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02/11/2022

Les mécanismes cellulaires expliquent les différences dans la biologie des espèces et nous aident à comprendre leur évolution


Des chercheurs de l’Université de Finlande orientale et de l’Université de Tampere ont publié dans la revue Écologie moléculaire une étude approfondie sur l’importance des différences entre les espèces pour les mécanismes de maintenance cellulaire les plus centraux. Les chercheurs ont utilisé le lièvre brun (Lapin européen) et le lièvre variable (Un lapin peureux) comme organismes modèles dans leur étude.

Les lignées évolutives du lièvre brun et du lièvre variable se sont séparées il y a environ trois millions d’années. Le lièvre variable a évolué dans la région béringienne et ses plus proches parents vivent dans les Amériques et en Extrême-Orient. Le lièvre variable est arrivé tôt en Europe, vivant déjà sur le continent pendant la période glaciaire. Il a toujours une distribution continue impressionnante des pays nordiques à l’Extrême-Orient russe. En revanche, le lièvre brun a évolué au Proche-Orient ou dans la région caspienne, et ses plus proches parents modernes vivent en Afrique et au Proche-Orient.

En raison de leurs trajectoires évolutives différentes, le lièvre variable est une espèce adaptée au froid et à la neige, une taïga forestière et une espèce arctique, tandis que le lièvre brun est une espèce plus tempérée et adaptée à la brousse ouverte. Outre ces différences d’habitat, les deux espèces diffèrent dans de nombreux autres aspects de leur biologie. Les lièvres bruns atteignent la maturité sexuelle plus tôt et ont une capacité de reproduction plus élevée que les lièvres variables. Les lièvres variables, en revanche, vivent plus longtemps, ont une température corporelle plus élevée et peuvent utiliser une alimentation de moins bonne qualité que les lièvres bruns. Ces différences ont évolué au cours de millions d’années de sélection naturelle entraînant des différences génomiques. Malgré ces différences, les deux espèces s’hybrident et produisent une progéniture fertile. Les auteurs de l’étude se sont surtout intéressés à la façon dont ces différences génomiques se traduisent en différences phénotypiques dans les fonctions cellulaires les plus fondamentales, et si ces différences fonctionnelles expliquent les différences biologiques observées.

En étudiant les lignées cellulaires de quatre lièvres bruns et de quatre lièvres variables, les chercheurs ont remarqué des différences fondamentales dans la régulation de plusieurs groupes de gènes. Certaines d’entre elles ont permis aux cellules de lièvre brun de proliférer plus rapidement que les cellules de lièvre variable, ce qui était corrélé à la façon dont l’espèce vieillit et atteint la maturité. La différence de prolifération cellulaire pourrait être davantage identifiée aux différences de régulation du cycle cellulaire. Il y avait également des différences dans le métabolisme énergétique, qui, avec la régulation du cycle cellulaire, démontrent comment les deux espèces diffèrent dans leur investissement de ressources pour diverses caractéristiques de leurs fonctions cellulaires de base. Les mêmes différences dans l’investissement des ressources sont susceptibles de se refléter dans le vieillissement et la reproduction des deux espèces.

L’étude aide à comprendre comment les différences génomiques se traduisent en différences phénotypiques adaptatives entre les espèces, comment les différences dans les stratégies d’histoire de vie se manifestent au niveau cellulaire et comment les limites des espèces peuvent se former au niveau moléculaire. Certaines observations des cellules de lièvre sont également pertinentes pour comprendre l’hybridation ancestrale humaine, le vieillissement et les maladies métaboliques. La recherche a également démontré que les cellules cultivées peuvent être utilisées pour étudier les caractéristiques écologiques et physiologiques des animaux sauvages, ce qui réduit le besoin d’échantillonnage invasif et d’expérimentation animale.

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Université de Finlande orientale. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.



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