21.10.2008 – 09:31

Schweizerischer Nationalfonds / Fonds national suisse

FNS: Image du mois octobre 2008: Différenciation sexuelle

Bern (ots)

- Indication: Des images peuvent être téléchargées sous:
     http://www.presseportal.ch/fr/pm/100002863 -

La rainette verte change de mâle comme de chemise

Une équipe de chercheurs de l'Université de Lausanne a découvert 
qu'une espèce de rainette verte (Hyla arborea) possède un système 
génétique de détermination sexuelle qui n'est apparu qu'il y a deux 
ou trois millions d'années. Grâce à leurs travaux, soutenus par le 
Fonds national suisse, ils ont pu jeter une nouvelle lumière sur la 
théorie décrivant la naissance des gènes impliqués dans la production
d'individus des deux sexes. Un phénomène bien plus fréquent que l'on 
pense.

La vie sexuelle de la petite rainette verte Hyla arborea est 
devenue un sujet chaud chez les biologistes. Plus précisément, c'est 
le mécanisme génétique qui permet à cet amphibien de fabriquer des 
individus mâles ou femelles qui attise la curiosité des chercheurs. 
Et pour cause: le système actuel de différentiation sexuelle chez 
cette espèce serait apparu il y a deux ou trois millions d'années 
seulement, c'est-à-dire hier du point de vue de l'évolution. Mieux: 
dans un récent article paru dans la revue « Proceedings of the Royal 
Society B », Nicolas Perrin, professeur au Département d'écologie et 
évolution de l'Université de Lausanne, montre que l'analyse des gènes
de la petite grenouille contredit certains aspects de la théorie 
communément admise décrivant la naissance des gènes et chromosomes 
responsables de la différentiation sexuelle.

Scénario à revoir
Ce scénario, dans le cas des mammifères, affirme que les chromosomes 
X et Y, il y a près de 300 millions d'années, étaient identiques, à 
l'image des autres paires de chromosomes. Une mutation serait alors 
apparue sur le futur Y, donnant naissance à un nouveau gène, le SRY, 
devenant responsable de la différentiation sexuelle et prenant ainsi 
la place d'un mécanisme antérieur dont on ignore tout. Les porteurs 
de la nouvelle mutation se différencient en mâles, les autres en 
femelles.

Toujours selon ce scénario, d'autres mutations à proximité 
immédiate du SRY modifient ensuite progressivement la structure du 
futur Y avec comme résultat principal d'empêcher, petit à petit, 
toute recombinaison avec son jumeau, le X. En effet tout l'avantage 
du SRY serait perdu s'il devait se retrouver sur les deux chromosomes
à la fois. Ainsi, contrairement aux autres paires de chromosomes qui 
continuent à s'échanger des gènes d'une génération à l'autre, le 
couple XY fait chambre à part. Privé d'un renouvellement régulier, le
Y entame une dégénérescence inéluctable et ne conserve actifs que les
gènes impliqués dans la différentiation sexuelle. Les autres, dont il
existe de toute façon un double sur le X, accumulent les mutations et
disparaissent.
«Ce scénario est généralement invoqué pour tous les autres organismes
présentant des chromosomes sexuels différenciés, comme les oiseaux, 
les serpents et certaines plantes, explique Nicolas Perrin. 
Cependant, la rainette Hyla arborea, ne respecte pas tout à fait ce 
plan de route.»

Gènes récents
Les chercheurs ont trouvé chez le batracien des gènes liés au sexe, 
mais ne savent pas encore sur quel chromosome ils sont localisés. La 
tâche est rendue difficile par le fait que le génome de cette espèce 
n'a pas encore été décrypté. De plus, ces gènes sont apparus trop 
récemment pour qu'une dégénérescence chromosomique soit aujourd'hui 
visible au microscope.

Mais la surprise vient du fait que l'indispensable absence de 
recombinaison ne se limite pas aux alentours des gènes déterminant le
sexe, voire au seul chromosome qui les abrite, comme le suggère la 
théorie en vigueur. Les chercheurs ont observé une répression 
généralisée de la recombinaison sur l'ensemble du génome mâle. Chez 
ces derniers, les chromosomes venus de la mère ne se mélangent 
pratiquement pas avec ceux du père.

«Il est possible que cette situation soit liée à la jeunesse des 
gènes sexuels, estime Nicolas Perrin. La meilleure solution qu'ait 
trouvée la nature pour préserver ce nouveau mécanisme pourrait être 
d'arrêter toute recombinaison chez le mâle, sans faire de détail. 
Ensuite, avec le temps, il est possible que cette répression se 
restreigne petit à petit au seul chromosome concerné.» Il n'en 
demeure pas moins qu'il peut sembler étonnant que la nature ait 
choisi de changer aussi souvent de solution à un problème en 
apparence simple: produire des individus des deux sexes.

Adaptation à des changements environnementaux?

L'adaptation aux changements environnementaux peut représenter un 
élément de réponse. Chez les poissons, les reptiles et les 
amphibiens, la température lors de l'incubation est un autre facteur 
important dans le processus de détermination du sexe de la 
descendance. Et comme ces animaux ont le sang froid, ils sont très 
sensibles aux changements climatiques qui ont émaillé le passé (sans 
parler de ceux du futur). Une raison possible pour laquelle leur 
système génétique de détermination sexuelle est susceptible de 
changer si souvent. Au contraire, les mammifères et les oiseaux, qui 
ont le sang chaud et peuvent maintenir une température constante lors
de l'incubation, possèdent un système qui n'a pas changé depuis 
longtemps.

Le texte et l'image de cette information peut être consulté sur le
site Internet du Fonds national suisse sous: www.fns.ch > Médias > 
Image du mois.

Contact:

Prof. Nicolas Perrin
Département d'Ecologie et Evolution
Université de Lausanne
Le Biophore
CH - 1015 Lausanne
Tél: 021 692 41 84
E-mail: nicolas.perrin@unil.ch