Le poisson primitif a la plus grande composition génétique de tous les animaux.
Le génome du poumon-lungfish sud-américain, composé de plus de 90 milliards de paires de bases, est le plus grand connu chez les animaux. Une équipe internationale dirigée par le biologiste évolutif Axel Meyer de l'Université de Constance et le biochimiste Manfred Schartl de l'Université de Wurtzbourg a déchiffré ce plus grand génome connu : le matériel génétique du poumon-lungfish sud-américain (Lepidosiren paradoxa). "Les données aideront à comprendre comment l'ancêtre des tétrapodes actuels a conquis la terre", a-t-on déclaré dans un communiqué de presse annonçant la publication des résultats de l'étude dans la revue "Nature".
Les poumons-lungfish sont considérés comme les parents les plus proches des animaux qui se sont hissés sur terre avec des nageoires puissantes il y a environ 400 millions d'années et ont pu y survivre grâce à leurs poumons. Tous les tétrapodes actuels, y compris les humains, les autres mammifères, les amphibiens, les reptiles et les oiseaux, remontent à eux. On dit qu'il existe aujourd'hui trois lignées de poumons-lungfish : une en Afrique, une en Australie et une en Amérique du Sud, qui se trouve notamment dans le bassin amazonien.
Apparence similaire à celle de leurs ancêtres
Les chercheurs espèrent obtenir des informations sur les origines et l'évolution de ces animaux inhabituels à partir de l'analyse du génome. "L'évolution semble les avoir oubliés", écrivent les chercheurs. En effet, ces anciens "fossiles vivants" ont toujours l'apparence de leurs ancêtres de la période dévonienne tardive il y a environ 400 millions d'années. En comparant les séquences de génome, il est possible de démontrer, par exemple, le lien entre les rayons de nageoires des poissons osseux et les doigts des tétrapodes.
On savait déjà que les genomes des poumons-lungfish sont immenses, mais l'étude montre à quel point ils peuvent l'être : le génome du poumon-lungfish sud-américain est composé de plus de 90 milliards de paires de bases, selon le groupe. Il est ainsi 30 fois plus grand que le génome humain et plus de deux fois plus grand que celui du précédent détenteur du record, le poumon-lungfish australien (Neoceratodus forsteri). "18 des 19 chromosomes du poumon-lungfish sud-américain sont chacun plus grands que l'ensemble du génome humain", indique un communiqué de presse sur l'étude, citant Schartl.
Cela est dû aux transposons autonomes. Ces segments d'ADN "se répliquent" puis changent de position dans le génome. Ils représentent plus de 90 % du génome du poumon-lungfish. Le taux d'expansion du représentant sud-américain est ainsi de loin le plus rapide connu : tous les dix millions d'années, son génome a augmenté de la taille de l'ensemble du génome humain.
Pourtant, le génome du poumon-lungfish est étonnamment stable. Ainsi, l'équipe de recherche a pu reconstruire l'architecture originale de l'ensemble de chromosomes du premier tétrapode à partir des séquences des espèces de poumons-lungfish encore vivantes, comme elle l'a annoncé elle-même.
De plus, les génomes de différents poumons-lungfish peuvent être comparés pour tirer des conclusions sur le fait de savoir si les différences entre les spécimens actuels sont dues à des causes génétiques. Par exemple, le poumon-lungfish australien avait encore des nageoires en forme de membres avec lesquelles ses ancêtres pouvaient autrefois se déplacer sur terre. En revanche, chez les poumons-lungfish africains et sud-américains actuels, ces nageoires, qui avaient une structure osseuse similaire à celle des bras et des jambes humains, ont régressé en nageoires filiformes au cours des
