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13 octobre 2015 2 13 /10 /octobre /2015 07:57

Dossier Pour la Science N 86 – Janvier – Mars 2015

Pour quelques gènes de différence

Katherine POLLARD

 

La comparaison du génome humain à celui du chimpanzé, et d'autres grands singes, a révélé des détails des histoires évolutives de ces espèces. Le ''propre de l'homme'' est de plus en plus difficile à cerner.

Sur les trois milliards de lettres le composant l'homme et le chimpanzé ont 99 % de leur ADN en commun. Dans cette infime différence se cache la clé de ce qui distingue les humains et les chimpanzés. Les recherches furent conduites sur les fragments qui changèrent sur la lignée menant à l'homme alors qu'ils furent conservés chez les autres espèces, ciblant une section d'ADN de 118 bases appelée HAR1 (Humain accelerated region 1) où fut découvert une région particulièrement modifiée chez l'homme et pouvant participer à une fonction nouvelle dans un gène exprimé au niveau du cerveau.

Cerveaux humain et chimpanzé différent par la taille, l’organisation et la complexité, les mécanismes de l'évolution et du développement responsables de ces variations sont mal connus. HAR1 pouvait apporter des éléments de réponse. Jusqu'à l'apparition de l'homme HAR1 évolua lentement, elle est restée ''gelée'' pendant des centaines de millions d'années. Un marquage moléculaire fluorescent permit de montrer que HAR1 est actif dans un type de neurones participant à l'organisation du cortex cérébral. Un dysfonctionnement de ces neurones peut engendrer une maladie congénitale souvent fatale, nommée lissencéphalie. Des anomalies de ces neurones sont aussi liées à l'apparition de la schizophrénie chez l'adulte. Elle est donc active au bon moment et au bon endroit pour participer à la formation d'un cortex sain. En fait la région HAR1 humaine consiste en deux gènes qui se chevauchent. Séquences commune conduisant à une nouvelle structure d'ARN s'ajoutant aux classes déjà connues codant des ARN. Ces groupes, plus d'une dizaine identifiée aujourd'hui, contiennent plus de 1000 familles différentes de gènes codeurs d'ARN. HAR1 fut le premier exemple d'une séquences codeuse semblant avoir été soumise à une sélection permettant aux individus la portant de mieux survivre et de se reproduire.

Comparer des génomes d'espèces différentes révéla pourquoi humains et chimpanzés peuvent autant différer avec des ADN si proches. Une différence réduite dans une zone précise produit de grandes différences. Le secret réside en des modifications rapides entraînant des différences importantes dans le fonctionnement d'un organisme. La séquence HAR1 serait une de ces zones, avec le gène FOXP2 qui interviendrait dans la formation des structures cérébrales permettant la parole. Des personnes portant des mutations dans ce gène sont incapables de produire certains mouvements rapides du visage nécessaires à la parole. Ce gène a été extrait d'un fossile néandertalien, prouvant que cette espèce éteinte portait la version moderne du gène qui aurait pu lui permettre d'articuler comme le fait l'homo sapiens. Elle remonterait à, au moins, 500 000 ans.

La plupart des différences entre langage humain et communication vocale chez d'autres espèces résultent des capacités cognitives liées notamment à la taille du cerveau. Le volume de celui-ci a triplé depuis l'ancêtre commun de l'homme et du chimpanzé.

201 HAR ont été mises en évidence, des modifications dans ces régions ont pu changer profondément le cerveau humain en influant sur l'activité de réseaux de gènes mais aussi modifier d'autres parties du corps. Nos ancêtres ont ainsi connu des évolutions comportementales et physiologiques qui leur permirent de s'adapter et de coloniser de nouveaux environnements. La conquête du feu il y a plus d'un million d'années et la révolution agricole il y a environ 10 000 ans ont facilité l'utilisation d'aliments riches en amidon amenant d'autres modifications génétiques pour assimiler ces nutriments. Les infections rencontrées au fil du temps ont elles aussi laissé des traces, l'ADN humain est parsemé de copies de génomes rétroviraux provenant de virus ayant causé des maladies il y a des millions d'années mais disparus désormais. Les ''cicatrices'' de ces anciennes infections sont aussi visibles dans les gènes du système immunitaire de l'hôte. Pourtant un changement intervenu chez nos ancêtres directs pour vaincre un virus peuvent nous affaiblir contre un autre, le VIH engendre le SIDA chez nous, pas chez les autres primates. L'évolution fait un pas en avant, deux en arrière, valse hésitation dont nous sommes le résultat.

 

1 % de différence semble donc peu mais son action intervient aussi dans son environnement, sur les gènes qui l'entourent, augmentant d'autant ses effets. Il y a beaucoup encore à découvrir et à comprendre.

 

Encore faut-il ne pas oublier que cette différente n'induit pas une supériorité, contrairement à ce que certains sapiens s'imaginent. Avec ceux-là j'espère avoir plus de 1 % de différence.

