La girafe est le plus haut des animaux terrestres. © sivanadar, Shutterstock

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Le cou de la girafe enfin expliqué par la génétique

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La comparaison des génomes de la girafe et de son proche cousin, l'okapi, a permis d'identifier des gènes qui expliquent l'exceptionnelle anatomie de la girafe. Car avoir de longues jambes et un long cou impose aussi des contraintes aux systèmes cardiovasculaire et musculo-squelettique.

L'origine du long cou et des longues jambes de la girafe intrigue l'humanité depuis bien longtemps. Il a même été l'objet de conflits entre les théories de Lamarck et de Darwin. Mais cette anatomie particulière est aussi un véritable défi pour le système cardiovasculaire avec un cœur qui doit envoyer du sang au cerveau, situé 2 m plus haut, ou des vaisseaux qui doivent s'adapter à un changement rapide de pression si la girafe baisse la tête pour boire. Ce sont aussi des contraintes pour le système musculo-squelettique, qui doit supporter la masse d'un corps allongé à la verticale, et pour le système nerveux, qui doit relayer l'information rapidement partout.

Ici, des chercheurs ont séquencé les génomes de la girafe Masaï et de l'okapi, son proche cousin, lui aussi de la famille des Giraffidae, et les ont comparés avec d'autres mammifères. La recherche, menée par Douglas Cavener de la Penn State University et Morris Agaba du Nelson Mandela Afrikans Institute of Science and Technology (Tanzanie) est parue dans Nature Communications.

Il y avait une grande proximité des séquences de la girafe et de l'okapi, comme l'explique Douglas Cavener sur CBSNews« Les séquences génétiques de l'okapi sont très semblables à celles de la girafe parce que l'okapi et la girafe ont divergé d'un ancêtre commun il y a seulement 11 à 12 millions d'années - relativement récemment sur une échelle de temps de l'évolution. »  Mais l'okapi n'a ni le long cou, ni les longues jambes de la girafe.

Grâce à ces comparaisons, les chercheurs ont sélectionné 70 gènes de la girafe qui suggéraient une adaptation évolutive, comme des modifications de séquences protéiques qui pouvaient changer la fonction de la protéine. Plus de la moitié de ces 70 séquences codaient pour des protéines qui contrôlent le développement du squelette, du système cardiovasculaire ou nerveux.

L’okapi rappelle un peu le zèbre par ses rayures, mais c’est le plus proche parent de la girafe. © Bildagentur Zoonar GmbH, Shutterstock

Des gènes impliqués dans le développement du système cardiovasculaire 

Parmi les 70 gènes identifiés, FGFRL1 a particulièrement intéressé les chercheurs car il est essentiel au développement normal du squelette et du système cardiovasculaire, chez les humains et les souris. Trois gènes homéotiques ont aussi été identifiés : HOXB3, CDX4 et NOTO. Comme certains contrôlent à la fois le développement du squelette et du système cardiovasculaire, la stature et le système cardiovasculaire ont probablement évolué en parallèle grâce à des modifications touchant un petit nombre de gènes. Les solutions trouvées par la girafe pour adapter sa physiologie à sa taille pourraient être utiles au traitement de maladies cardiovasculaires ou aux problèmes d'hypertension chez les humains.

Des gènes du métabolisme mitochondrial et du transport des acides gras volatils ont également divergé chez la girafe ; ils pourraient être liés à son régime alimentaire particulier qui comprend des plantes toxiques.

Cette recherche fondamentale a aussi comme objectif de sensibiliser le public aux menaces qui pèsent aujourd'hui sur les girafes : « Nous espérons que la publication du génome de la girafe et des indices sur sa biologie unique attirera l'attention sur cette espèce au vu de la récente baisse brutale des populations de girafes. » En effet, depuis 2000, les populations de girafes ont diminué de 40 % en raison du braconnage et de la perte d'habitat : « À ce taux de déclin, le nombre de girafes dans la nature va tomber en dessous de 10.000 d'ici la fin de ce siècle. » Il existe neuf sous-espèces de girafes, dont deux quasiment éteintes.

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