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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 . . .


22 - Côtes d'Armor

Du 22 janvier au 12 mars

ATELIERS PEINTURE

"Aquarelle" avec Fanny Dreveau - Samedis 22 Janvier et 19 février de 10h à 16h30h
"Peinture à l'huile et clair-obscur" avec Jos Van de Ven - Vendredis 28 Janvier et 4 Mars de 10h à 16h30
"Calligraphie chinoise et abstraction" avec Sophie Deliss - Samedis 5 Février et 12 Mars de 10h à 16h30
"ARTIS" Arts Plastiques avec Claire Amossé - Samedis 12 Février et 5 Mars de 10h à 16H30

Pôle de l'Étang-Neuf
Musée de la Résistance en Argoat
22480 Saint-Connan
02 96 47 17 66
www.etangneufbretagne.com


34 - Hérault

Jusqu'au 27 mars 2022

EXPOSITION
"JEAN-FRANCIS AUBURTIN, UN ÂGE D'OR"

Jean-Francis Auburtin (1866-1930) s’inscrit dans la longue procession des peintres sur le motif : Delacroix, Courbet, Boudin, Jongkind, Monet...
En une centaine d'œuvres, le Musée de Lodève propose une rétrospective de ce peintre à redécouvrir.

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


39 - Jura

Jusqu'au 15 mars

EXPOSITION
"FRONTIÈRES DE SEL"

Reproductions d’objets, contenus numériques, vidéos et extraits sonores, archives inédites vous dévoileront tous les secrets du commerce du sel.
Une part belle sera également faite aux métiers de la restauration et du patrimoine avec la présentation en timelapse du travail de l’atelier Lythos, qui a réalisé un fac-similé de la borne destiné à être replacé sur le lieu de découverte à Montigny-les-Arsures.

La Grande Saline
3 place des salines
39110 Salins-les-Bains
03 84 73 10 92
www.salinesdesalins.com


71 - Saône et Loire

Le 16 février

ATELIERS
"BRICO RECUP"

Réutiliser, récupérer, créer, s’amuser… Voilà le programme de notre atelier récup’ où nous transformerons rouleaux de papier toilette, boîtes à œufs et bouteilles plastique en petits animaux et autres petits bricolages rigolos à emporter à la maison. A partir de 6 ans. De 14 h à 16 h .

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


Le 23 février

ATELIERS
"NICHOIRS ET CIE"

Présentation de nichoirs, conseil sur leur fabrication et leur installation. Assemblage d’un modèle en salle (choix à faire parmi 3 références). Tout public, enfants à partir de 9 ans. Dd 14 h à 16 h 30.

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


88 - Vosges

Du 5 février au 18 septembre  

EXPOSITION
"POSADA, GENIE DE LA GRAVURE"

Cette exposition, première rétrospective en France de l’œuvre de José Guadalupe Posada (1852-1913) nous permet d’admirer l’inventivité et la dextérité d’un des grands maîtres de la gravure internationale qui a délaissé une carrière toute tracée pour mettre son talent au service de la presse populaire : illustrations de faits divers, contes, chansons... et les fameuses Calaveras.

Musée de l'Image
42 quai de Dogneville
88000 Épinal
03 29 81 48 30
https://museedelimage.fr

Lieux:

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