Les tardigrades se distinguent d’une grande partie du règne animal en raison de leur extrême durabilité, qui aide les minuscules créatures à survivre en étant bouillies, congelées, irradiées et tirées avec une arme à feu, entre autres indignités.
Dans l’espoir de mieux comprendre ces super pouvoirs, les scientifiques ont identifié de nombreux gènes individuels susceptibles de contribuer aux capacités de survie des tardigrades. La situation dans son ensemble est cependant moins claire : où, comment et pourquoi toutes ces étonnantes adaptations ont-elles évolué ?
Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont apporté un peu plus de lumière sur cette histoire étonnamment complexe, suggérant que les anciens tardigrades ont effectué deux fois la transition des environnements marins aux environnements terrestres, suivie par « de nombreuses adaptations indépendantes pour faire face à l’aridité » sur terre.
Aujourd’hui, les tardigrades existent partout sur la planète et prospèrent dans un large éventail d’environnements en mer et sur terre, depuis la boue des profondeurs océaniques et les roches de l’Antarctique jusqu’aux montagnes, forêts tropicales et jardins.
Également connus sous le nom d’« ours d’eau » et de « porcelets de mousse », les tardigrades sont devenus réputés comme étant parmi les animaux les plus résistants connus de la science, démontrant même leur capacité à survivre dans le vide de l’espace.
La clé de bon nombre de leurs exploits de survie est l’anhydrobiose, un état de dormance dans lequel les tardigrades peuvent arrêter de manière réversible leur métabolisme, les aidant ainsi à résister à une dessiccation presque complète.
Des recherches antérieures ont identifié plusieurs familles de gènes uniques aux tardigrades et montrent une association avec un arrêt métabolique extrême en réponse au manque d’eau, connu sous le nom d’anhydrobiose, dont plusieurs liés aux protéines thermosolubles, ainsi que certains gènes de résistance au stress qui existent également. chez d’autres animaux.
Cependant, malgré ces informations, la recherche a jusqu’à présent produit peu de données sur la plupart des lignées de tardigrades, selon les auteurs de la nouvelle étude, laissant des lacunes majeures dans nos connaissances sur l’évolution et l’écologie des tardigrades.
Pour résoudre ce problème, les auteurs ont identifié des séquences de six familles de gènes répartis dans 13 genres de tardigrades, y compris des membres des deux classes principales – les eutardigrades et les hétérotardigrades – permettant aux chercheurs de construire les premiers arbres évolutifs pour ces groupes de tardigrades.
Étant donné que l’anhydrobiose serait probablement plus utile aux tardigrades terrestres qu’à leurs parents vivant dans l’océan, les chercheurs s’attendaient à trouver un lien entre les duplications de gènes dans ces familles et les changements d’habitat parmi les tardigrades.
“Lorsque nous avons commencé le travail, nous nous attendions à constater que chaque clade serait clairement regroupé autour d’anciennes duplications, avec peu de pertes indépendantes”, a déclaré James Fleming, bioscientifique à l’Université Keio. dit Casey McGrath, biologiste à l’Université d’Indiana, dans un commentaire sur le document. “Cela nous aiderait à les relier facilement à une compréhension des habitats et de l’écologie modernes.”
(Kazuharu Arakawa, Institut Keio des biosciences avancées)
“C’est une hypothèse intuitive”, dit Fleming ajoute“que l’évolution des duplications de ces gènes liés à la dessiccation devrait, en théorie, contenir des vestiges de l’histoire écologique de ces organismes, même si, en réalité, cela s’est avéré trop simpliste.”
Fleming et ses collègues se disent surpris par le nombre de duplications indépendantes trouvées dans ces familles de gènes, ce qui suggère que l’évolution des gènes liés à l’anhydrobiose était beaucoup plus compliquée qu’on ne le pensait auparavant.
“Ce que nous avons découvert était bien plus excitant : un réseau complexe de gains et de pertes indépendants qui ne correspondent pas nécessairement aux écologies modernes des espèces terrestres”, a déclaré Fleming. dit.
Sur la base de la répartition des familles de gènes entre les deux principales classes de tardigrades, les chercheurs pensent qu’il y a eu deux transitions distinctes des habitats marins aux habitats terrestres dans l’histoire des tardigrades, une fois chez l’ancêtre des eutardigrades et une fois parmi les hétérotardigrades.
Bien que cette étude contribue à faire progresser nos connaissances sur l’histoire de l’anhydrobiose chez les tardigrades, il reste encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas, disent les chercheurs. La clarté manque en partie à cause des données maigres ou inexistantes sur certaines lignées clés de tardigrades, ajoutent-ils.
“Nous n’avons malheureusement pas de représentants de plusieurs familles importantes, comme les Isohypsibiidéset cela limite la mesure dans laquelle nous pouvons maintenir nos conclusions”, a déclaré Fleming dit. “Avec davantage d’échantillons de tardigrades d’eau douce et marine, nous serons mieux en mesure d’apprécier les adaptations des membres terrestres du groupe.”
C’est cependant plus facile à dire qu’à faire, surtout compte tenu de la difficulté de retrouver les types de tardigrades. Bœuf Tanarctuspar exemple, est trop petit pour être vu sans grossissement et ne vit que dans la boue des profondeurs de l’océan Atlantique Nord.
“J’espère que les initiatives de séquençage à grande échelle menées dans le cadre du projet Earth Biogenome combleront progressivement ce fossé dans notre compréhension, et c’est un effort que je suis ravi de voir se poursuivre”, a déclaré Fleming. dit.
L’étude a été publiée dans Biologie et évolution du génome.
2024-02-04 12:04:22
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