Le coelacanthe, proche parent des vertébrés terrestres

Récemment, une équipe internationale incluant des chercheurs de l'Université de Montréal annonçait l'achèvement à 95 % du séquençage du génome du coelacanthe, un poisson mythique qu'on croyait éteint depuis 70 millions d'années. La nouvelle a fait la une de la revue Nature.

Parmi les cosignataires de cet article se trouve Hervé Philippe, professeur de bio-informatique au Département de biochimie de l'Université. M. Philippe est plus précisément le chercheur responsable de la reconstruction des relations de parenté entre les espèces de vertébrés. Ses analyses permettent de confirmer que le dipneuste, un poisson à poumons, est plus proche des tétrapodes, les vertébrés terrestres, que le coelacanthe. "Ce dernier partage toutefois plus de similarités sur le plan du génome avec l'ancêtre commun des vertébrés et les tétrapodes que le dipneuste, puisqu'il évolue moins vite", signale Hervé Philippe.


Le chercheur et ses collègues ont déterminé que la vitesse d'évolution des séquences codant pour les protéines du coelacanthe est beaucoup plus lente que celle des autres vertébrés étudiés. Le poisson aux nageoires charnues - que plusieurs qualifient à tort de "fossile vivant", selon M. Philippe - aurait d'ailleurs peu évolué quant à sa morphologie au cours des 300 derniers millions d'années.

"La cause? C'est la grande question qu'on se pose, affirme le bio-informaticien. La vitesse d'évolution des organismes dépend de plusieurs facteurs, dont la taille de la population et le taux de mutations. Comme la population existante du coelacanthe est probablement depuis très longtemps de petite taille, la seule autre explication probable est le taux de mutations. On pose l'hypothèse que celui-ci est faible, puisque nos analyses génomiques révèlent qu'il n'y a pas de gènes en jeu dans la fidélité de la réplication qui ont été perdus, mais on n'a pas encore réussi à mesurer ce taux, faute de matériel vivant."

Plus de transposons

Rappelons que le coelacanthe fait partie d'une lignée d'espèces qu'on croyait disparue depuis le crétacé jusqu'à ce qu'un spécimen de 1,30 mètre soit capturé en 1938 par un pêcheur sud-africain. La prise est alors considérée comme l'une des plus grandes découvertes zoologiques du 20e siècle. Deux espèces ont été décrites à ce jour, le coelacanthe africain Latimeria chalumnae et le coelacanthe indonésien Latimeria menadoensis.

Vivant dans le fond des océans à quelque 200 mètres de profondeur, le coelacanthe ne se laisse pas étudier facilement. "Il meurt rapidement lorsqu'il est capturé, même s'il est maintenu en surpression dans un écosystème proche du sien, rapporte Hervé Philippe. Cela pose de sérieux problèmes méthodologiques."


Pour compliquer les choses, les analyses génétiques de l'équipe internationale ont mis en évidence que le génome du coelacanthe comprend environ 25 % d'éléments transposables. Les transposons sont des séquences d'ADN mobiles et répétées qui peuvent engendrer des mutations. Résultat? Les données avec lesquelles les chercheurs doivent opérer s'élèvent à plusieurs milliards de nucléotides! "Le décryptage du génome du coelacanthe est aussi complexe que celui de l'être humain en raison de la présence d'un très grand nombre de séquences répétées", explique M. Philippe.

Pour nous aider à mieux cerner l'importance de la percée scientifique, le professeur Philippe emploie l'expression "fenêtre unique pour la compréhension de nos origines". C'est que la grande proximité du génome de cet animal avec l'ancêtre des vertébrés permet d'affiner la connaissance d'une transition évolutive majeure: la sortie de l'eau des poissons, il y a environ 365 millions d'années. Les chercheurs ont d'ailleurs mis au jour des changements clés dans certains gènes actifs dans la sécrétion de l'azote, une fonction indispensable à la vie hors de l'eau.

Les données détaillées de cette découverte figurent dans le numéro du 17 avril de la revue Nature.