Des taupes femelles développent des testicules pour lutter contre la brutalité de leur existence souterraine

Si un animal comprend les horreurs de la guerre des tranchées, c’est bien la taupe. Face à un ennemi, pas le temps pour les amabilités. Pas d’endroit pour se cacher. L’agressivité est tout ce qui compte.

Image d’entête : la taupe ibérique (Talpa occidentalis), commune en Espagne et au Portugal. (David Carmona/ Université de Grenade)

Pour les aider à se défendre dans ce monde brutal, l’évolution a accordé à la taupe femelle une généreuse dose de « rage de stéroïdes » en lui fixant des testicules sur les ovaires, ce qui a donné naissance à un élément anatomique unique appelé ovotestis.

Aujourd’hui, les chercheurs comprennent mieux comment ce changement biologique fascinant s’est produit.

Selon le généticien Darío Lupiáñez, de l’Institut Max Planck de génétique moléculaire :

Le développement sexuel des mammifères est complexe, bien que nous ayons une assez bonne idée de la façon dont ce processus se déroule.

À un certain moment, le développement sexuel progresse généralement dans une direction ou une autre, masculine ou féminine. Nous voulions savoir comment l’évolution module cette séquence d’événements de développement, permettant les caractéristiques intersexuelles que nous voyons chez les taupes.

Tout comme un ovaire de mammifère plus typique, les ovotestis nourrissent et libèrent des ovules pour la fécondation. Il se trouve également qu’ils ont une masse de tissu testiculaire collée sur un côté.

Bien qu’il ne soit pas capable de produire des spermatozoïdes, il possède des cellules Leydig qui lui permettent de produire une portion d’androgènes, ou hormones sexuelles mâles, de proportion masculine.

Habituellement, le développement du tissu testiculaire chez les mammifères repose sur la présence d’un gène sur le chromosome Y pour accélérer la production de testostérone au début du développement.

L’absence de chromosome Y complique considérablement la tâche de l’embryon pour lancer la chaîne des événements qui produisent les testicules. La façon dont cela se produit chez les taupes femelles, qui ont deux chromosomes X au lieu d’un X et d’un Y, est donc un vieux mystère.

Une analyse approfondie de leurs génomes révèle maintenant comment cette bizarrerie de la nature a pu se produire au départ.

Selon le généticien Stefan Mundlos de l’Institut Max Planck de génétique moléculaire :

Nous avons émis l’hypothèse que chez les taupes, il y a non seulement des changements dans les gènes eux-mêmes, mais surtout dans les régions régulatrices appartenant à ces gènes.

Pour le tester, Mundlos et ses collègues ont mis tout en œuvre pour cartographier le remodelage chromosomique que la taupe ibérique (Talpa occidentalis) a subi pour modifier ses ovaires en usines à testostérone.

Il ne s’agit pas seulement de cartographier l’activité des gènes dans différentes régions de leurs organes sexuels, mais aussi d’enregistrer les modifications épigénétiques de leur ADN et d’examiner des ensembles de données décrivant comment des chromosomes entiers de la taupe ont changé de structure.

Ils ont comparé leurs résultats avec les génomes d’autres animaux, ainsi qu’avec les changements génétiques spécifiques trouvés chez la taupe américaine, le Condylure étoilé (Condylura cristata), une autre créature aux ovotestis.

Il en résulte une meilleure compréhension de la façon dont le génome de la taupe a été remanié au fil du temps afin de délivrer une dose parfaitement synchronisée de facteurs de croissance régulateurs. Plus précisément, ils ont découvert qu’une région impliquée dans le développement testiculaire est inversée, ajoutant un code supplémentaire à une région qui active le gène du facteur de croissance pro-testiculaire, ou facteur déterminant du testicule FGF9.

Ils ont également trouvé deux copies supplémentaires d’un gène qui contrôle la synthèse des androgènes.

Selon l’auteur principal, Francisca Martinez Real, de l’Institut de génétique médicale et de génétique humaine en Allemagne :

La triplication ajoute des séquences de régulation supplémentaires au gène, ce qui conduit finalement à une production accrue d’hormones sexuelles mâles dans les ovotestis des taupes femelles, en particulier une plus grande quantité de testostérone.

En testant ces changements sur des souris transgéniques, ils ont obtenu des femelles avec des quantités d’androgènes similaires à celles des mâles, ce qui soutient l’hypothèse des chercheurs selon laquelle des changements génomiques à grande échelle sont responsables de la poussée de testostérone.

Selon. Lupiáñez :

Nos résultats sont un bon exemple de l’importance de l’organisation tridimensionnelle du génome pour l’évolution.

La nature utilise la boîte à outils existante des gènes du développement et ne fait que les réarranger pour créer une caractéristique telle que l’intersexualité. Dans le processus, les autres systèmes d’organes et le développement ne sont pas affectés.

Pour la taupe femelle, l’évolution de l’intersexualité fut la bonne formule pour sa survie.

Loin d’être des aberrations, le brouillage de certaines lignes directrices dans tout le règne animal est un rappel constant du fait que Mère Nature se moque tout simplement des frontières claires entre le mâle et la femelle.

L’étude publiée dans Science : The mole genome reveals regulatory rearrangements associated with adaptive intersexuality et présentée sur le site de l’Institut Max Planck de génétique moléculaire : Moles: intersexual and genetically doped.