Les cerveaux des oiseaux, des reptiles et des mammifères ont évolué de manière indépendante, révèlent deux études récentes. Ces recherches bouleversent notre compréhension de l'évolution cérébrale.
Le pallium, une région cérébrale cruciale pour les fonctions cognitives, a longtemps été considéré comme similaire chez ces espèces. Cependant, les mécanismes de développement et les types de cellules diffèrent significativement. Les études montrent que les circuits neuronaux se sont formés via des voies évolutives distinctes.
Les chercheurs ont utilisé des techniques avancées comme la transcriptomique spatiale pour analyser la formation des neurones. Ils ont découvert que les gènes impliqués varient selon les espèces, indiquant une évolution convergente plutôt qu'une homologie.
Une deuxième étude a comparé les types de cellules cérébrales des oiseaux avec ceux des mammifères et des reptiles. Elle révèle que les oiseaux ont conservé des neurones inhibiteurs ancestraux, mais leurs neurones excitateurs ont évolué de manière unique.
Ces découvertes soulignent la flexibilité évolutive du développement cérébral. Elles montrent que des fonctions cognitives avancées peuvent émerger via des voies génétiques et cellulaires très différentes.
Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives en neurosciences comparatives. Comprendre les programmes génétiques derrière les types neuronaux spécifiques pourrait éclairer la recherche sur le neurodéveloppement.
Les études, publiées dans
Science, utilisent des approches multidisciplinaires pour retracer l'évolution des circuits cérébraux. Elles montrent que l'évolution a trouvé plusieurs solutions pour construire des cerveaux complexes.
Histoire évolutive du développement pallial chez les amniotes:
- Gauche: Illustrations des différentes séquences de neurogenèse dans les circuits palliaux des amniotes.
- Haut droite: La transcriptomique spatiale révèle une grande diversification neuronale dans le pallium du poussin.
- Bas droite: Le séquençage ARN à cellule unique montre une conservation dans la différenciation des neurones GABAergiques, contrastant avec la diversification des neurones glutamatergiques.
Abréviations: DPall (pallium dorsal), Hc (hippocampe), IPCs (cellules précurseurs intermédiaires), LPall (pallium latéral), SPall (subpallium), Th (thalamus), VPall (pallium ventral). Qu'est-ce que le pallium ?
Le pallium est une région du cerveau présente chez les vertébrés, jouant un rôle clé dans les fonctions cognitives et sensorielles. Chez les mammifères, il inclut le néocortex, responsable de la pensée complexe.
Chez les oiseaux et les reptiles, le pallium a des fonctions similaires mais diffère dans sa structure et son développement. Ces différences reflètent des adaptations évolutives spécifiques à chaque groupe.
Les études récentes montrent que, malgré des fonctions comparables, les mécanismes de développement du pallium varient considérablement entre les espèces. Cela suggère une évolution indépendante plutôt qu'une origine commune.
Ces découvertes remettent en question l'idée que des structures cérébrales similaires impliquent des origines évolutives communes. Elles soulignent la complexité et la diversité des voies évolutives.
Qu'est-ce que l'évolution convergente ?
L'évolution convergente se produit lorsque des espèces différentes développent des traits similaires indépendamment, souvent en réponse à des enjeux environnementaux comparables. Cela ne résulte pas d'une ascendance commune.
Dans le cas des cerveaux des oiseaux et des mammifères, des circuits neuronaux similaires se sont développés via des voies génétiques et cellulaires distinctes. Cela illustre une convergence fonctionnelle plutôt qu'une homologie structurelle.
Les études utilisant la transcriptomique spatiale ont révélé que les gènes impliqués dans la formation des neurones varient entre les espèces. Ces différences génétiques soutiennent l'idée d'une évolution convergente.
Cette flexibilité évolutive montre que la nature peut trouver plusieurs solutions pour atteindre des fonctions complexes, comme la cognition. Cela enrichit notre compréhension de la diversité biologique.