Les chercheurs retracent l'évolution du système nerveux central
Pour un oeil non entraîné, les vers et les humains semblent avoir peu, voire pas, de points communs. Pourtant, les chercheurs du Laboratoire de biologie moléculaire européen (European Molecular Biology Laboratory - EMBL) ont désormais confirmé que nos cerveaux avaient évolué à partir du même ancêtre. Les résultats de l'étude, en partie financée par l'UE, sont publiés dans le numéro actuel de la revue Cell. Selon le rapport, cet ancêtre commun n'est autre qu'un humble ver marin, appelé Platynereis dumerilii, dont le système nerveux est resté inchangé durant une période incommensurable. Les scientifiques savent depuis quelque temps que les vertébrés, les insectes et les vers ont évolué à partir du même ancêtre, appelé Urbilateria. Mais leurs systèmes nerveux centraux diffèrent et leur développement n'a eu lieu qu'après la division de leurs lignages au cours de l'évolution. Les vertébrés possèdent un système nerveux central sous la forme d'une moelle épinière longeant leur dos, alors que les insectes et les vers annélides possèdent, tout comme le ver de terre, une chaîne d'agrégats de cellules ressemblant à une échelle de corde situé du côté de leur ventre. Chez d'autres invertébrés, au contraire, les cellules nerveuses sont distribuées de façon diffuse dans le corps. L'Urbilateria avait-il donc un système nerveux au début et si oui, à quoi ressemblait-il? De plus, comment a-t-il engendré la gamme diverse de systèmes nerveux que l'on voit chez les animaux aujourd'hui? Les chercheurs de l'EMBL ont tenté de répondre à ces questions à travers leur étude. Pour ce faire, ils ont étudié l'architecture moléculaire du système nerveux central dans l'annélide Platynereis dumerilii. «Platynereis peut être considérée comme un fossile vivant», déclare Detlev Arendt, à la tête de la recherche. «Elle vit aujourd'hui dans un environnement semblable à celui dans lequel vivaient les derniers ancêtres communs, et a conservé de nombreuses caractéristiques ancestrales, y compris un système nerveux central prototype d'invertébré.» Grâce à l'imagerie in vivo accélérée, les chercheurs ont exploré la façon dont le neuroectoderme Platynereis dumerilii (la partie chez les embryons qui se développe en cerveau, en moelle épinière et en tissu nerveux du système nerveux périphérique) se forme à l'origine. Ils ont également retracé, à l'aide de marqueurs nerveux de différenciation, la synchronisation et l'étendue spatiale de la neurogenèse précoce (le processus par lequel les neurones sont créés dans le cerveau). Cela a permis aux chercheurs de comparer l'empreinte moléculaire des cellules nerveuses de Platynereis avec nos connaissances en matière de vertébrés. Quelques surprenantes similarités ont été révélées. «Nos découvertes sont impressionnantes», a déclaré Alexandru Denes, l'un des chercheurs impliqués dans l'étude. «L'anatomie moléculaire du système nerveux central en développement s'est avérée être virtuellement la même que les vertébrés et Platynereis. Les régions correspondantes engendrent des types de neurones possédant des empreintes moléculaires semblables, et ces neurones forment également les mêmes structures neurales dans le ver annélide et vertébré.» Les nouvelles découvertes soutiennent une théorie proposée pour la première fois en 1875 par le zoologue Anton Dohrn, laquelle estime que les systèmes nerveux des vertébrés et des annélides sont d'origine commune, et que celui des vertébrés a été bouleversé au cours de l'évolution. «Cela explique parfaitement la raison pour laquelle nous trouvons les mêmes systèmes nerveux centralisés sur l'arrière des vertébrés et sur le ventre des Platynereis», affirme le Dr Arendt. «La façon dont l'inversion est apparue et dont d'autres invertébrés ont modifié leur système nerveux central à travers l'évolution constitueront les prochains sujets de recherche passionnants pour les biologistes évolutionnaires.»
Pays
Allemagne