UC San Diego News Center

Les méduses subissent une métamorphose étonnante, des petits polypes poussant sur le fond marin aux méduses nageant avec des tentacules urticants. Ce changement de forme leur a bien servi, guidant les méduses à travers plus de 500 millions d’années d’extinctions massives sur Terre.

« Tout ce qu’ils font a vraiment fonctionné pour eux », a déclaré David Gold, professeur adjoint de paléobiologie au UC Davis College of Letters and Science.

Le premier examen approfondi du génome d’une méduse — la gelée de lune Aurelia aurita — révèle les origines de cette stratégie de survie réussie. Le génome d » Aurelia, publié en ligne décembre. 3 dans la revue Nature Ecology and Evolution et codirigée par des scientifiques de l’Université de Californie à San Diego, indique que les premières méduses ont recyclé des gènes existants pour passer du polype à la méduse. Les résultats suggèrent que les animaux peuvent rayonner dans de nouvelles niches et formes assez facilement.

« Ces résultats fournissent une preuve supplémentaire que l’évolution ne rend pas nécessairement le code génétique plus complexe », a déclaré Gold, chercheur principal de l’étude du génome. « Les méduses peuvent construire une grande histoire de vie complexe en utilisant plusieurs des mêmes gènes trouvés chez des animaux plus simples. »

L’équipe de recherche était également dirigée par Gold, qui a effectué une grande partie du travail en tant que boursier postdoctoral au California Institute of Technology, et par Takeo Katsuki, ancien scientifique de projet au Kavli Institute for Brain and Mind à UC San Diego et actuellement spécialiste des applications chez Thorlabs Japan Inc.

« Les méduses sont importantes à la fois sur le plan évolutif et environnemental, de sorte que la séquence de leur génome établit leur étude comme un ajout clé à ce que nous savons de leur biologie », a déclaré Ralph Greenspan, professeur à la Section de Neurobiologie de la Division des Sciences biologiques de l’Université de San Diego et directeur associé de l’Institut Kavli pour le cerveau et l’esprit, qui a également dirigé l’étude.

Gelées de lune à l’aquarium Birch à la Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego.

Le génome: un outil multi-usage

Les méduses proviennent de l’une des branches les plus anciennes de l’arbre généalogique animal, le phylum Cnidaria, qui comprend des coraux et des anémones. Les méduses ont probablement été les premiers nageurs musclés en pleine mer. Ils sont apparus à la fin du Précambrien, une période de changements géologiques et écologiques majeurs qui a précédé l’explosion cambrienne de la vie animale.

À un moment donné de leur évolution, les méduses ont acquis la capacité de passer d’un polype stationnaire à une méduse nageuse. La transition implique des changements majeurs dans le système nerveux, les muscles et l’armement des méduses, c’est-à-dire les cellules urticantes appelées cnidocytes. Pour ce faire, le stade de la vie de la méduse coopte souvent les réseaux de gènes de développement existants et les types de cellules présents dans les polypes, ont constaté les chercheurs. En outre, Aurelia semble modeler ses différentes étapes de la vie en utilisant plusieurs des mêmes gènes trouvés chez des animaux tels que les mouches des fruits et les humains, rapporte l’étude (tous ces animaux partagent un ancêtre commun, bien qu’ancien).

Il existe une deuxième explication plus controversée de ce que les scientifiques ont trouvé dans le génome de la méduse. Peut-être que les similitudes entre le génome de la méduse lunaire et les animaux « supérieurs » démontrent que les Cnidaires avaient à l’origine un stade de vie de méduse, que des animaux comme les coraux et les anémones de mer ont perdu.

« Nos résultats ne peuvent pas distinguer ces deux scénarios », a déclaré Gold. Si la deuxième hypothèse s’avère correcte, « Les animaux carnivores nageant peuvent être encore plus âgés que nous ne le pensons. »

En plus des questions d’évolution, le génome d’Aurelia s’avérera précieux dans de nombreux autres domaines de la biologie, a déclaré Gold. Aurelia est un modèle important pour l’étude du développement et de la fonction des systèmes nerveux, et peut offrir des informations sur la cicatrisation et la régénération des plaies animales. Les gelées de lune sont également l’un des principaux responsables des proliférations de méduses nuisibles à l’environnement et à l’économie, qui deviennent de plus en plus courantes. Par exemple, des essaims géants de gelées de lune ont bouché les tuyaux d’admission d’eau, forçant l’arrêt de centrales nucléaires en Floride et en Suède. Une meilleure compréhension de la génétique d’Aurelia pourrait offrir de nouvelles idées pour contrôler les fleurs.

« À bien des égards, les anciens océans du Précambrien supérieur ressemblent beaucoup à ce à quoi ressembleront les océans modernes dans un avenir proche », a déclaré Gold, « ce qui signifie qu’étudier comment les méduses ont évolué dans le passé peut nous parler de leur impact potentiel sur le futur. »

Les auteurs supplémentaires du document sont: Yang Li et Xifeng Yan, UC Santa Barbara; Michael Regulski, Cold Spring Harbor Laboratory, New York; David Ibberson et Thomas Holstein, Université de Heidelberg, Heidelberg, Allemagne; Robert Steele, UC Irvine; et David Jacobs, UCLA.

Le financement a été fourni par les National Institutes of Health, une bourse postdoctorale Cordes à Caltech, la Fondation W.M. Keck, la Fondation Gordon et Betty Moore, une bourse de la Fondation Uehara Memorial et l’Institut d’Astrobiologie de la NASA.

Partager

• Twitter
• Linkedin
• Imprimer