La capacité des araignées à tisser des toiles pourrait être l’une des conséquences d’une très grave erreur génétique.
Un examen attentif de la génétique et du développement des filières – les organes de fabrication de la soie des araignées – révèle qu'un des premiers arachnides a doublé la totalité de son ADN il y a des centaines de millions d'années. Les résultats, publiés le 14 janvier dans Avancées scientifiquessuggèrent que des gènes clés doublés étaient responsables de l'évolution des filières.
Les changements génétiques spécifiques à l’origine de l’évolution de ces « usines biologiques » qui fabriquent la soie sont restés insaisissables, explique Shuqiang Li, biologiste du développement évolutionniste à l’Université normale d’Anhui à Wuhu, en Chine. Une hypothèse était que les filières auraient pu se former à la suite d’une duplication de gènes responsables de la configuration des membres.
Li et son équipe ont analysé les manuels complets d'instructions génétiques de deux espèces d'araignées et d'un scorpion fouet, un arachnide griffu avec une queue fine. Ils ont comparé ces génomes à ceux d’autres groupes d’arachnides et ont découvert qu’il y a environ 400 millions d’années, un des premiers ancêtres du groupe qui a donné naissance aux araignées, aux scorpions et aux scorpions fouets a connu une mutation massive qui duplique l’intégralité de son génome. Cet événement unique a conduit à des copies supplémentaires de gènes dans tout le génome des arachnides.
Une paire de gènes est abdominale-Aqui, grâce à une série d'expériences génétiques et de développement sur des embryons d'araignées, a déterminé que Li et ses collègues étaient fortement impliqués dans la formation de filières à partir de protolimbes. L’inactivation du gène faisait perdre aux embryons leurs filières. Chaque copie de gène semble avoir évolué dans des rôles différents après la duplication, travaillant ensemble pour créer des filières.
« Le travail génomique est magnifique », déclare Prashant Sharma, biologiste des invertébrés de l'Université du Wisconsin-Madison, mais il ne pense pas que l'étude ait totalement exclu une autre explication des origines des filières. D'autres arthropodes, comme les araignées de mer et les acariens, ne sont pas présents. abdominale-A gène et ont des corps visiblement tronqués avec des parties arrière manquantes. Il se peut que les gènes gouvernent l’ensemble des segments arrière du corps plutôt que les filières spécifiquement.
Les chercheurs sont peut-être tombés sur une voie génétique permettant de créer un animal ressemblant à une araignée de mer ou à un acarien, explique Sharma.
La duplication du génome entier est courante dans l’évolution des plantes, mais plus rare chez les animaux. Le processus pourrait créer une augmentation massive de l’immobilier génomique et une opportunité de développer de nouvelles interactions génétiques. Cela a été associé à des changements évolutifs majeurs, comme l’augmentation de la diversité des plans corporels des vertébrés à mâchoires.
« Ce puissant mécanisme évolutif est un thème récurrent dans la génération de diversité animale », explique Li.
