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Étude de la complexité de l’évolution des yeux des lézards et des serpents

Les serpents et les lézards ont des systèmes visuels étonnamment flexibles, adaptés à la diversité des habitats dans lesquels ils vivent – de la nuit noire à l’éblouissement du soleil du désert. Des chercheurs de l’UE en ont étudié l’évolution.

Recherche fondamentale

Les lézards et les serpents (squamates) présentent une diversité exceptionnelle, car la morphologie de leurs yeux et leurs photorécepteurs varient plus que ceux de tous les autres vertébrés réunis. «Mon financement Marie Skłodowska-Curie (MSC) m’a permis d’étudier les liens entre le génome et la variation de la structure de l’œil dans le système visuel des squamates», souligne Bruno Simoes, titulaire d’une bourse dans le cadre du projet Evol-Eyes. En examinant plus largement l’évolution de traits complexes chez les vertébrés, Bruno Simoes a appliqué des technologies dites «omiques» récemment développées ainsi que des données moléculaires intégrées à l’anatomie et à la physiologie de l’œil. Il a plus particulièrement abordé trois axes de recherche: le degré de flexibilité de la machinerie génomique sous-jacente à ces systèmes visuels très divers, leur adaptation aux transitions écologiques et la possibilité de retrouver un système visuel complexe après une perte évolutive.

Les modèles génétiques qui se dégagent correspondent aux niches écologiques

«Certains résultats sont encore en cours d’élaboration et en attente de publication, et nous analysons actuellement d’énormes quantités de données génomiques», commente Bruno Simoes. Il fait toutefois état d’une tendance émergente au cours de ce projet: le système visuel des squamates est très diversifié, ce qui reflète le nombre élevé de niches écologiques occupées par cette lignée. Les serpents et les geckos qui ont subi des transitions écologiques entre la vie nocturne (active la nuit) et la vie diurne (le jour) ont remodelé leur système visuel en perdant des gènes de vision. «Cependant, suite à l’occupation de nouvelles niches écologiques, il y a eu des changements dans la sensibilité à la lumière des pigments visuels responsables de la vision des couleurs ainsi que des changements dans la composition cellulaire de la rétine de certains serpents», ajoute Bruno Simoes. Il est intéressant de noter que les serpents de mer ont également développé de nouvelles capacités sensorielles, comme la capacité de détecter la lumière avec leur queue pour éviter les prédateurs.

La génétique et l’évolution persistent en dépit des frontières et des exigences de financement

«Chaque État australien a ses propres permis et certains parcs sont cogérés avec les communautés aborigènes, ce qui rend le processus très bureaucratique», raconte le boursier. Néanmoins, grâce au soutien indéfectible de l’hôte à Adélaïde, des herpétologistes locaux, des gardes forestiers aborigènes et des départements de la faune et des parcs naturels, Bruno Simoes a réussi à obtenir tous les permis nécessaires pour son travail sur le terrain. «Le projet s’est également avéré plus vaste et plus coûteux que prévu initialement!» De petites subventions de l’Institut de l’environnement de l’Université d’Adélaïde et l’attribution d’une bourse de découverte du Conseil australien de la recherche ont tout de même permis de mener à bien le projet et de le prolonger de manière significative. L’étude d’Evol-Eyes a pu inclure des lignées présentant une énorme diversité écologique, comme les scinques australiens, certains lézards gymnophthalmidés d’Amérique du Sud et des serpents de mer. Pour continuer, «nous intégrons actuellement d’autres méthodes telles que l’hybridation in situ, la microscopie et la tomographie assistée par ordinateur pour comprendre d’autres aspects de l’évolution visuelle chez les squamates», ajoute-t-il. Bruno Simoes souligne que la bourse du MSC a pour objectif principal de favoriser l’indépendance de ses membres. «J’ai acquis mon indépendance en rédigeant des subventions fructueuses et en supervisant des étudiants en licence et en doctorat ainsi que des assistants de recherche.» La gestion des permis de travail sur le terrain, la conception d’expériences et le travail en laboratoire, ainsi que la gestion des budgets et la collaboration avec un vaste réseau de scientifiques ont permis d’accroître les compétences organisationnelles. La diffusion a inclus une participation précieuse à certaines activités d’engagement du public dans les écoles ainsi que des interviews à la radio et des émissions de télévision sur la nature. Il conclut sur une note très positive: «Ayant atteint une certaine maturité dans ma carrière de chercheur grâce à cette bourse, j’ai depuis lors été nommé maître de conférences à l’université de Plymouth.»

Mots‑clés

Evol-Eyes, serpents, système visuel, lézards, évolution, yeux, squamates, vertébrés, omiques

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