Selon le séquençage génétique, l’étoile de mer a évolué sans torse et se compose désormais uniquement de têtes qui rampent sur le fond marin.
Étoile de mer : des têtes sur le fond marin
Les scientifiques se demandent depuis longtemps si les étoiles de mer ont une tête ou des extrémités avant et arrière définies. Des recherches génétiques récentes ont éclairé ce mystère. Les étoiles de mer sont essentiellement toutes des têtes, sans torse ni queue, ce qui constitue un changement radical par rapport aux hypothèses antérieures. Leurs cinq bras identiques cachent des « pieds tubulaires » qui facilitent la mobilité du fond marin. Cette révélation radicale, rendue possible par un séquençage génétique avancé, remet en question notre compréhension de ces créatures.
Cela suggère que les ancêtres des étoiles de mer présentant des caractéristiques semblables à celles d’un torse s’intègrent mieux dans le récit évolutif. Cette avancée pourrait aider à répondre aux questions sur les échinodermes, notamment sur leur ascendance commune avec des créatures diverses et dissemblables, potentiellement même les humains.
Mystère zoologique résolu
Les étoiles de mer, qui font partie du groupe des échinodermes, aux côtés des oursins, des dollars des sables et des concombres de mer, présentent des plans corporels uniques avec cinq sections égales, distincts de la symétrie bilatérale de la plupart des animaux. Ils commencent sous forme d’œufs fécondés, éclos en larves planctoniques qui dérivent dans l’océan pendant des semaines avant de s’installer sur le fond marin. La transformation d’un corps bilatéral en un corps pentaradial a déconcerté les scientifiques pendant des siècles.
Le co-auteur principal Christopher Lowe, biologiste marin à l’Université de Stanford, explore cette métamorphose et son lien avec le plan du corps humain.
La symétrie bilatérale, courante chez les vertébrés et les invertébrés, découle de processus génétiques au niveau moléculaire, sous-tendant les similitudes dans la programmation génétique. Les échinodermes partagent cependant un ancêtre commun avec les animaux bilatéraux, ce qui ajoute à la complexité du puzzle.
Le co-auteur, le Dr Jeff Thompson, maître de conférences à l’Université de Southampton, souligne l’énigme entourant la relation entre les parties du corps des échinodermes et celles d’autres groupes d’animaux, car leur morphologie manque de parallèles clairs avec les animaux bilatéraux. Ce mystère a persisté dans l’exploration scientifique, remettant en question notre compréhension de la biologie évolutive.
Révélation du séquençage génétique
Les chercheurs ont utilisé la tomodensitométrie pour obtenir une vue tridimensionnelle révolutionnaire de la morphologie des étoiles de mer. Des techniques analytiques avancées ont identifié les emplacements d’expression des gènes et les séquences d’ARN spécifiques dans les cellules, avec des marqueurs moléculaires dirigeant le placement des cellules. Ils ont découvert un axe génétique commun chez les animaux, responsable de la définition des régions de la tête à la queue d’une espèce à l’autre, transcendant les différences anatomiques.
Ce modèle moléculaire a remis en question la compréhension conventionnelle et son rôle dans les plans du corps pentaradial des étoiles de mer.
La recherche a généré une carte 3D suivant l’expression des gènes au cours du développement des étoiles de mer, mettant en évidence les gènes contrôlant la formation de l’ectoderme, y compris la peau et le système nerveux. Alors que les gènes de développement de la tête étaient répandus, les gènes du torse et de la queue étaient remarquablement absents, révélant une divergence significative par rapport aux connaissances établies sur les connexions entre la tête et le tronc des étoiles de mer.
Financée par le Chan Zuckerberg BioHub, créé par le Dr Priscilla Chan et Mark Zuckerberg en 2021, ainsi que par la NASA, la National Science Foundation et le Leverhulme Trust, l’étude a exploré l’expression des gènes dans les étoiles de mer. En comparant l’expression des gènes des étoiles de mer à celle d’autres groupes d’animaux, il est devenu évident qu’il manquait une partie cruciale du plan corporel.
Les gènes liés à la configuration du tronc n’étaient pas exprimés dans l’ectoderme, ce qui suggère que le plan corporel des échinodermes ressemble beaucoup à la tête d’autres animaux. Cette recherche indique que le plan corporel des échinodermes a évolué de manière plus complexe qu’on ne le pensait auparavant, offrant ainsi un nouvel aperçu de ces créatures fascinantes. Cela a transformé la façon dont des chercheurs comme Thompson perçoivent ce groupe d’animaux, qu’ils étudient depuis une décennie.
Explorer des animaux inhabituels et leurs manières inhabituelles
La recherche se concentre souvent sur des espèces similaires aux humains, mais l’étude de créatures comme les échinodermes peut révéler des mystères évolutifs complexes. Ces animaux modestes et souvent négligés, comme les étoiles de mer, peuvent donner un aperçu des origines de la vie et des diverses façons dont les espèces maintiennent leur santé. Travailler avec des organismes moins étudiés présente des défis, mais cela élargit la perspective de la biologie et est prometteur pour répondre aux questions écologiques et biomédicales, selon le co-auteur de l’étude Daniel Rokhsar.
