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Des scientifiques ont retracé l’origine évolutive des oreilles externes des humains jusqu’aux branchies d’anciens poissons grâce à une série d’expériences d’édition génétique.

Les oreilles externes des humains pourraient avoir évolué à partir des branchies des poissons préhistoriques, selon une nouvelle étude.

Des expériences d’édition génétique indiquent que le cartilage des branchies des poissons a migré vers le conduit auditif il y a des millions d’années, au cours de notre évolution . En remontant encore plus loin, nos oreilles externes pourraient trouver leurs racines évolutives chez d’anciens invertébrés marins, comme les limules , affirment les scientifiques.

Cette recherche jette un nouvel éclairage sur les origines mystérieuses de l’oreille externe, propre aux mammifères. « Lorsque nous avons lancé le projet, l’origine évolutive de l’oreille externe était une boîte noire complète », a déclaré dans un communiqué Gage Crump , co-auteur de l’étude et professeur de biologie des cellules souches et de médecine régénérative à l’Université de Californie du Sud .

Les chercheurs savaient déjà que nos oreilles moyennes – chacune située derrière le tympan et composée de trois petits os – provenaient des mâchoires d’anciens poissons. Cet exemple d’évolution transformant et réorientant des structures anatomiques « nous a amenés à nous demander si l’oreille externe cartilagineuse pouvait également provenir d’une structure ancestrale de poisson », a déclaré Crump.

Nos oreilles externes et celles des autres mammifères sont constituées d’un sous-type de cartilage appelé cartilage élastique. Ce cartilage est plus flexible que le cartilage hyalin et le fibrocartilage, présents respectivement dans le nez humain et dans les disques intervertébraux.

La clé pour relier l’origine des oreilles externes humaines aux poissons a été la découverte de la présence de cartilage élastique dans les branchies des poissons. « Lorsque nous avons commencé l’étude, il existait très peu de données sur l’existence du cartilage élastique en dehors des mammifères », a déclaré Crump.

Les chercheurs ont utilisé des colorations protéiques pour révéler que les branchies du poisson-zèbre ( Danio rerio ), du saumon atlantique ( Salmo salar ) et de trois autres espèces de poissons contiennent du cartilage élastique. Ces espèces sont toutes des poissons osseux modernes, ce qui suggère que le cartilage élastique est une caractéristique générale de ce groupe, selon l’étude publiée le 9 janvier dans la revue Nature .

Les scientifiques ont ensuite étudié le lien évolutif entre le cartilage élastique des branchies des poissons et celui des oreilles externes des mammifères. Le cartilage élastique se conserve mal dans les fossiles ; les chercheurs ont donc utilisé des indices moléculaires. Ils ont recherché des éléments de contrôle génétique appelés « amplificateurs » – de courtes séquences d’ADN capables d’activer les gènes associés lorsqu’elles sont liées à des protéines spécifiques.

Les activateurs génétiques étant hautement spécifiques aux tissus, les chercheurs peuvent facilement détecter où ils sont actifs. Pour vérifier si l’activité des activateurs – et donc la régulation des gènes – est similaire dans les branchies des poissons et dans l’oreille externe humaine, Crump et ses collègues ont inséré des activateurs d’oreille externe humaine dans des génomes de poissons-zèbres.

L’expérience a déclenché une activité dans les branchies du poisson-zèbre, suggérant un lien ancestral entre les gènes des oreilles externes humaines et ceux des branchies des poissons. Les chercheurs ont ensuite mené l’expérience inverse : ils ont inséré des activateurs associés aux branchies du poisson-zèbre dans le génome de souris et ont détecté une activité dans les oreilles externes des souris.

Grâce à une autre série d’expériences sur des têtards et des anolis verts ( Anolis carolinensis ), l’équipe a montré que les amphibiens et les reptiles avaient également hérité leurs branchies et leurs oreilles des poissons. Chez les lézards, l’activité amplificatrice se situait dans le conduit auditif, ce qui suggère que le cartilage élastique avait commencé à migrer des branchies vers l’oreille externe dès l’apparition des reptiles sur Terre, il y a environ 315 millions d’années.

« Nos résultats suggèrent que des éléments d’un programme ancestral de développement des branchies ont été réutilisés plusieurs fois au cours de l’évolution des vertébrés pour générer diverses structures de branchies et d’oreilles », ont écrit les chercheurs dans l’étude.

Finalement, l’équipe a découvert un activateur dans les cellules de limules qui déclenchait l’activité des branchies du poisson-zèbre. Les limules sont des « fossiles vivants » apparus il y a environ 400 millions d’années, et cette découverte suggère que nos oreilles externes pourraient avoir des racines évolutives bien plus profondes qu’on ne le pensait.

Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour confirmer la profondeur à laquelle s’étendent ces racines, « ce travail ouvre un nouveau chapitre dans l’évolution de l’oreille des mammifères », a déclaré Crump.

Adaptation Terra Porjects
Source : https://www.livescience.com/

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