Les vertébrés à "sang froid" donnent une leçon sur le ralentissement du vieillissement

Publié par Adrien le 05/07/2022 à 09:00
Source: CNRS INEE
Une étude d'une ampleur inédite publiée dans la revue Science par une équipe internationale de 114 scientifiques vient de lever le voile sur le vieillissement des ectothermes. Utilisant les reptiles et d'amphibiens comme modèles d'étude, les chercheurs ont montré que ces organismes présentent une grande variabilité de leur vitesse (On distingue :) de vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant...) et que de nombreuses espèces (salamandres, tortues) présentent un vieillissement très ralenti. Pour la première fois, ils ont exploré les mécanismes responsables de l'importante variabilité de la longévité (La longévité d'un être vivant est la durée de vie pour laquelle il est...) et des taux de vieillissement chez ces animaux.


Cistude d'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...) (Emys orbicularis), l'un des espèces de reptiles considérées dans l'étude de Reinke et collaborateurs et présentant un taux de vieillissement négligeable. Crédit: Matthieu Berroneau

Les animaux vieillissent-ils tous à la même vitesse ? Certains d'entre eux arrivent-ils à échapper au vieillissement ? Quels sont les traits biologiques expliquant les variations d'intensité du vieillissement parmi les espèces ? Autant de questions qui suscitent l'intérêt des hommes depuis l'Antiquité, et pour lesquelles des réponses tendent à prendre forme ces dernières années.

À 190 ans, Jonathan, la tortue géante des Seychelles (La tortue géante des Seychelles (Geochelone gigantea) est une espèce de tortues...), s'est fait connaître comme "l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un...) terrestre vivant le plus âgé au monde (Le mot monde peut désigner :)". Par ailleurs, des mesures réalisées chez des salamandres laissaient suspecter une importante longévité, combinée à d'étonnantes propriétés anti-vieillissement (ex.: régénération tissulaire). Néanmoins, nos connaissances sur le vieillissement des tétrapodes ectothermes (amphibiens et reptiles) se sont longtemps limitées à ces observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...), aussi intrigantes qu'anecdotiques.


Salamandre tachetée (Salamandra salamandra), l'un des espèces d'amphibiens considérées dans l'étude de Reinke et collaborateurs et présentant un taux de vieillissement négligeable. Crédits: Matthieu Berroneau

Une étude d'une ampleur inédite, reposant sur la compilation et l'analyse de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) démographiques à long-terme recueillies dans 107 populations naturelles de 77 espèces de reptiles et d'amphibiens à travers le monde, vient de lever le voile sur le vieillissement des ectothermes. Cette analyse comparative publiée dans la revue Science par une équipe internationale de 114 scientifiques constitue l'étude la plus détaillée à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) sur le vieillissement et la longévité des tétrapodes ectothermes en populations naturelles.

Les chercheurs ont mis en évidence que les amphibiens et les reptiles présentent une plus grande variabilité des taux de vieillissement (mesurés à l'aide de modèles de mortalité âge-dépendants) que celle observée chez les oiseaux et les mammifères. En outre, cette étude révèle que les tortues, les crocodiliens et les salamandres ont des taux de vieillissement particulièrement faibles et des durées de vie (La vie est le nom donné :) étonnamment longues pour leur taille corporelle.

Fait troublant, l'équipe a observé un vieillissement négligeable chez au moins une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type »...) de chacun des groupes majeurs de tétrapodes ectothermes considérés dans l'étude. Certains clades tels que les salamandres et les tortues comptaient notamment une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) importante d'espèces à vieillissement négligeable. Cela semble étrange de dire qu'ils ne vieillissent pas du tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...), mais fondamentalement, leur probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un...) de mourir ne change pas avec l'âge une fois que ces organismes ont effectué leur première reproduction.


Vipère aspic (Vipera aspis), l'un des espèces de reptiles considérées dans l'étude de Reinke et collaborateurs. Crédits: Matthieu Berroneau

Cette découverte remet en question l'idée que l'augmentation de la mortalité avec l'âge, observée chez la majorité des endothermes et chez l'humain, serait un phénomène inévitable chez les vertébrés (Les vertébrés forment un sous-embranchement du règne animal. Ce taxon, qui dans sa...) en général. Ces résultats indiquent que les tétrapodes ectothermes présentent des processus de vieillissement originaux, assez différents de ceux des endothermes, dont ils se distinguent en termes de sensibilité environnementale, de métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques...), et de diversité des traits d'histoire de vie.

Les chercheurs se sont également attachés à expliquer les causes des variations de longévité et d'intensité du vieillissement chez les tétrapodes ectothermes. Ils ont souhaité tester certaines théories du vieillissement pour voir si celles-ci étaient valables chez les reptiles et les amphibiens. Si nous parvenons à comprendre comment certains animaux réussissent à ralentir leur vieillissement, nous appréhenderons mieux celui de l'humain.

