Le tigre de Tasmanie, ou thylacine, était l’une des espèces indigènes les plus énigmatiques d’Australie.
Il était le plus grand prédateur marsupial à survivre jusqu’à l’arrivée des Européens mais portait ses bébés dans une poche comme un kangourou ou un koala.
Tragiquement, le dernier thylacine connu est mort à Hobart en 1936 après que sa tête ait été mise à prix et après des décennies de chasse par les agriculteurs.
Des photographies et des films obsédants des derniers thylacines connus, ainsi qu’une multitude de spécimens de musée, révèlent un animal étrange avec sa tête de loup et ses rayures de tigre.
Une nouvelle étude dirigée par le professeur Andrew Pask et moi-même à l’Université de Melbourne, publiée dans la revue Genome Research, a fait les premiers pas pour répondre à cette question en comparant les séquences complètes d’ADN du thylacine et du loup.
Et elle confirme que la ressemblance entre les deux n’est pas seulement épidermique.
Le thylacine et les canidés placentaires comme les loups, les chiens et les renards, sont peut-être l’exemple le plus frappant d’évolution convergente. Grâce à ce processus, des animaux éloignés les uns des autres peuvent évoluer vers des formes similaires en réponse à des défis environnementaux partagés.
Malgré le fait qu’ils avaient un dernier ancêtre commun il y a au moins 160 millions d’années, ces prédateurs suprêmes – qui se trouvent au sommet de la chaîne alimentaire et ne sont pas la proie d’autres animaux – avaient des formes de crâne presque identiques avec des propriétés biomécaniques similaires.
Leur ressemblance était si évidente pour les premiers naturalistes qu’ils lui ont donné le nom scientifique de Thylacinus cynocephalus, qui pourrait être traduit approximativement par « tête de chien à poche ».
Il existe même des preuves qu’ils remplissaient des niches écologiques similaires, l’arrivée du dingo en Australie étant impliquée dans l’extinction du thylacine sur le continent.
En 2018, notre équipe a d’abord séquencé l’ADN du thylacine à partir d’un joey, étiqueté C5757, et a assemblé un projet de séquence génomique.
Toutefois, l’analyse des gènes a révélé peu de preuves de similitudes moléculaires ou de pressions similaires imposées par la sélection naturelle. Cela présentait une énigme, car les gènes codant pour les protéines ont des fonctions biologiques d’importance critique.
Maintenant, en analysant les taux d’évolution à travers les génomes de 61 espèces de vertébrés, notre recherche a découvert des centaines d’éléments d’ADN non codants chez le thylacine et le loup.
Ces éléments, appelés « TWAR » (thylacine-wolf accelerated regions), présentent des preuves de sélection naturelle chez les deux espèces, mais se trouvent en dehors des régions du génome codant pour les protéines, beaucoup mieux comprises.
Dans le passé, ces régions non codantes étaient considérées comme de l' »ADN poubelle », mais aujourd’hui, il est reconnu qu’elles jouent des rôles importants en tant que régulateurs des gènes pendant le développement, lorsque la plupart des traits qui rendent les espèces uniques apparaissent.
Les TWAR étaient particulièrement abondantes près des gènes impliqués dans le développement des os, du cartilage et des muscles de la région faciale.
Cela suggère que la sélection naturelle a agi de manière très similaire chez les deux espèces, construisant leur structure faciale partagée en tordant les mêmes processus de développement sous-jacents.
Ces résultats apportent un soutien à l’un des côtés d’un débat de longue date dans le domaine de la biologie évolutionniste du développement (connu sous le nom de « Evo-Devo »), concernant l’importance relative des gènes codant pour les protéines et des éléments régulateurs non codants dans l’évolution.
Paradoxalement, le fait même que les gènes fassent tant de travaux lourds peut en fait limiter leur rôle dans l’adaptation.
Parce qu’un gène peut être important pour le développement de plusieurs structures au cours du développement, une mutation peut causer des dommages collatéraux dans tout le corps.
En revanche, les éléments régulateurs non codants contrôlent généralement l’activité d’un gène dans une seule ou quelques régions du corps, ce qui les rend plus tolérants aux mutations que les gènes eux-mêmes.
Cette propriété moléculaire unique donne aux régions régulatrices une plus grande « flexibilité » évolutive et augmente les chances d’acquérir une mutation bénéfique sans effets secondaires négatifs.
Ce qu’on appelle l’ADN poubelle pourrait en fait être le principal moteur de la diversité chez les animaux et pourrait être la clé pour comprendre l’évolution convergente entre le thylacine et le loup.
De manière inattendue, au cours de ce travail, notre équipe a également constaté que le thylacine et le loup présentaient des preuves de convergence dans les éléments régulateurs des gènes du cerveau.
Cette découverte était surprenante, car les cerveaux des marsupiaux et des placentaires présentent des différences structurelles majeures.
Peu de choses ont été documentées sur les comportements de chasse ou sociaux des thylacines avant leur extinction prématurée, mais ces signatures d’évolution convergente présentent la possibilité alléchante que ces cousins éloignés aient pu partager plus que leur apparence.
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