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L'alimentation, moteur de l'évolution
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Les différentes formes de bec et de mâchoire sont des exemples illustrant la manière dont les espèces animales se sont adaptées à différentes sources de nourriture. Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Nature, des chercheurs montrent maintenant comment le régime alimentaire lui-même façonne la composition des tissus intestinaux, en prenant l'exemple des poissons cichlidés, très diversifiés.
Coupe transversale des plis intestinaux dans l'intestin antérieur de Neolamprologus brevis. Deux gènes jouant un rôle particulièrement important dans l'intestin des espèces prédatrices sont mis en évidence. Le turquoise indique l'activité d'un gène impliqué dans la transformation des protéines ; le magenta indique l'activité d'un gène impliqué dans le métabolisme énergétique.
Patrick Tschopp, University of Basel
Le lac Tanganyika, en Afrique, abrite l'un des exemples les plus impressionnants d'évolution rapide. Environ 250 espèces de poissons cichlidés y ont évolué, chacune se spécialisant dans des niches écologiques différentes au sein de l'environnement limité du lac. Certains se nourrissent d'algues ou de plancton, tandis que d'autres sont des prédateurs qui arrachent les écailles d'autres poissons ou s'attaquent à des poissons plus petits.
Les sources de nourriture des cichlidés sont généralement visibles dans leur bouche : leurs mâchoires sont façonnées pour s'adapter parfaitement à leurs régimes alimentaires respectifs - par exemple, pour racler les algues sur les rochers ou arracher les écailles d'autres poissons. La relation entre le régime alimentaire et la longueur de l'intestin a également été documentée pour un grand nombre de ces espèces.
Une équipe dirigée par Antoine Fages, Patrick Tschopp et Walter Salzburger, de l'université de Bâle, vient d'identifier un autre niveau d'adaptation aux différentes sources de nourriture. "Jusqu'à présent, on savait peu de choses sur la façon dont le tube digestif s'adapte à différents régimes alimentaires au niveau des cellules et des processus cellulaires", explique Antoine Fages, premier auteur de l'étude, qui décrit précisément ces adaptations dans la revue Nature, en prenant l'exemple des cichlidés.
Des traits externes aux cellules intestinales
Pour la première fois, les chercheurs ont relié la composition cellulaire de l'intestin aux caractéristiques anatomiques et aux niches écologiques des différentes espèces de cichlidés. En utilisant des méthodes modernes de séquençage de cellules uniques, l'équipe a examiné les cellules intestinales et les programmes génétiques qui y sont actifs chez 24 espèces de cichlidés.
Les résultats montrent que les traits visibles des animaux ne sont pas les seuls à s'être adaptés : chez les cichlidés carnivores, l'épithélium intestinal - c'est-à-dire la paroi interne de l'intestin - contient davantage de cellules spécialisées dans l'absorption des graisses et des nutriments. Ces cellules jouent un rôle important dans la transformation des aliments riches en énergie.
De la place pour des adaptations évolutives
"Cela suggère que la niche écologique influence indirectement la spécification des types de cellules et donc la composition des tissus dans l'intestin", explique Patrick Tschopp. En outre, de nombreux gènes actifs dans ces cellules semblent avoir peu d'influence sur d'autres processus de l'organisme. "Cela laisse beaucoup de place aux adaptations évolutives".
Walter Salzburger résume la situation : "Nous montrons au niveau des cellules individuelles comment les adaptations aux différents régimes alimentaires contribuent à la diversification évolutive".
Le projet a été financé par une bourse Sinergia du Fonds national suisse de la recherche scientifique. Conformément à l'esprit de cette initiative de financement interdisciplinaire, l'étude combine la biologie évolutive et l'écologie avec la recherche sur les cellules et les tissus, depuis les caractéristiques externes et les habitudes alimentaires jusqu'aux cellules et molécules individuelles du tube digestif.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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