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A l'origine du cerveau : les éponges de mer !

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Les voies de l'évolution sont décidément étonnantes. On imagine la stupéfaction d'un groupe de chercheurs de l'Université de Santa Barbara en Californie lorsqu'ils ont découvert que le génome des éponges de mer possédait un nombre important de composantes en commun avec celles intervenant dans le fonctionnement des synapses humaines. Une partie de l'origine du système nerveux se trouve donc être très ancienne et remonte au moins à l'apparition des éponges il y a presque 600 millions d'années.

Eponges sur un tombant (Crédit :Oceansblog.com).
Détails d'une synapses (© 2004 Museum Marseille. Museums Provence - Alpes - Côte d'Azur).

La découverte est le fruit du travail d'une équipe hautement interdisciplinaire, comprenant des informaticiens, des biologistes et des chercheurs en neurosciences qui se sont associés pour étudier l'apparition des neurones et des synapses au cours de l'évolution. On y trouve par exemple Todd Oakley, qui est professeur assistant dans le Department of Ecology, Evolution and Marine Biology de l'Université de Santa Barbara, ou encore Ken Kosik, qui est le co-directeur du UCSB's Neuroscience Research Institute de la même Université.

On croit généralement que les premiers neurones et synapses sont apparus il y a un peu moins de 600 millions d'années chez des animaux comme les cnidaires, qui existent toujours car ils sont représentés aujourd'hui par les Hydres, les méduses et les anémones de mer. Un autre groupe d'animaux, qui est le plus vieux existant encore, est justement celui des éponges, apparu avant celui des cnidaires. Bien que ne possédant pas de système nerveux, il était intéressant d'étudier le génome de ces animaux, suffisamment anciens et ayant peu évolué pour conserver des informations sur la base de l'arbre de l'évolution.

Deux surprises attendaient les chercheurs.

Le séquençage du génome des éponges effectué par des chercheurs du UCSB's Institute for Collaborative Biotechnologies a d'abord révélé que beaucoup des gènes impliqués dans le fonctionnement des synapses étaient déjà présents dans le patrimoine génétiques des éponges. Ce qui veut dire que l'origine même de ce patrimoine doit être plus ancienne encore que 600 millions d'années, probablement même avant les premiers animaux.

La seconde surprise, bien plus étonnante, est que la structure des protéines des éponges suggère de probables interactions entre elles, très similaires à celles qui se produisent dans les protéines intervenant au niveau des synapses humaines et même celles des souris. La conclusion qui s'est imposée aux chercheurs est donc que là, comme dans d'autres exemples, l'évolution sait faire du neuf avec du vieux en réutilisant des éléments autrefois dédiés à des fonctions bien différentes.

On reste quand même songeur sur cette extraordinaire plasticité et unité révélées par l'étude du vivant, et nul doute que d'autres surprises nous attendent encore. Nous n'en sommes qu'au début.

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