Une étude révèle que le parasitisme sexuel aide la baudroie des grands fonds à s'adapter aux vastes et sombres profondeurs océaniques, avec des perspectives potentielles pour la recherche médicale sur la suppression immunitaire. Crédit : Issues.fr.com
Des chercheurs de Yale ont découvert comment le parasitisme sexuel chez la baudroie des grands fonds, impliquant des mâles s'attachant en permanence aux femelles, facilitait leur adaptation des habitats en eaux peu profondes à la « zone de minuit » des eaux profondes. Cette étude, combinant analyse génétique et biologie évolutive, suggère des implications pour les progrès médicaux des techniques de suppression immunitaire.
Stratégie de reproduction unique de la baudroie des grands fonds
En tant qu’écosystème le plus vaste de la planète, les profondeurs marines peuvent être un endroit difficile pour trouver un partenaire. Cependant, les scientifiques ont découvert que certaines baudroies des grands fonds ont développé une stratégie de reproduction remarquable, garantissant qu'une fois qu'elles ont trouvé un partenaire dans les vastes eaux, elles restent connectées pour la vie.
Appelées cératioïdes, ces baudroies se reproduisent par parasitisme sexuel, dans lequel les minuscules mâles s'attachent à leurs homologues femelles beaucoup plus grandes pour s'accoupler. Dans certaines espèces, les mâles mordent les femelles puis les relâchent une fois le processus d'accouplement terminé. Dans d’autres, le mâle fusionne définitivement avec la femelle. Dans un processus appelé parasitisme obligatoire, la tête du mâle se dissout dans celle de la femelle et leurs systèmes circulatoires fusionnent. Il se transforme en un organe sexuel permanent producteur de spermatozoïdes.
Avantages évolutifs étudiés
Dans une nouvelle étude publiée le 23 mai dans la revue Biologie actuelledes chercheurs de Yale ont examiné comment le parasitisme sexuel fonctionne en synergie avec d'autres caractéristiques associées au poisson pour influencer la diversification de la baudroie, un animal présent dans tous les océans et dont le nom est inspiré de l'appendice en forme de canne à pêche que les femelles utilisent pour attirer leurs proies.
Comprendre l’évolution du parasitisme sexuel a des implications qui pourraient un jour éclairer les progrès de la médecine, selon les chercheurs.
Le contexte évolutif de la dégradation immunogénomique de la baudroie. Crédit : Current Biology/Brownstein et al.
En utilisant des données génétiques du génome des baudroies, les chercheurs ont montré comment des caractéristiques complexes, telles que le parasitisme sexuel, ont aidé certains groupes de baudroies à passer d'habitats peu profonds errants, tels que les récifs coralliens, à la nage dans les eaux sombres et ouvertes de la « zone de minuit ». », l’écosystème des eaux profondes où la lumière du soleil ne peut pas pénétrer.
« Les gens ont tendance à expliquer pourquoi un groupe d'animaux peut prospérer dans un écosystème donné, mais chez la plupart des êtres vivants, il semble que plusieurs innovations distinctes fonctionnent en synergie pour exploiter de nouveaux habitats », a déclaré Chase D. Brownstein, diplômé. étudiant au Département d'écologie et de biologie évolutive de Yale et co-auteur principal de l'étude. « Nous avons découvert qu'une cascade de caractéristiques, y compris celles requises pour le parasitisme sexuel, permettait aux baudroies d'envahir les profondeurs marines pendant une période de réchauffement climatique extrême, alors que les océans de la planète étaient en proie à des bouleversements écologiques. »
Connaissances génétiques et implications pour la médecine
Pour l’étude, les chercheurs ont reconstitué l’histoire évolutive des espèces des grands fonds. Ils ont démontré que la transition rapide des baudroies cératioïdes de marcheurs benthiques, qui utilisent des nageoires modifiées pour « marcher » sur le fond océanique dans les bas-fonds, à des nageurs des grands fonds s'est produite il y a 50 à 35 millions d'années pendant le maximum thermique Paléocène-Éocène, une période des températures mondiales élevées qui ont provoqué l’extinction de tous les océans.
En fin de compte, les chercheurs n'ont pas pu déduire un arbre évolutif clair pour les baudroies des grands fonds, car les différentes lignées divergeaient si rapidement les unes des autres, laissant les relations entre les lignées insolubles, a déclaré Brownstein. Mais ils ont découvert que les origines du parasitisme sexuel coïncidaient avec la transition de la baudroie vers les profondeurs marines, bien qu'ils n'aient pas pu déterminer laquelle des deux formes de parasitisme – attachement temporaire ou parasitisme obligatoire – s'était produite en premier, a déclaré Brownstein.
Plusieurs traits ont évolué simultanément pour permettre le parasitisme sexuel. Par exemple, les cératioïdes devaient développer un dimorphisme sexuel extrême avec de grandes femelles et des mâles miniatures. Ils devaient également se débarrasser de leur immunité adaptative – le système de cellules immunitaires spécialisées et d’anticorps qui attaquent et éliminent les agents pathogènes – afin que le corps de l’hôte femelle ne rejette pas le mâle parasite.
En reconstruisant l’histoire évolutive des gènes clés impliqués dans l’immunité adaptative, les chercheurs ont appris que plusieurs groupes de baudroies des grands fonds dégénéraient de manière convergente leur immunité adaptative, permettant ainsi le parasitisme sexuel. Et même si le parasitisme sexuel évoluait à mesure que les baudroies des grands fonds se déplaçaient vers les eaux profondes, ils ont conclu que ce n'était pas nécessairement le trait clé qui conduisait à la diversification des espèces parmi les cératioïdes. Cependant, cela a permis à la baudroie de réussir dans la zone de minuit, a déclaré Brownstein.
« On pense que le parasitisme sexuel est avantageux pour habiter les profondeurs marines, qui constituent l'habitat le plus vaste et le plus homogène de la Terre », a-t-il déclaré. « Une fois que les individus trouvent un partenaire dans cette vaste étendue, le parasitisme sexuel obligatoire leur permet de s'accrocher de manière permanente, ce qui semble être une aide essentielle à l'évolution de la baudroie des grands fonds. »
La recherche a des implications potentielles sur la santé humaine, a déclaré l'auteur principal Thomas Near, professeur d'écologie et de biologie évolutive à la Faculté des arts et des sciences de Yale et conservateur océanographique des vertébrés de Bingham au Yale Peabody Museum.
« Une meilleure compréhension de la façon dont les baudroies des grands fonds ont perdu leur immunité adaptative pourrait un jour contribuer aux progrès des procédures médicales, telles que les transplantations d'organes et les greffes de peau, où la suppression de l'immunité est d'une importance cruciale », a-t-il déclaré. «C'est un domaine intéressant pour la recherche médicale future.»
L'étude a été co-écrite par Katerina L. Zapfe et Alex Dornburg de l'Université de Caroline du Nord à Charlotte ; Spencer Lott de Yale ; Richard Harrington du Département américain des ressources naturelles, Division des ressources marines ; et Ava Ghezelayagh du Université de Chicago.
