Un événement de duplication du génome entier il y a environ 400 millions d’années pourrait être responsable de l’évolution des organes de filature de la soie des araignées, selon une nouvelle étude publiée dans Science Advances. Cela suggère que l’un des outils biologiques les plus remarquables de la nature est né d’un accident génétique massif.
L’origine accidentelle des filières
Pendant des années, les scientifiques se sont demandé comment les araignées développaient des structures complexes appelées filières, qui produisent la soie incroyablement solide et polyvalente qu’elles utilisent pour la toile, la chasse et la reproduction. La théorie principale suggérait que ces organes résultaient de modifications apportées aux gènes existants qui structurent les membres. Cependant, les mécanismes génétiques sous-jacents restent flous.
Des chercheurs dirigés par Shuqiang Li de l’Université normale d’Anhui en Chine ont analysé les génomes de deux espèces d’araignées et d’un scorpion fouet, les comparant à d’autres parents d’arachnides. Leurs découvertes ont révélé qu’un ancien ancêtre des araignées, des scorpions et des scorpions fouets avait connu une duplication complète de l’intégralité de son génome. Cela signifiait que chaque gène était copié, créant ainsi une augmentation massive du matériel génétique.
Le rôle des gènes abdominaux-A
L’étude a identifié une paire de gènes spécifique, abdominal-A, comme étant essentielle au développement des filières. Des expériences sur des embryons d’araignées ont montré que la désactivation de ce gène entraînait l’absence totale de filières chez les embryons.
“Les gènes dupliqués semblent avoir évolué dans des rôles différents après la duplication”, a expliqué Li. “En travaillant ensemble, ils créent les filières spécialisées que nous voyons aujourd’hui.” Cela suggère que la duplication initiale n’était pas seulement un événement aléatoire mais une étape clé dans l’évolution de l’araignée.
Pourquoi la duplication du génome est importante
La duplication du génome entier est courante dans l’évolution des plantes mais relativement rare chez les animaux. Lorsque cela se produit, cela crée des opportunités pour de nouvelles interactions génétiques et des changements évolutifs majeurs. Cela a été lié à la diversification des vertébrés à mâchoires et pourrait expliquer pourquoi les araignées ont développé des organes de filature de la soie en premier lieu.
Prashant Sharma, biologiste à l’Université du Wisconsin-Madison, note que même si la recherche est « belle », elle n’exclut pas entièrement d’autres explications. Certains arthropodes ne possèdent pas le gène abdominal-A mais ont toujours un corps tronqué, ce qui suggère que le gène pourrait régir bien plus que le simple développement de la filière.
“Les chercheurs sont peut-être tombés sur une voie génétique permettant de créer un animal ressemblant à une araignée de mer ou à un acarien”, explique Sharma.
Malgré cette incertitude, Li souligne que la duplication du génome est un moteur récurrent de la diversité animale. Cet événement génétique accidentel pourrait avoir été le catalyseur de l’une des adaptations les plus fascinantes de la nature.
L’étude met en évidence comment des changements évolutifs majeurs peuvent résulter d’erreurs génétiques inattendues, transformant des accidents en adaptations sur des millions d’années. L’origine de la soie d’araignée est un exemple frappant de la façon dont le hasard et les opportunités se heurtent dans l’histoire de la vie sur Terre.
