes sont actifs spécifiquement au bout de la patte de Rhagovelia, alors que chez les autres espèces, le gène ancestral ne semble être actif nulle part dans l’embryon. « C’est un cas rare où deux gènes nouveaux sont responsables du développement et de l’évolution d’une nouvelle structure », se réjouit l’auteur. D’habitude les nouveaux caractères sont souvent dus à des mutations sur des gènes existants, ayant déjà un autre rôle.

L’équipe a aussi remarqué que d’autres gènes, plus anciens, étaient aussi actifs dans les cellules du bout de la patte de l’animal. « L’hypothèse principale est que les nouveaux gènes contrôlent les anciens afin de former cette nouvelle structure », note Abderrahman Khila.

Une structure efficace

Fort de ces découvertes, il restait à comprendre l’impact concret de ces caractères sur le mode de vie des Rhagovelia. L’équipe a comparé le déplacement de quatre groupes de punaises d’eau sur une eau stagnante et dans le courant. Le premier groupe, d’une autre espèce que Rhagovelia, s'est montré le plus rapide sur l’eau stagnante, prouvant ainsi que l’éventail n’offre pas un gain de vitesse.  

En revanche, dans le courant, le deuxième groupe, composé de Rhagovelia, était de loin le plus performant. Les punaises du troisième groupe, auxquelles les chercheurs avaient retiré les éventails, n’étaient pas capable de remonter le courant. Plus intéressant encore, les punaises du dernier groupe, ayant subi une modification génétique afin qu’elles ne possèdent qu’un rudiment d’éventail, réalisaient des performances intermédiaires. « Les éventails permettent aux punaises d’eau de faire des mouvements efficaces, sans dépenser trop d’énergie », précise le généticien.

Le but est maintenant de comprendre comment fonctionne le réseau de gènes à l’origine de la mise en place de ces éventails et notamment comment les nouveaux gènes y participent. Une des pistes est d’étudier d’autres espèces de punaises d’eau, dotées un éventail intermédiaire, plus désordonné, afin de mieux comprendre les différents stades d’apparition de cette structure au cours de l’évolution.
 

Source : Pour la science
Crédit : E. Santos et A. Khila

Les rhagovelia ont développé une structure en éventail qui leur permet de remonter le courant des rivières.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

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 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

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


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


42 - Loire

Jusqu'au 12 décembre

EXPOSITION
"FILIÈRES TEXTILES ET CUIR"

Une sélection de savoir-faire et techniques des métiers de l’artisanat d’art dans le domaine textile et du cuir, de la plumasserie à la maille, en passant par le travail du bottier, du relieur ou encore du maroquinier.

La maison du passementier
20 rue Victor Hugo
42650 Saint-Jean-Bonnefonds
04 77 95 09 82
www.ville-st-jean-bonnefonds.fr/-maisondupassementier-


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/


61 - Orne

Jusqu'au 23 décembre

EXPOSITION "LES HAIES"

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


76 - Seine Maritime

Jusqu'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:

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