Génétique: un papillon amazonien prouve que la dominance peut évoluer
Publié par Adrien le 06/12/2014 à 00:00
Source: CNRS-INEE
Le phénomène de dominance génétique est omniprésent dans la nature, y compris chez les humains. En effet, chaque individu porte dans son génome deux versions (allèles) de chaque gène: une provenant d'un parent et la seconde de l'autre. Or, lorsque ces deux allèles sont différents, souvent l'un d'eux - dit alors "dominant" - l'emporte et détermine le caractère contrôlé par le gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique...), alors que l'autre - dit "récessif" - s'exprime peu. Jusqu'ici les mécanismes derrière ce phénomène crucial restaient mal compris. En analysant les motifs colorés sur les ailes du papillon toxique d'Amazonie (L'Amazonie est une région d'Amérique du Sud. C'est une vaste plaine traversée par l'Amazone et par ses affluents, et couverte sur une grande part de sa surface...) Heliconius numata, une équipe de l'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...) de systématique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour objet de dénombrer et de classer les taxons dans un certain ordre, basé sur des principes divers. Elle ne doit pas...), évolution, biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des...) vient de faire une avancée majeure dans la compréhension de ce phénomène.Les résultats ont été publiés le 27 novembre dans la revue Nature Communication.


Figure : a. Détail d'une partie de l'aile du papillon étudié, montrant les 3 principales couleurs portées par des écailles distinctes, portant chacune un pigment donné. b. Le motif sur les ailes du papillon est formé par un agencement précis de taches colorées, et signale sa toxicité aux prédateurs. Le motif coloré influence donc grandement la survie et la reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et Jean-Claude...) du papillon. c. Exemple de croisement effectué entre formes colorées différentes (haut), montrant l'expression des caractères parentaux dans la descendance (bas). Notre nouvel outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par une plus...) d'analyse permet de quantifier la dominance, c'est-à-dire l'effet des allèles des parents respectifs sur le motif coloré de leurs descendants (rouge : expression des caractères du parent de gauche ; bleu : parent de droite) © Mathieu Joron et Yann Le Poul

"Notre étude constitue l'un des rares travaux montrant que les mécanismes de la dominance peuvent évoluer. Cette évolution aurait lieu sous l'action de la sélection naturelle, qui élimine les individus avec des caractères inadaptés à leur milieu", précise le généticien Mathieu Joron, co-auteur de l'article.

Lui et son équipe se sont intéressés au papillon Heliconius numata car cette espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de la systématique. L'espèce est un concept flou dont il...) est toxique et arbore sur ses ailes des motifs colorés perçus par ses prédateurs comme un 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...) d'avertissement, qui les dissuade d'attaquer. Ces tâches colorées sont très propices à l'étude des mécanismes de dominance. "Leurs variations de forme, de couleur et de disposition sont contrôlées par un groupe compact de gènes, appelé supergène. Or, celui-ci existe au moins sous huit formes distinctes, ou allèles, qui déterminent, chez le papillon, l'expression d'autant de motifs colorés différents, chacun bien reconnu comme signal de toxicité par les prédateurs. Certains de ces allèles sont dominants, et d'autres, non", explique Mathieu Joron.

H. numata est également favorable à l'analyse de l'action de la sélection naturelle sur les mécanismes de dominance: "Les populations naturelles de ce papillon abritent une grande diversité de motifs colorés. La reproduction entre individus débouche donc souvent sur des descendants portant des allèles différents, ou "hétérozygotes". Or si un allèle est dominant sur l'autre, le descendant ressemblera fortement à l'un des deux parents, et sera donc protégé des prédateurs par son signal de toxicité. Mais si les deux allèles sont aussi dominants l'un que l'autre (phénomène de codominance), le papillon arborera une coloration intermédiaire, adressant aux prédateurs un signal confus, non reconnu, et aura un risque plus fort d'être attaqué et éliminé par la sélection naturelle".

En croissant des individus de H. numata et en analysant les motifs colorés des descendants en découlant, les chercheurs ont découvert que la dominance entre allèles était déterminée par deux mécanismes distincts.

L'un de ces processus semble être apparu lors de l'émergence de nouveaux types de motifs colorés, et fait en sorte que les allèles récents ont une dominance totale sur les allèles ancestraux.

En conclusion, les mécanismes de dominance entre allèles peuvent, sous l'action de la sélection naturelle, changer lors de l'évolution.

Grâce à ces résultats, il est désormais possible d'explorer les mécanismes moléculaires de la dominance.
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