Comment le dragon développe sa collerette
Publié par Isabelle le 01/07/2019 à 14:00
Source: Université de Genève
En étudiant l'embryon en développement du lézard dragon, les chercheurs de l'UNIGE révèlent que des forces physiques, plutôt qu'un programme génétique, produisent les plis caractéristiques de sa spectaculaire collerette.


Collerette d'un dragon Chlamydosaurus pliée à gauche et érigée à droite. © UNIGE, A.Debry/S.Montandon/M.Milinkovitch.

Le dragon à collerette présente une large collerette érectile caractéristique de son espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de...). Ce lézard (Les lézards sont des petits reptiles de l'ordre des Squamates. Ils partagent le fait d'avoir quatre pattes, des oreilles à tympan apparent sans...) la garde habituellement repliée contre son corps, mais il peut l'ouvrir de façon spectaculaire pour effrayer les prédateurs. Des chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) de Genève (UNIGE) et du SIB Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un...) Suisse de Bioinformatique rapportent, dans la revue eLIFE, qu'une branchie embryonnaire ancestrale de l'embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la première division de l’œuf ou...) du dragon se transforme en une poche de cou (Le cou est la région du corps qui est située entre la tête et le reste du corps (torse ou tronc).) qui s'agrandit et se plisse, constituant la collerette. Les chercheurs démontrent ensuite que ce robuste motif de pliage émerge de forces mécaniques lors de la croissance homogène de la peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.) de la collerette, dû aux tensions résultant de son attachement au cou et à la tête.

Dans le film Jurassic Park (Jurassic Park, ou Le parc jurassique au Québec, est un film de science-fiction réalisé en 1993 par Steven Spielberg, adaptation du roman du...), pendant que le programmeur (En informatique, un développeur (ou programmeur) est un informaticien qui réalise du logiciel en créant des algorithmes et en les mettant en œuvre dans un...) informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de...) Dennis Nedry tente de faire sortir clandestinement des embryons de dinosaures de l'île (Une île est une étendue de terre entourée d'eau, que cette eau soit celle d'un cours d'eau, d'un lac ou d'une mer. Son étymologie latine, insula, a...), il se fait attaquer et tuer par un dinosaure (Les dinosaures (du grec Dinosauria) forment un clade extrêmement diversifié de vertébrés diapsides représentés actuellement par les oiseaux. Ce sont des archosaures ovipares ayant en commun une posture...) de taille moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des...) qui érige une collerette effrayante. Ce dinosaure fictif est inspiré d'un animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de...) réel connu sous le nom de "dragon à collerette", qui vit aujourd'hui dans le nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) de l'Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de l’île-continent du...) et au sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) de la Nouvelle Guinée. Ces lézards, aussi nommés Chlamydosaurus kingii, ont un large disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) de peau qui repose autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) de leur tête et de leur cou. Généralement repliée contre le corps, cette collerette peut s'ériger de façon spectaculaire pour effrayer les prédateurs et les concurrents. Le pliage des côtés gauche et droit se fait au niveau de trois crêtes préformées, mais on ignorait encore quelle structure ancestrale avait évolué pour devenir la collerette du dragon, et comment les crêtes se formaient au cours du développement.

Recyclage des branchies

Une équipe multidisciplinaire dirigée par Michel Milinkovitch, professeur au Département de génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les...) et évolution de la Faculté des sciences de l'UNIGE et chef de groupe au SIB Institut Suisse de Bioinformatique, démontre aujourd'hui que la collerette du dragon, ainsi que les os et cartilages qui la soutiennent, se développent à partir des arcs branchiaux. Il s'agit d'une série de bandes de tissu embryonnaire qui ont évolué pour devenir les supports branchiaux des poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau à l'ouest et le Bélier à l'est. Bien qu’assez grande, elle...) et qui donnent maintenant naissance à de nombreuses structures dans l'oreille (L'oreille est l'organe qui sert à capter le son et est donc le siège du sens de l'ouïe, mais elle joue également un rôle important dans l'équilibre. Le mot peut référer au système entier,...) et le cou des vertébrés (Les vertébrés forment un sous-embranchement du règne animal. Ce taxon, qui dans sa version moderne exclut les myxines, est considéré comme monophylétique. Il appartient à l'embranchement des...) terrestres. Chez la plupart des espèces, la deuxième arcade branchiale finit par fusionner avec les arcades qui la suivent. Mais chez le dragon, cet arc continue de s'étendre, conduisant à la formation de sa collerette. "Ces changements du développement des arcs branchiaux mettent en évidence la manière dont l'évolution est capable de "recycler" les anciennes structures en de nouvelles formes jouant des rôles différents", s'enthousiasme Michel Milinkovitch.

Processus mécanique plutôt que signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps...) génétique moléculaire

Au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située...) et à mesure que la collerette se développe, la face antérieure de la peau forme trois plis successifs, qui constituent les crêtes. En étudiant leur formation, l'équipe suisse révèle qu'elles ne résultent pas d'une croissance accrue aux sites de pliage, mais de forces physiques - la croissance de la collerette étant limitée par son attache au cou. La couche supérieure finit par onduler, ce qui crée les plis de la collerette. "Nous avons ensuite simulé ce processus dans un modèle informatique et nous avons découvert qu'on pouvait récapituler la manière dont les plis se développent dans les collerettes des véritables embryons de lézard", poursuit Michel Milinkovitch.

Ces résultats fournissent de nouvelles preuves sur la capacité de processus physiques et génétiques à façonner les tissus et les organes au cours du développement de l'embryon.


Contact chercheur:
Michel Milinkovitch - Professeur ordinaire au Département de génétique et évolution - Faculté des sciences - UNIGE
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