Les algues vertes détiennent-elles un indice génétique sur l'origine des sexes?

L'origine de la façon dont nous sommes devenus hommes et femmes - comment les espèces ont évolué pour avoir des mâles et des femelles physiquement distincts - peut être démystifiée, disent les biologistes, après avoir identifié un gène maître contrôlant le sexe et l'accouplement chez les algues vertes.

Le gène découvert dans le Volvox carteri les algues étaient responsables des différences physiques distinctes entre les mâles et les femelles dans les espèces multicellulaires.

Cela pourrait aussi "fournir un schéma possible de la manière dont les sexes dans d’autres organismes multicellulaires, tels que les plantes et les animaux, ont pu provenir", affirment les chercheurs.

Le contraste entre les deux types de cellules reproductrices (connues sous le nom de gamètes par les biologistes, qui fusionnent lors de la fécondation) est évident: c'est la différence entre le sperme et les ?ufs.

"Cependant, affirment les chercheurs, les origines évolutives des sexes mâles et femelles ne sont pas claires car les parents unicellulaires éloignés des plantes, des animaux et des autres espèces multicellulaires n'ont généralement pas de sexes distincts, mais ont des types d'accouplement. les gamètes d'un type sexuel ne peuvent fusionner qu'avec ceux d'un type d'accouplement différent, mais les cellules de chaque type d'accouplement ne peuvent être distinguées les unes des autres en termes de taille et de morphologie. "

Le gène a évolué à partir d'espèces unicellulaires

Les auteurs ont publié les résultats de leurs travaux sur Volvox dans le journal en libre accès PLOS Biologie.

Les sexes de cette algue multicellulaire se sont avérés être dérivés des types d’accouplement de son parent unicellulaire, une espèce connue sous le nom de Chlamydomonas reinhardtii.

Un gène était au centre de la détermination des spermatozoïdes par rapport aux ?ufs - les travaux de laboratoire ont permis de clarifier les travaux théoriques antérieurs pour trouver que "un seul gène de locus d'accouplement ancestral, MID, C. reinhardtii pour déterminer soit spermatogenesis ou oogenesis dans V. carteri."

Comment les résultats sont-ils liés à des êtres plus complexes? Les auteurs disent que les algues constituent un "excellent modèle pour étudier l'évolution du dimorphisme sexuel" en raison de la façon dont elles montrent "la progression d'espèces unicellulaires vers des formes multicellulaires de taille et de spécialisation de type cellulaire croissantes".

Changement de sexe

Les découvertes des biologistes sont très scientifiques et impliquent un travail de laboratoire méticuleux, mais ils ont essentiellement échangé les algues par des manipulations génétiques.

L’équipe - dirigée par le Dr James Umen, membre associé de l’institut des carburants renouvelables du Danforth Plant Science Center de St. Louis, MO - a été en mesure de convertir ce qui aurait été génétiquement femelle Volvox.

À l'inverse, l'équipe a également forcé les mâles génétiques "à se développer avec des oeufs fonctionnels à la place de leurs paquets de sperme".

Tout cela a été réalisé grâce à la manipulation d’un seul gène appelé MID, que l’équipe identifie comme le «gène régulateur principal pour les sexes et les types d’accouplement» dans ce groupe d’algues vertes.

Les résultats du travail "suggèrent qu'un scénario d'évolution similaire pourrait être à l'origine des sexes chez les animaux, les plantes et autres lignées multicellulaires", affirment les phytotechniciens.

En plus de la contribution à la théorie de l'évolution, les résultats pourraient aider concrètement les scientifiques travaillant sur le développement des biocarburants et d'autres applications biotechnologiques, où «la reproduction sexuée chez la plupart des espèces d'algues est mal comprise».

Conclusions remarquables

Dans un éditorial publié dans le même numéro de la revue, le généticien médical et moléculaire basé au Royaume-Uni, Roland G. Roberts, a déclaré que les chercheurs étaient non seulement capables de démontrer que le changement génétique était masculin mais pourrait déterminer hermaphrodites.

Avec quelques détails génétiques, il écrit: "Remarquablement, les auteurs ont pu montrer que ce commutateur mâle / femelle est accordable - quand ils ont utilisé une version plus faible du Volvox carteri Épingle à cheveux MID RNAi, l'épuisement partiel de Volvox carteri MID a produit des hermaphrodites contenant à la fois des paquets de sperme pseudo-mâles et des ?ufs pseudo-femelles. "

Les deux espèces d'algues étudiées, "séparées par 200 millions d'années d'évolution", ajoute le Dr Roberts, "ne pourraient pas être plus différentes dans leur apparence ou leurs tendances sexuelles". Pourtant, écrit-il, un seul gène détermine non seulement les sexes dans les deux espèces, mais conduit au dimorphisme entre les sexes et à la «divergence considérable» dans le développement sexuel des deux espèces.

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