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Une étude publiée récemment révèle les subtiles mécanismes génétiques qui gouvernent la formation de cinq doigts chez la plupart des animaux à quatre membres.

Pourquoi la plupart des tétrapodesLes tétrapodes forment un groupe d'animaux vertébrés caractérisés par la présence de deux paires de pattes locomotrices. possèdent-ils 5 doigts ?     Dotés de deux paires de membres, ce groupe de vertébrés comprend les mammifères, les reptiles ( dont certains ont perdu leurs membres), les amphibiens et les oiseaux ( dont les pattes avant se sont transformés en ailes ).    Les premiers tétrapodes sont apparus dans l'eau il y a environ 380 millions d'années. Mais 10 millions d'années plus tard ils se sont aventurés sur terre grâce à une innovation morphologique majeure : l'apparition de leurs membres par transformation des nageoires de leurs ancêtres poissons.

Or, les études des fossiles montrent que les premiers tétrapodes terrestres possédaient de 6 à 8 doigts, hérités des os qui se trouvaient à l'intérieur des nageoires de leurs ancêtres. Alors pourquoi les tétrapodes actuels n'en possèdent plus que cinq ? 

Le rôle clés des gènes homéotiques 

De la mouches aux vertébrés, les gènes homéotiques déterminent le plan d'organisation des animaux. C'est grâce à eux que notre tête, nos bras, notre thorax, notre bassin, etc. s'installent à leur bonne place au cours du développement de l'embryon. Leurs mutations ont des effets spectaculaires. Elles créent par exemple des mouches qui ont des pattes ou des yeux à la place des antennes, comme les photos ci-dessous le montrent. 

Ci-dessus, une mutation génétique chez une mouche ( une Drosophile ) transforme une paire d'antennes en une paire de pattes.       A gauche, une mutation génétique chez une mouche ( une drosophile ) transforme une paire d'antennes en une paire d'yeux supplémentaires.

Les recherches récentes 

Les dernières études ont montré qu'une catégorie de gènes homéotiques : les gènes hox  permettent de différencier les segments d'un membre comme l'épaule, le bras, l'avant-bras, la main et les doigts. L'activité de ces gènes et l'ordre selon lequel ils s'expriment est déterminant.

Ainsi, en reproduisant chez la souris, l'activité du gène hox a 11 suivant un modèle présent chez le poisson, les chercheurs ont obtenu une patte à 7 doigts, comme les photos ci-dessous l'illustrent.

Ces études montrent que nous possédant encore dans notre patrimoine génétique les informations caractéristiques de nos très lointains ancêtres. Mais des mutations génétiques, apparues au cours du temps, ont transformé nos caractéristiques morphologiques. 

Source : La Recherche, Décembre 2016