Africa-Press – Madagascar. A priori, difficile de rapprocher l’anatomie de l’étoile de mer, à celle de l’être humain. Et pourtant, c’est le défi qu’ont relevé des chercheurs de l’université Stanford (Etats-Unis), avec un objectif bien précis : comprendre le développement singulier de cet échinoderme. Grâce à des outils génétiques et des techniques de biologie moléculaire, ils sont parvenus à établir son plan corporel. Leurs résultats, publiés dans la prestigieuse revue Nature, indiquent que l’étoile de mer serait pourvue de plusieurs têtes.
Changement de symétrie
Un des grands mystères de cet échinoderme réside dans son développement larvaire. Une fois l’œuf éclos, la larve de l’étoile de mer flotte librement pendant plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Les petits cils dont elle est pourvue en surface, lui permettent de nager et de se nourrir. Cette larve est à symétrie bilatérale : comme l’être humain, elle possède deux moitiés identiques et donc une droite et une gauche. Mais une fois au fond de l’océan, elle se métamorphose et change de symétrie. Elle adopte alors une symétrie radiale, à partir d’un point central, caractéristique de certains échinodermes dont les oursins et les étoiles de mer. “C’est un mystère zoologique depuis des siècles !”, signale Christopher Lowe, co-auteur de l’étude. “Comment peut-on passer d’un plan corporel bilatéral à un plan pentaradial, et comment comparer n’importe quelle partie de l’étoile de mer à notre propre plan corporel ?”
Afin de répondre à ces questions, essentielles pour comprendre l’évolution de la famille des échinodermes, les chercheurs ont analysé l’expression génétique au sein des tissus des étoiles de mer. En effet, les gènes codant pour la formation de la tête, et différentes régions du corps, sont les mêmes chez tous les animaux. Restait à observer le lieu de leur expression, grâce à la tomographie, pour établir une carte des régions du corps de l’étoile de mer.
Des têtes dans les “bras”
Si nous sommes habitués à parler des “bras” de l’étoile de mer, ce n’est pas tout à fait exact. D’après les résultats de cette dernière étude, au centre de chacun des membres se situerait une tête. Pour aboutir à cette conclusion, les chercheurs ont étudié les branches de l’étoile de mer, section par section. “Elles peuvent régénérer les membres coupés”, note Laurent Formery, premier auteur de l’étude. Pour chaque “tranche”, l’équipe a utilisé des marqueurs moléculaires, les gènes Hox par exemple, afin d’identifier l’organisation du corps de l’échinoderme. “Ces gènes agissent comme des modèles pour le plan corporel d’un organisme en « indiquant » à chaque cellule à quelle région du corps elle appartient”, résument les chercheurs.
Dans un premier temps, il a fallu identifier quels gènes étaient exprimés dans chacune des sections. A partir de ce résultat, l’équipe de Laurent Formery a constitué une carte de l’expression des gènes en trois dimensions. Ensuite, les biologistes ont coloré les échantillons pour déterminer où les gènes étaient exprimés au sein de chaque tranche. Une technique connue sous le nom d’hybridation in situ. Conclusion : l’étoile de mer est un amas de têtes. Une au sein de chaque branche, et une dernière au centre. “Étonnamment, aucune partie de l’ectoderme, tissu externe que nous avons étudié dans cette étude, n’exprime pas génétiquement de quoi former un “tronc”, ce qui suggère que les étoiles de mer ressemblent principalement à des têtes”, affirment les chercheurs.
Le parallèle entre la disposition corporelle (et les mécanismes moléculaires qui l’induisent), chez l’étoile de mer et chez l’Homme, éclaire la position des échinodermes dans l’arbre phylogénétique. Il permet d’expliquer leur apparence et de comprendre leur développement. “De multiples interrogations persistent au sujet des échinodermes car nous ne connaissons pas grand-chose à leur sujet. Toutefois, cette analyse moléculaire représente une nouvelle pièce du puzzle,” concluent-ils.
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