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Publié par Lee Rony - dans J'ai lu Science
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Chenzen, le seul 14/10/2015 21:29

Bonjour Lee.
Cette présentation est passionnante et instructive. En fait, ce n'est pas tant la quantité de gènes possiblement différents qui font que nous sommes Hommes, et le chimpanzé, chimpanzé. Seul ce que peut induire une mutation par rapport à l'environnement, même minime, a fait la différence. Le chimpanzé ne chasse pas (en tout cas pas tous), il n'a de ce fait pas besoin d'un langage articulé possédant consommes et voyelles. Le langage articulé est avant tout un langage de la chasse, de la stratégie de la chasse en groupe, ce que ne font pas les grands singes. D'une part, parce que ces derniers sont quasiment essentiellement frugivores, ou, pour les chimpanzés, ne mangent que des petits mammifères ; ils ne pratiquent pas la chasse à l'épuisement.... sauf pour les termites !
Le jour où les chimpanzés organiseront des chasses en groupe, le langage leur sera essentiel ; peut-être hériteront-ils à leur tour de FOXP2, ou d'un gène similaire - l'Evolution a le grand chic de la nouveauté et de la surprise.
Cela me ramène aux films "La planète des singes" dans lesquels nous voyons nos cousins velus bavarder comme au troquet du coin ; encore eut-ils fallu que l'Evolution les dota du gène du langage, ce qui ne se fait pas en quelques années mais en plusieurs millions d'années. Idem en ce qui concerne la bipédie, car cette posture modifie entièrement l'ossature et la morphologie (les espèces humaines primitives le démontrent), et, pour terminer, la domestication des chevaux ! Car là aussi, c'est une prise de conscience de plus de 6 millions d'années et spécifiquement lié à la guerre de mouvement (Genghis Khan).
Il y a donc les réalités scientifiques, comme l'est ta présentation, et à l'autre extrémité, les chimères du cinéma qui épatent "les moins humains de nous" ! Il est cependant possible que les générations futures assistent à l'émergence d'une nouvelle espèce d'hominidés un jour ; soit par une mutation radicale de la notre, soit par l'évolution d'un groupe de chimpanzé. C'est, de toutes façons, ce qui s'est déjà produit quatorze fois.

Lee Rony 18/10/2015 18:53

Ce qui est arrivé ne peut que se reproduire. L'évolution et le temps s'amusent à produire des ''enfants'' différents, espérant, peut-être, qu'il y en ait un de meilleur que les autres. J'imagine les chimpanzés, une fois l'espère ''humaine'' disparue, s'emparer des ruines de celle-ci. Ainsi la nature reprendrait ses droits, lasse de créations inutiles.

Chenzen, le seul 14/10/2015 21:26

Bonjour Lee.
Cette présentation est passionnante et instructive. En fait, ce n'est pas tant la quantité de gènes possiblement différents qui font que nous sommes Hommes, et le chimpanzé, chimpanzé. Seul ce que peut induire une mutation par rapport à l'environnement, même minime, a fait la différence. Le chimpanzé ne chasse pas (en tout cas pas tous), il n'a de ce fait pas besoin d'un langage articulé possédant consommes et voyelles. Le langage articulé est avant tout un langage de la chasse, de la stratégie de la chasse en groupe, ce que ne font pas les grands singes. D'une part, parce que ces derniers sont quasiment essentiellement frugivores, ou, pour les chimpanzés, ne mangent que des petits mammifères ; ils ne pratiquent pas la chasse à l'épuisement.... sauf pour les termites !
Le jour où les chimpanzés organiseront des chasses en groupe, le langage leur sera essentiel ; peut-être hériteront-ils à leur tour de FOXP2, ou d'un gène similaire - l'Evolution a le grand chic de la nouveauté et de la surprise.
Cela me ramène aux films "La planète des singes" dans lesquels nous voyons nos cousins velus bavarder comme au troquet du coin ; encore eut-ils fallu que l'Evolution les dota du gène du langage, ce qui ne se fait pas en quelques années mais en plusieurs millions d'années. Idem en ce qui concerne la bipédie, car cette posture modifie entièrement l'ossature et la morphologie (les espèces humaines primitives le démontrent), et, pour terminer, la domestication des chevaux ! Car là aussi, c'est une prise de conscience de plus de 6 millions d'années et spécifiquement lié à la guerre de mouvement (Genghis Khan).
Il y a donc les réalités scientifiques, comme l'est ta présentation, et à l'autre extrémité, les chimères du cinéma qui épatent "les moins humains de nous" ! Il est cependant possible que les générations futures assistent à l'émergence d'une nouvelle espèce d'hominidés un jour ; soit par une mutation radicale de la notre, soit par l'évolution d'un groupe de chimpanzé. C'est, de toutes façons, ce qui s'est déjà produit quatorze fois.

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