Le secret du long cou de la Girafe

Des chercheurs découvrent des indices permettant de résoudre le mystère de l’apparition du cou allongé de la Girafe.

Pour la première fois, le génome de la Girafe et celui de son plus proche cousin, l’Okapi, ont pu être séquencés, révélant alors des indices permettant d’en savoir plus sur les changements génétiques ayant aboutis à l’apparition du long cou de la Girafe.

Un animal à la hauteur

La stature impressionnante de la girafe, d’une moyenne de 6 mètres, lui est conférée par ses longues jambes mais surtout son long cou.

Les changements ayant occuru durant la vie évolutive de la girafe ont contribués à lui conférer sa structure imposante mais pas seulement. L’animal a, en effet, reçu en héritage tout un appareil digne d’un sprinter hors norme et surtout des fonctions cardiovasculaires renforcées, un mystère déja soulevé par Darwin et resté sans réponse depuis le 19e siècle.

On imagine bien que le coeur de la girafe doit pouvoir propulser le sang jusqu’à deux mètres de hauteur pour pouvoir assurer une irrigation optimale du cerveau du mammifère. Ceci est donc rendu possible par un cœur qui a, lui aussi, évolué pour se voir doté d’un ventricule gauche très large. Notons que la pression artérielle chez la Girafe est deux fois supérieure à celle des autres mammifères.

Une explication génétique

Afin de lever le voile sur les caractéristiques uniques de l’animal, notammant sa capacité de sprint à plus de 60 km/h, Cavener et Agaba, Chercheurs à l’Université de Penn State, ont dû comparer les séquences codantes du génome de la girafe et celle de l’okapi, son plus proche cousin par rapport à d’autres mammifères comme le mouton, la chèvre, le chameau et l’Homme.

Selon Cavener : “Les séquences des gènes de l’okapi sont très similaires à celles de la girafe étant donné que, selon les estimations, les deux espèces auraient eu un ancêtre commun il y a « seulement » 11 à 12 million d’années. » Malgré ce lien de parenté, l’apparence de l’okapi relève plutôt de celle du zèbre que de la girafe, rendant plus intéressante encore sa comparaison avec la girafe.

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Un okapi

Grâce à de nombreux tests, il a été possible de découvrir que 70 gènes présentaient de nombreux signes de modifications adaptatives entre les deux espèces. Ces modifications sont, pour la plupart, des substitutions de nucléotides. Ce phénomène entraine des modifications dans la protéine synthétisée par chaque gène. De plus, sur les 70 gènes, plus de la moitié sont connu pour réguler le développement osseux, cardiovasculaire et nerveux, justement là où les modifications sont visibles et nécessaires à l’apparition de la girafe.

Alors comment expliquer que des gènes modifiés aboutissent à un physique totalement différent ?

Une anatomie qui en dit long …

Tout d’abord, il faut noter que le nombre d’os est bien le même chez la girafe que chez les autres mammifères. En fait, pour atteindre sa taille caractéristique, la girafe voit ses os du cou, des jambes et ses cervicales allongées. Pour aboutir à ce résultat, seulement 2 types de gènes ont dû être modifiés : le premier permettant de spécifier à l’os de s’allonger plus et le second de stimuler la croissance.

Le gène le plus important identifié porte le nom de FGFRL1. La protéine qui en résulte contient un groupement d’acides aminés spécifique à la girafe. Ce groupement spécial d’acides aminés coïncide avec la région de la protéine censée fixer le FGF (Fibroblast Groth Factor), un facteur de croissance. La voie de signalisation du FGF est une voix déterminante pour le développement : chez l’Homme des modifications dans celle-ci sont associées à des malformations sévères au niveau osseux et cardiovasculaire.

En plus du gène FGFRL1, les chercheurs ont pu mettre en évidence d’autres altérations au niveau de gènes homéotiques, des gènes régulant le développement également mais aussi la structure corporelle notamment au niveau de la colonne vertébrale et des jambes. L’association de ces deux modifications pourraient selon les chercheurs expliquer l’aspect si particulier de la girafe.

… mais aussi un métabolisme différent

Au niveau métabolique, les résultats de l’étude montrent que le gène codant le récepteur à l’acide folique (Ou vitamine B) avait été modifié chez la girafe par rapport à l’okapi. Rappelons que la vitamine B est essentielle pour le développement et la croissance.

L’alimentation de la girafe est elle aussi hors normes. L’animal se nourrit principalement de feuilles d’acacias très nutritives, certes, mais également toxique pour le reste des mammifères. Les scientifiques spéculent alors sur le fait que là encore, une modification génétique a du avoir eu lieu pour contrecarrer la toxicité d’un tel régime.

Actuellement, les chercheurs aimerait pouvoir vérifier leurs découvertes en transmettant à la souris la portion du gène FDFRL1 en question, afin de pouvoir observer les modifications que celà aurait sur le développement de l’animal. Au risque d’en décevoir certains, cele n’aura probablement pas pour effet de créer des souris mutantes à long cou mais pourrait entrainer quelques modifications dans la structure de la colonne vertébrale et des jambes de l’animal.

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Ecrit par Emmanuel Felouzis

Source: http://www.nature.com/ncomms/2016/160517/ncomms11519/full/ncomms11519.html

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