Des biologistes modifient génétiquement des « faucheurs » pour mieux comprendre leur évolution

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| Sébastien Herent/Biosphoto

Les opilions, encore appelés faucheuses, sont des arachnides très communs, habituées à attendre patiemment de la nourriture dans les recoins de nos plafonds. Mais elles peuvent aussi s’avérer utiles aux scientifiques pour mieux comprendre l’évolution des arachnides. Une équipe de chercheurs a modifié génétiquement des spécimens d’opilions afin de changer la longueur ou le type de leurs pattes. En plus de permettre le développement d’outils génétiques plus efficaces, ces travaux permettent également aux biologistes d’éclaircir certaines zones d’ombres concernant la segmentation ou encore le développement évolutif des arachnides.

Grâce à un processus connu sous le nom d’interférence ARN (ARNi), les scientifiques ont pu modifier la composition génétique d’opilions de sorte que ses membres grêles distinctifs deviennent deux fois plus courts. Ce processus — qui utilise la propre séquence d’ADN d’un gène et de petits fragments d’ARN pour désactiver le gène — a été appliqué à l’espèce Phalangium opilio, l’une des espèces d’opilions les plus courantes au monde.

Une modification des gènes liés au développement des membres

Le résultat est effectivement un opilion aux pattes courtes plutôt que longues. L’équipe derrière le travail espère que les expériences pourront nous en apprendre davantage sur la façon dont ces membres allongés ont évolué en premier lieu. L’étude a été publiée dans la revue Proceedings of the Royal Society B. L’équipe de recherche espère que les travaux faciliteront le développement d’outils plus sophistiqués pour la génétique fonctionnelle.

Après avoir séquencé le génome de P. opilio, les chercheurs ont identifié trois gènes qui servent de carte pour diverses parties du corps. Ils ont ensuite découvert que deux de ces gènes étaient activés dans les pattes des embryons d’arachnides. La désactivation des gènes dans d’autres embryons a produit des pattes différentes : au moins deux de leurs pattes étaient plus courtes que la normale et s’étaient transformées en pédipalpes, qui sont des membres utilisés spécifiquement pour manipuler de la nourriture.

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Résultats des modifications génétiques. Par rapport au groupe contrôle, les autres groupes ont vu la longueur et le type de leurs pattes changer. © Guilherme Gainett et al. 2021

L’équipe a ensuite désactivé le troisième gène supposé être lié à la construction de pattes dans les embryons. Les pattes ne se sont pas transformées en pédipalpes, mais elles sont devenues plus courtes et ont perdu leurs tarsomères, les articulations utilisées pour l’adhérence. Des expériences similaires ont été menées sur les drosophiles.

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Mieux comprendre l’évolution des arachnides

Techniquement, l’espèce P. opilio n’est pas une araignée, mais plutôt un proche parent, ce qui rend ces créatures utiles pour comprendre comment la multitude d’arachnides différents sur notre planète a évolué. Tous les opilions n’ont pas des pattes qui peuvent s’enrouler autour de brindilles et d’autres objets comme ces insectes, par exemple. « Pour l’avenir, nous sommes intéressés à comprendre comment les gènes donnent naissance à de nouvelles caractéristiques des arachnides, telles que les chélicères des araignées et les pinces des scorpions, et à tirer parti du génome pour développer les premières faucheuses transgéniques », indique Gainett.

L’idée est que le génome de l’araignée s’est dupliqué dans un passé lointain, donnant à ces créatures un large choix de gènes à utiliser pour leurs propres trajets évolutifs uniques — il pourrait y avoir un lien entre des génomes plus complexes et une plus grande variation d’organisme. Ces dernières recherches devraient s’avérer utiles dans de futurs travaux pour retracer le développement de P. opilio et d’autres arachnides, pour établir si les pattes longues et grêles étaient en effet quelque chose qui a évolué séparément dans chaque groupe d’arthropodes.

Sources : Proceedings of the Royal Society B

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