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Notre cousin métazoaire le plus éloigné ? Un animal marin et gluant

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Les éponges au sens large ne sont plus les cousines de tous les animaux. Durant l'évolution, elles se sont en effet différenciées après les cténaires, en perdant au passage l'usage des cellules nerveuses. Des chercheurs viennent de le déterminer en séquençant complètement le génome d'un cténaire Mnemiopsis leidyi. L'arbre évolutif des métazoaires repose donc sur une nouvelle base.

Les cténophores ou cténaires Mnemiopsis leidyi sont transparents et mesurent de 3 à 12 cm de long. Ils vivent notamment le long des côtes européennes, que ce soit en mer du Nord, dans l’Atlantique ou en Méditerranée. © Aqua-Photos, Flickr, cc by 2.0

Durant des décennies, les animaux ont été classés selon le principe de la complexification croissante, soit du plus simple au plus complexe. Ainsi, les spongiaires formaient la première branche à s'être différenciée de leur arbre évolutif. De fait, les éponges se distinguent par l'existence d'uniquement deux feuillets embryonnaires, ainsi que par l'absence de cellules musculaires et nerveuses. Dotés de ces entités spécialisées, les cnidaires et les cténaires venaient ensuite dans cette classification, avant les bilatéraliens qui ont notamment trois feuillets embryonnaires. L'Homme fait partie intégrante de ce groupe.

Seulement voilà, depuis quelques années, le principe de complexification et la classification qu'il a inspirée sont progressivement remis en cause par des données moléculaires. Par exemple, les éponges ne forment plus un groupe monophylétique, bien qu'elles soient restées à la base de l'arbre évolutif des animaux. Ainsi, jusqu'à ce 13 décembre 2013, elles pouvaient se vanter d'être les cousines de tous les métazoaires. Depuis cette date, elles ont été détrônées par un organisme plus complexe en apparence : le cténaire Mnemiopsis leidyi.

Pour le déterminer Joseph Ryan (National Human Genome Research Institute ; États-Unis) et ses collaborateurs ont complètement séquencé le génome de ce cténophore, en vue de le comparer à celui de quatre autres groupes d'animaux. Leurs conclusions ont été présentées dans la revue Science, comme leurs implications sur l'histoire évolutive des métazoaires. Ainsi, notre plus vieux cousin est désormais un organisme pélagique marin, gélatineux et carnivore qui se déplace à l'aide de huit rangées de cils. Cette découverte suscite tout de même quelques interrogations.

La position des placozoaires dans l’arbre évolutif des animaux a souvent été sujette à controverse. D’après l’étude de Ryan et al. 2013, cet animal doit dorénavant être classé entre les spongiaires (groupe qui rassemble les éponges) et les cnidaires (taxon composé des coraux et méduses). © Oliver Voigt, Wikimedia Commons, cc by sa 2.0 DE

Des cellules apparaissent à plusieurs reprises… d’autres disparaissent

Par exemple, pourquoi les spongiaires n'ont pas de tissus musculaires ? Ils sont pourtant plus évolués que les cténaires. La réponse nous vient de la génétique. Les cellules contractiles des Mnemiopsis leidyi sont dépourvues de nombreux gènes qui codent pour des composants structuraux des cellules musculaires des animaux plus récents. Ainsi, les cténophores auraient acquis ces cellules spécialisées indépendamment des autres lignées. Ce résultat tranche avec la théorie classique qui veut que les muscles ne soient apparus qu'une fois au cours de l'évolution des animaux.

De même, le corps des cténaires est parcouru par un réseau de neurones, bien qu'il n'existe pas de centre nerveux différencié. Or, les spongiaires en sont dépourvus. Pourquoi ? Une fois encore, la génétique est la clé de tout. Le génome de Mnemiopsis leidyi a été comparé à celui de l'éponge Amphimedon queenslandica. Surprise : les deux animaux possèdent les mêmes gènes codant pour des fonctions nerveuses. En d'autres mots, les éponges auraient perdu l'usage de ces cellules, mais elles disposent de la machinerie génétique requise pour les faire fonctionner.

Cette étude porte un nouveau coup dur sur le principe de la complexification croissante, tant elle démontre que l'évolution des premiers animaux a été plus alambiquée qu'on ne l'a longtemps cru (apparitions indépendantes de cellules spécialisées, disparition d'autres, etc.). La phylogénie moléculaire vient de modifier la base même de l'arbre évolutif des animaux. Qui sait quelles surprises elle nous réserve encore ? 

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