Le monde animal marin est sans doute celui qui préserve le plus de secrets concernant l’évolution des espèces vivantes sur Terre. De nombreuses espèces océaniques continuent de nous surprendre, des plus simples aux plus complexes, même celles que nous connaissons depuis longtemps… Cela arrive notamment lorsque de nouvelles technologies permettent de les étudier plus en profondeur. C’est le cas d’une récente avancée et découverte, suite au séquençage du génome complet du fascinant dipneuste australien, appelé aussi poisson pulmoné d’Australie, ou saumon du Burnett.
En utilisant les dernières technologies de séquençage et des superordinateurs récents, Siegfried Schloissnig, de l’Institut de recherche en pathologie moléculaire en Autriche et ses collègues, ont découvert que le génome du dipneuste est long de 43 milliards de paires de bases, soit environ 14 fois plus grand que le génome humain ! Son génome est 30% plus grand que celui du précédent détenteur du record, l’axolotl (Ambystoma mexicanum) — un amphibien originaire du Mexique, que l’équipe a également séquencé en 2018.
Pour se faire, les chercheurs ont utilisé des séquenceurs informatiques très puissants, afin de reconstituer le génome complet du dipneuste australien. Il fallait également tenir compte des erreurs inhérentes que les séquenceurs introduisent : ils ont pour cela utilisé de multiples copies du génome, chacune fragmentée en petits morceaux d’ADN. Une fois tous les fragments séquencés, l’équipe a utilisé des algorithmes pour réassembler les morceaux en un génome complet. Le calcul aurait nécessité l’équivalent de 100’000 heures de traitement s’il avait été effectué avec un ordinateur standard, estime Schloissnig. Les détails ont été publiés dans la revue Nature.
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Le dipneuste australien (Neoceratodus forsteri), originaire du sud-est du Queensland, a peu changé d’apparence depuis l’époque où les animaux ont commencé à passer d’un mode de vie aquatique à un mode de vie terrestre, explique Schloissnig. Les nageoires de l’animal sont charnues et ressemblent à des ailerons. Puis il y a la caractéristique qui lui vaut son surnom : il possède un seul poumon dorsal, qu’il peut utiliser pour respirer à la surface de l’eau.
Jusqu’ici, on ne savait pas si les dipneustes ou les coelacanthes — un ordre de poissons sarcoptérygiens que l’on trouve dans l’océan Indien et près de l’Indonésie — étaient plus proches des vertébrés terrestres tels que les mammifères et les oiseaux. Et la nouvelle analyse génomique montre sans équivoque que les dipneustes sont plus étroitement liés à la lignée évolutive qui a donné naissance aux animaux à quatre pattes. Les coelacanthes ont divergé plus tôt, tandis que les dipneustes se sont ramifiés il y a 420 millions d’années. « Pour sortir de l’eau, il faut s’adapter à un mode de vie terrestre », explique Schloissnig. « Vous devez être capable de respirer l’air, vous devez pouvoir sentir ».
Le dipneuste australien est similaire aux amphibiens en ce qui concerne le nombre brut de gènes associés au développement des poumons et des membres articulés, ainsi que la détection des odeurs transmises par l’air. « Lorsque vous l’examinez d’un point de vue génomique, il se situe à mi-chemin entre un poisson et un vertébré terrestre », explique Schloissnig. L’étude de Schloissnig permet ainsi d’y voir plus clair dans l’évolution de cette espèce et de jeter les bases de compréhension des mécanismes d’évolution sous-jacents, qui permettront à leur tour d’en savoir plus sur l’évolution des premiers animaux terrestres.