Le consortium a montré que les espèces présentant des phénotypes protecteurs physiques (carapace, armures d'écailles) et chimiques (venins, poisons) montrent un vieillissement plus lent et une plus grande longévité. Par ailleurs, les espèces à reproduction précoce et/ou à forte fécondité subissent un vieillissement accéléré. Enfin, l'étude suggère que le type de métabolisme (ectothermie vs endothermie) ne constitue pas un déterminant critique des variations d'intensité du vieillissement chez les vertébrés, contrairement à ce qui a été longtemps avancé.

Cette étude constitue la première analyse à large échelle sur le vieillissement des ectothermes. Elle démontre que la vitesse de ce phénomène est très variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle...) entre espèces et que certains organismes présentent un vieillissement négligeable. A termes, ces découvertes pourraient éclairer de futures recherches biomédicales sur le vieillissement de l'humain et la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste...).


Varan de Komodo (Varanus komodoensis), l'un des espèces de reptiles considérées dans l'étude de Reinke et collaborateurs. Crédits: Matthieu Berroneau


Pélobate cultripède (Pelobates cultripes), l'un des espèces d'amphibiens considérées dans l'étude de Reinke et collaborateurs. Crédits: Matthieu Berroneau

Laboratoires CNRS impliqués:
- Laboratoire de Biométrie et Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) Evolutive (LBBE - CNRS / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Lyon / VetAgro Sup)
- Centre d'Etudes Biologiques de Chizé (CEBC - CNRS / La Rochelle Université)
- Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) en écologie expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes...) et prédictive (CEREEP - CNRS / ENS)
- Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) d'écologie et des sciences de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...) (IEES - CNRS / IRD / Sorbonne (La Sorbonne est un complexe monumental du Quartier latin de Paris. Elle tire son nom du...) Université / Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne (L’université Paris-Est Créteil Val de Marne (UPEC, nom officiel : Paris-XII),...) / INRAE)
- Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés (LEHNA - CNRS / ENTPE / Université Claude Bernard)
- Centre d'écologie fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions....) et évolutive (CEFE - CNRS / IRD / Université de Montpellier (L’université de Montpellier était un établissement d’enseignement...) / EPHE)
- Station d'Ecologie Théorique et Expérimentale (SETE - CNRS)
- Eco-anthropologie (EA - CNRS / MNHN)

Référence:
Reinke BA, Cayuela H, Janzen FJ, Lemaître JF, Gaillard JM, Lawing AM, Iverson JB, Christiansen DG, Martínez-Solano I, Sánchez-Montes G, Gutiérrez-Rodríguez J, Rose FL, Nelson N, Keall S, Crivelli AJ, Nazirides T, Grimm-Seyfarth A, Henle K, Mori (Lieux ou commune Mori est une commune italienne située dans la province autonome de...) E, Guiller G, Homan R, Olivier A, Muths E, Hossack BR, Bonnet X, Pilliod DS, Lettink M, Whitaker T, Schmidt BR, Gardner MG, Cheylan M, Poitevin F, Golubović A, Tomović L, Arsovski D, Griffiths RA, Arntzen JW, Baron JP, Le Galliard JF, Tully T, Luiselli L, Capula M, Rugiero L, McCaffery R, Eby LA, Briggs-Gonzalez V, Mazzotti F, Pearson D, Lambert BA, Green DM, Jreidini N, Angelini C, Pyke G, Thirion JM, Joly P, Léna JP, Tucker AD, Limpus C, Priol P, Besnard A, Bernard P, Stanford K, King R, Garwood J, Bosch J, Souza FL, Bertoluci J, Famelli S, Grossenbacher K, Lenzi O, Matthews K, Boitaud S, Olson DH, Jessop TS, Gillespie GR, Clobert J, Richard M, Valenzuela-Sánchez A, Fellers GM, Kleeman PM, Halstead BJ, Grant EHC, Byrne PG, Frétey T, Le Garff B, Levionnois P, Maerz JC, Pichenot J, Olgun K, Üzüm N, Avcı A, Miaud C, Elmberg J, Brown GP, Shine R, Bendik NF, O'Donnell L, Davis CL, Lannoo MJ, Stiles RM, Cox RM, Reedy AM, Warner DA, Bonnaire E, Grayson K, Ramos-Targarona R, Baskale E, Muñoz D, Measey J, de Villiers FA, Selman W, Ronget V, Bronikowski AM, Miller DAW.
Diverse aging rates in ectothermic tetrapods provide insights for the evolution of aging and longevity.
Science. 2022 Jun 24;376(6600):1459-1466. doi: 10.1126/science.abm0151. Epub 2022 Jun 23. PMID: 35737773.
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