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Un poisson de compagnie orné d’écailles ressemblant à des dents aide les biologistes à s’attaquer à un débat de longue date sur l’origine des dents, et à explorer la manière dont les structures corporelles peuvent être perdues et retrouvées au cours de l’évolution.

L’origine des dents

Le poisson-chat blindé à bouche ventrue, que l’on trouve couramment dans les animaleries, présente des structures ressemblant à des dents, appelées odontodes, qui recouvrent sa peau, ce qui est inhabituel pour un poisson osseux.

Ces structures ressemblent physiquement à des dents, faisant éruption à partir de plaques épaisses de la peau pour former des structures stratifiées de pulpe, de dentine et d’émail, et des gènes similaires semblent être actifs dans les deux cas au cours du développement. Mais lequel a évolué en premier, et comment les tissus les ont-ils acquis ou regagnés ?

L’histoire de leur évolution est compliquée, car si les anciens poissons possédaient des structures similaires, elles ont disparu chez la plupart des poissons osseux, mais ont été conservées chez les poissons au squelette cartilagineux, comme les requins. Elles sont réapparues indépendamment chez quatre groupes de poissons osseux, dont le poisson-chat blindé.

Pour en savoir plus, les biologistes devaient pouvoir étudier et manipuler les gènes d’un poisson doté d’odontodes cutanés, mais le poisson zèbre, un animal modèle courant pour ce type d’expériences, n’en dispose pas.

Le poisson-chat blindé

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Le gène pitx2 et le développement des dents

Maintenant, Shunsuke Mori et Tetsuya Nakamura de Rutgers, l’université d’État du New Jersey, ont analysé l’activité des gènes dans les odontodes cutanés en développement du poisson-chat blindé. Ils ont découvert un réseau de gènes très similaire à ceux que l’on trouve dans les dents en développement. « La plupart de ces gènes sont partagés », déclare Nakamura.

L’un de ces gènes, le pitx2, est nécessaire aux premières étapes du développement des dents, mais il est absent des odontodes cutanés des requins. Mori et Nakamura ils ont donc utilisé des techniques de neutralisation des gènes pour réduire l’activité de pitx2 chez le poisson-chat et ont constaté que les odontodes ne se développaient pas correctement.

Cela a montré que ce gène est nécessaire au développement des odontodes de la peau du poisson-chat, ce qui suggère que l’évolution a redéployé les gènes de la dent pour recréer les odontodes de la peau chez le poisson-chat.

« La réémergence répétée des dents dermiques chez les poissons est fascinante, car une fois perdues, les caractéristiques ne réapparaissent généralement pas », explique Jake Daane de la Northeastern University à Nahant, dans le Massachusetts.

« Cette étude jette les bases pour examiner d’autres espèces de poissons-chats afin de savoir comment cette armure ressemblant à des dents est réapparue indépendamment, et pour démêler davantage les relations évolutives entre les dents et l’armure corporelle. »

Cette recherche a été pré-publié dans bioRxiv.

Source : New Scientist
Crédit photo : iStock / StockPhotoSecrets