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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.

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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.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

21 - Côte d'Or

► Jusqu'au 17 novembre

EXPOSITION
"NATURE INCOGNITO" : la face cachée des villes

Vous me reconnaissez ? Je fais partie des millions d’espèces sauvages, animales ou végétales qui vivent dans les villes, tout près de chez nous et qui, pour la plupart, demeurent « Incognito » !
La nouvelle exposition du Jardin des sciences & Biodiversité vous invite à voir la ville autrement

Le Jardin des Sciences
Parc de l’Arquebuse
1 avenue Albert 1er & 14 rue Jehan de Marville
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


22 - Côtes d'Armor

Le 22 décembre

SEANCES AU PLANETARIUM DE BRETAGNE

A l'occasion du solstice, le Planétarium de Bretagne vous invite pour deux séances au tarif spécial de 4 €.  A 15h00 : "Les astres et les Marées". A 16h00 : "Le phénomène des saisons".

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


25 - Doubs

Jusqu'au 5 janvier 2020

EXPOSITION
« LE MONDE DE JULES VERNE »

L’exposition présente le créateur et poète, évoque ses voyages extraordinaires d’un nouveau genre littéraire puis explore sa quête de l’ailleurs.
Gravures, affiches de cinéma, maquettes, dessins de reconstitutions des machines de Jules Verne, carte géante représentant les itinéraires des personnages…rythment le parcours de l’exposition.

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
www.salineroyale.com


Du 15 février au 3 mai 2020

EXPOSITION
« GEORGES FESSY ET LA PHOTOGRAPHIE »

Exposition en coproduction avec le Familistère de Guise. Georges Fessy et la photographie est une rétrospective présentée à travers plus d’une centaine de photographies qui traduit la diversité d’une vie de photographe : paysages, portraits, natures mortes, objets d’art, vues d’architectures.

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
www.salineroyale.com


30 - Gard

Jusqu'au 8 mars 2020

EXPOSITION
« FEU », l’expo brûlante de la rentrée au Pont du Gard

FEU conçue par Universcience qui propose d’explorer la thématique de la maîtrise du feu par l’humain. Accessible dès 9 ans, cette exposition rassemble des installations audiovisuelles, des dispositifs multimédia et des expériences interactives ainsi que de nombreux objets visant à enrichir la connaissance des visiteurs et à déconstruire les idées reçues.

Site du Pont du Gard
La Bégude
400 route du Pont du Gard
30210 Vers-Pont-du-Gard
04 66 37 50 99
www.pontdugard.fr


34 - Hérault

Jusqu'au 23 février 2020

EXPOSITION
Ensor, Magritte, Alechinsky...

L'exposition invite à un cheminement sensible sur les sentiers de l'art Belge à travers une sélection de chefsd’oeuvre des collections du Musée d'Ixelles (Bruxelles).

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


50 - Manche

Jusqu'au 5 janvier 2020

EXPOSITION
"DÉTOURS EN COTENTIN"

Il y a sept ans, la famille du photographe Gustave Bazire (1893-1941) découvre 1 400 plaques de verre. Aujourd'hui, le Cotentin expose les vues de l'artiste.

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


81 - Tarn

Le 16 novembre

PRÉPARER SON JARDIN POUR L’HIVER

Par Georges Albertini et Bernard Huet, Amis du jardin. Faire les bons gestes au jardin d’ornement, potager et verger : fertilisation (les besoins des plantes), paillages, tailles, traitements, pelouses, bassins, débats, échanges sur les pratiques, expériences dans le jardin et les résultats. Entrée libre.

Muséum d’histoire naturelle Philadelphe-Thomas
2 place Philadelphe Thomas
81600 Gaillac
05 63 57 36 31


88 - Vosges

Du 22 au 24 novembre

SALON DE LA CREATION TEXTILE ET MODE
"COUSU DE FIL ROUGE"

Le Salon « Cousu de fil rouge » invite les amoureux des belles choses, à la Rotonde de Thaon-les-Vosges, dans une ambiance Art-Déco aux allures de grands magasins parisiens.
Plus de 50 artisans d’art du Grand Est viennent présenter leurs trésors sur un salon rythmé par les animations spectaculaires, où la beauté rivalise avec l’ingéniosité.

Office de Tourisme d'Epinal
6 place Saint-Goëry
88000 Epinal
Tél. 03 29 82 53 32
www.tourisme-epinal.com


Du 30 novembre au 1er décembre

SALON MINÉRAUX, FOSSILES, BIJOUX, LITHOTHÉRAPIE

Pour cette 2ème édition, à Epinal, une trentaine d'exposants professionnels viennent de la France entière pour exposer et vendre des minéraux et fossiles du monde entier.
Des créateurs de bijoux en pierres naturelles seront présents et vous pourrez également trouver des pierres de santé pour la lithothérapie.

Office de Tourisme d'Epinal
6 place Saint-Goëry
88000 Epinal
Tél. 03 29 82 53 32
www.tourisme-epinal.com

Lieux:

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