Les requins naviguent dans nos océans depuis des millions d’années (ils sont apparus avant les arbres). La Terre et ses habitants ont subi des transformations monumentales, mais les requins sont restés remarquablement constants, tant dans leur biologie que dans la forme de leur corps. Cette nature immuable a longtemps intrigué les scientifiques, mais un effort de recherche international novateur, réunissant des experts d’Allemagne, d’Australie, de Suède et des États-Unis, a dévoilé l’extraordinaire secret qui se cache derrière l’héritage durable du requin.
Dirigée et coordonnée par l’équipe de recherche sous la direction du professeur principal Manfred Schartl du département de biochimie du développement de l’université de Wurtzbourg, cette étude révolutionnaire, publiée cette semaine dans la prestigieuse revue Nature Communications, met en lumière la stabilité génétique des requins et ses implications considérables.
Pour ce projet scientifique, les chercheurs se sont aventurés sur la côte nord-est de l’Australie pour capturer des requins-chabots. Le requin-chabot ocellé (Hemiscyllium ocellatum) est une petite espèce de requin appartenant à la famille des Hemiscylliidae. Notamment connu sous le nom de « requin marcheur », ces créatures présentent un style de déplacement unique qui s’apparente à une marche sur le fond de l’océan, d’où leur nom.
On les trouve communément dans l’ouest de l’océan Pacifique, en particulier dans les eaux au large des côtes de l’Australie et de la Papouasie-Nouvelle-Guinée, où ils vivent dans des récifs coralliens peu profonds et sur des fonds marins sablonneux et rocheux. Ils sont principalement nocturnes, se nourrissant de petits invertébrés comme les crustacés et les petits poissons pendant la nuit et se retirant dans les crevasses et les terriers des récifs coralliens pendant la journée.
Une fois en Australie, l’équipe a établi une station d’élevage à l’Australian Regenerative Medicine Institute (ARMI) de l’université Monash. Un groupe de requins-chabots reproducteurs a été maintenu dans un système marin fermé à recirculation, obtenu à l’origine sous forme d’individus matures provenant de divers endroits du Queensland. Des échantillons de sang ont été prélevés et un couple reproducteur spécifique a été hébergé dans un bassin construit sur mesure, ce qui a permis de collecter des œufs dont la filiation était connue. Ces œufs ont été marqués, transférés dans des aquariums séparés et élevés jusqu’aux derniers stades d’éclosion avant d’être conservés pour l’extraction de l’ADN. L’équipe de recherche a d’abord construit un génome de référence de haute qualité, puis a méticuleusement séquencé les génomes complets des parents requins. Ce dispositif innovant a permis aux scientifiques, pour la première fois, d’évaluer génétiquement le taux de mutation au sein d’un arbre généalogique de requins.
Les résultats sont stupéfiants, avec un taux de mutation estimé à 7×10-10 par paire de base et par génération, le plus faible jamais enregistré chez les vertébrés. Ce taux de mutation est dix à vingt fois inférieur à celui observé chez les mammifères. À première vue, ce taux de mutation incroyablement bas peut sembler une bonne nouvelle, notamment en ce qui concerne les taux de cancer chez les requins. « Le faible taux de mutation pourrait jouer un rôle décisif à cet égard », explique M. Schartl. Cependant, cette stase génétique est à double tranchant. Les mutations jouent un rôle essentiel dans l’amélioration de la diversité génétique au sein des populations, ce qui permet de s’adapter à des environnements changeants et de faire progresser l’évolution. L’évolution à la vitesse de l’éclair des requins les expose au risque de devoir lutter contre les pressions écologiques telles que la surpêche et la perte d’habitat. Et c’est exactement ce qui se passe. Les populations de requins du monde entier sont confrontées à un grave déclin, et bon nombre des quelque 530 espèces connues sont aujourd’hui au bord de l’extinction. Les requins occupant une place cruciale dans les écosystèmes marins, leur protection et la préservation de leur diversité génétique deviennent primordiales.
Le faible taux de mutation observé chez les requins-chabots peut être attribué à différents facteurs. L’une des raisons possibles est leur nature poïkilothermique, caractéristique des animaux à sang froid ayant un faible taux métabolique. Cette caractéristique, combinée à une sélection purifiante efficace au sein d’une espèce dont la taille de la population est importante à long terme, permet d’éliminer les mutations légèrement nuisibles. Ce processus de sélection pourrait favoriser les gènes responsables de l’efficacité de la réparation de l’ADN, car les gènes assurant la stabilité du génome ont montré des signes de sélection positive chez les élasmobranchii (dont font partie les requins). « L’extrapolation de nos résultats à d’autres espèces de requins qui n’ont pas la stabilité de la taille de la population évidente chez le requin-chabot suggère qu’un faible taux de mutation similaire peut entraîner des effets négatifs à long terme de goulots d’étranglement de la population chez des espèces déjà menacées et surpêchées », déclarent les auteurs. « Notre étude fournit donc des preuves irréfutables de la nécessité de donner la priorité à la préservation de la diversité génétique restante des populations mondiales de requins. »
Article traduit de Forbes US – Auteure : Melissa Cristina Márquez
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