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plasmodium

Il y a plusieurs années de cela, j’entendais un scientifique démontrer que l’homme ne devait, normalement, ne plus se reproduire, comme il le fait… Qu’il aurait du déjà perdre ce qui lui sert de membre reproducteur, grâce à cause de l’évolution. Guru Med s’était dit à l’époque, que c’était peut-être la force du désir seul, qui lui permettait de garder son sexe en place, théorie scientifiquement très peu fondée… Aujourd’hui une part de ce mystère est résolu.

La reproduction sexuée, qui implique deux partenaires, est beaucoup moins efficace que l’auto-fécondation, tout au moins, du point de vue de l’évolution. Alors, pourquoi des créatures, comme les humains, ont-elles commencé à avoir des relations les unes avec les autres ? Selon une nouvelle étude, nous l’avons fait pour lutter contre les parasites. (Image d’entête le parasite de la malaria, plasmodium falciparum)

Les biologistes de l’Université de l’Indiana, ont trouvé certaines des preuves les plus convaincantes, que le conducteur de l’évolution de la reproduction sexuée est nécessaire pour se préserver des parasites mortels. La logique de base est que, si un organisme se reproduit par voie asexuée, alors la variation génétique de son espèce dans son ensemble va lentement être paralysée et il devient de plus en plus probable, qu’un parasite qui peut tuer un membre de l’espèce, peut faire des ravages sur la population tout entière. C’est le cas, par exemple, des bananes cultivées industriellement, qui sont issues d’un même clone, entrainant un arrêt de son évolution par rapport à son environnement naturel et donc une fragilisation par rapport à celui-ci.  

La reproduction sexuée sert alors de un moyen pour garder l’introduction de la variété génétique, un processus qui doit constamment être répété afin de continuer à conjurer les dernières attaques meurtrières des parasites. Ceci est connu comme la "Théorie de la reine rouge" inspirée du deuxième volet d’Alice aux pays des merveilles de Lewis Carroll , intitulé De l’autre côté du miroir, au cours duquel le personnage principal et la Reine Rouge se lancent dans une course effrénée. Alice demande alors : « Mais, Reine Rouge, c’est étrange, nous courons vite et le paysage autour de nous ne change pas ? » Et la reine répondit : « Nous courons pour rester à la même place."

Les scientifiques ont constaté que certaines populations se mélangaient à l’état sauvage, où ils ont fait des découvertes importantes. Mais il est également possible de tester la théorie de la reine rouge en laboratoires. Ce n’est pas facile, parce que les scientifiques ont besoin de réunir un hôte qui peut se reproduire sexuellement et par multiplication asexuée, avec un parasite et puis ils doivent tous deux être en mesure d’évoluer en réponse à l’autre. Mais c’est ce qu’une équipe de scientifiques de l’Université d’Indiana a récemment réussi à faire.

Comme ils décrivent dans un article publié aujourd’hui dans Science (lien plus bas), ils ont élevé des populations d’un petit ver appelé Caenorhabditis elegans. C_elegans

C. elegans (ci-contre) sont nés, soit en tant que mâles ou hermaphrodites. Un ver hermaphrodite peut féconder ses œufs avec son propre sperme, ou il peut chercher un mâle. Les vers n’ont généralement pas beaucoup d’activité sexuelle et la vitesse à laquelle ils le font, est en partie programmée dans leurs gènes. L’équipe de scientifiques ont été en mesure de concevoir des vers afin qu’ils puissent n’avoir aucune relation sexuelle du tout, ou ne pouvait que se reproduire par voie sexuelle.

Pour leur parasite, ils ont choisi une espèce de bactérie du sol appelée Serratia marcescens. Les bactéries du sol sont la proie régulière du C. elegans, mais si ceux-ci, gobent la S. marcescens par hasard, ils tombent malades et peuvent mourir en moins de 24 heures. Des études antérieures avaient montré que le ver peut développer de plus forte résistance au germe et le germe peut évoluer afin d’être mortel pour le ver. Ainsi, les chercheurs ont combiné leur évolution dans une grande expérience.

Ils ont mélangé les vers et les bactéries dans plusieurs combinaisons différentes, afin de les laisser en découdre pendant 30 générations de ver. Dans chaque essai, les vers ont été soit sexués ou asexués. Dans certains essais, les bactéries ont coexisté avec les vers pour toute la durée de l’expérience, afin qu’ils puissent évoluer avec les vers. Dans d’autres essais, les vers ont été maintes fois présentés avec la même souche fixe de S. marcescens. En d’autres termes, les bactéries ne pouvaient pas évoluer. Et dans des expériences de contrôle, les vers appréciaient une vie sans Serratia.

autofécondation-Smarcescens

Comme ce graphique à gauche le montre, les vers asexués (en autofécondation) qui étaient en coévolution avec les germes ont été anéantis, en seulement 20 générations. Si les germes ne pouvaient pas évoluer, les vers asexués se portaient bien. Les scientifiques ont également testé le pouvoir meurtrier des bactéries une fois les expériences terminées. Ils ont constaté que les bactéries qui ont été autorisées à coévoluer avec les vers asexués sont devenues beaucoup plus mortelles. Les vers issu de la coévolution sexuelle, d’autre part, subi des taux de mortalité beaucoup plus faibles, provoqués par leurs germes.

Dans une autre expérience, les scientifiques ont commencé avec des vers ordinaires, qui n’avaient des rapports sexuels que dans 20 % des cas où ils se reproduisaient. Encore une fois, ils ont exposé les vers aux bactéries inchangées, ou issues de coévolution, ou sans aucune bactérie.

croisement-Smarcescens

Le graphique ci-contre dit tout. Les vers, qui n’étaient pas exposés à la bactérie, ont eu des rapports sexuels fréquents. Les vers qui pouvaient évoluer, mais face à bactéries fixées, ont eu plus de relations sexuelles pendant un moment, mais pour finalement redescendre dramatiquement à leur niveau initial. Les vers coévoluant, d’autre part, sont devenus essentiellement sexuels.

Dans chacun de ces résultats, la Reine Rouge a laissé sa marque. Loin d’être un gaspillage de temps, le sexe peut sauver des organismes à partir d’un oubli rapide.

L’étude publiée ce 8 juillet : Running with the Red Queen: Host-Parasite Coevolution Selects for Biparental Sex.

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