Des scientifiques ont transformé des embryons de poulet afin de leur donner une forme de bec et de palais semblable à celui de petits dinosaures du type vélociraptor et archaeopteryx (image d’entête).

En utilisant des données fossiles comme guide, ils ont mené la première réversion réussie des caractéristiques du crâne d’un oiseau.

Selon l’auteur principal Bhart-Anjan S.Bhullar, un paléontologue à l’université de Yale :

Notre but était de comprendre les fondements moléculaires d’une transition évolutive importante.

Les chercheurs furent inspirés par l’importance du bec dans l’anatomie aviaire.

Le bec est une partie cruciale de l’appareil d’alimentation aviaire et il est le composant du squelette aviaire qui s’est peut-être le plus largement et le plus radicalement diversifié, en considérant les flamants roses, les perroquets, les faucons, les pélicans et les colibris, entre autres. Pourtant, peu de travail a été fait sur ce qu’est exactement un bec, anatomiquement, et comment il a atteint cette forme par l’évolution et le développement.

Dans leur étude (lien plus bas), Bhullar et ses collègues ont détaillé une nouvelle approche permettant de trouver le mécanisme moléculaire impliqué dans la création du squelette du bec.

Tout d’abord, ils ont fait une analyse quantitative de l’anatomie des fossiles liés et d’animaux existants, pour générer une hypothèse sur la transition.

Une illustration du dinosaure non-aviaire, l’Anchiornis (à gauche) et d’un tinamou, un oiseau primitif moderne (à droite), avec la partie du bec rendue transparente pour montrer le prémaxillaire et le palais. (John Conway)

Ensuite, ils ont cherché les changements possibles dans l’expression de gènes qui se corrélaient avec la transition, des modifications génétiques chez les oiseaux qui étaient liés à ces changements anatomiques. Ils ont analysé l’activité génétique dans des embryons d’émeus, d’alligators, de lézards et de tortues.

Les chercheurs se sont concentrés sur deux gènes qui aident à contrôler le développement du milieu de la face. L’activité de ces gènes était différente de celle des reptiles, au début du développement embryonnaire. Ils ont développé des molécules qui ont supprimé l’activité des protéines que ces gènes produisent, qui ont conduit les embryons a développé des becs qui ressemblaient à ceux de leurs ancêtres dinosaures.

De l’étude, scanographie du crâne d’un embryon de poulet de contrôle (normal), d’un embryon de poulet modifié et d’un embryon d’alligator. L’embryon de poulet dont l’activité protéinique a été modifiée présente le bec de ses ancêtres. (Bhart-Anjan S. Bhullar)

Les scientifiques ont précisé que ces embryons ne vivaient pas pour éclore :

Ils auraient pu. Cependant, nous étions intéressés par l’évolution du bec, et non dans l’éclosion d’un “dino-poulet” juste pour le plaisir de le faire.

Non seulement le processus à modifié la structure du bec, mais il a également fait revenir à son état ancestral l’os palatin du haut du bec.

Ce fut inattendu et démontre la façon dont un mécanisme de développement unique et simple peut avoir des effets de grande envergure et inattendus.

Pour les scientifiques, la recherche a plusieurs implications. Par exemple, si un mécanisme moléculaire unique était responsable de cette transformation, il devrait y avoir une modification liée correspondante dans le registre fossile.

De plus, la stratégie, que l’équipe de recherche a suivie pour analyser l’évolution du bec, pourrait également aider les chercheurs à étudier d’autres grandes transformations évolutives, comme l’origine des mammifères à partir de leurs ancêtres reptiliens. A l’avenir, ils pourraient aussi enquêter sur les gènes impliqués dans l’évolution et le développement du bec.

L’étude publiée dans la revue Evolution : A molecular mechanism for the origin of a key evolutionary innovation, the bird beak and palate, revealed by an integrative approach to major transitions in vertebrate history.