Le Monde - 02.10.2019

ACTUALITÉ LE MONDE·SCIENCE & MÉDECINE MERCREDI 2 OCTOBRE 2019 | 3

Le retour à l’eau des cétacés : la voie de l’ADN

ÉVOLUTION - L’analyse de gènes inactivés chez les baleines, dauphins et marsouins éclaire les mécanismes qui ont facilité le retour à la vie aquatique de leurs ancêtres quadrupèdes

C

e fut un épisode marquant de l’histoire de l’évolution. Un événement qui vit, voici 52 millions d’années, à l’épo que de l’éocène, des cétacés pri mitifs abandonner la terre ferme au profit de la vie aquatique. Quels changements anatomi ques, physiologiques ou compor tementaux leur ontils permis de retourner dans cet habitat liquide, dont sont issus les ancêtres de toutes les créatures terrestres? Quelles furent les étapes? En comparant les génomes de 62 espèces de mammifères ac tuels, une équipe germanoaméri caine affirme avoir réussi à trou ver des indices. Matthias Huels mann, du MaxPlanck Institute of Molecular Cell Biology and Gene tics à Dresde (Allemagne), et ses collègues ont découvert que les baleines, dauphins et autres ca chalots modernes ont tous hérité, au niveau de leur ADN, d’un même ensemble de 85 gènes inac tifs. Ils affirment, dans la revue Science Advances, non seulement que ces mutations étaient proba blement déjà présentes chez leur ancêtre commun, mais égale ment qu’elles pourraient expli quer certaines de leurs capacités de survie en milieu océanique!

Une part de mystère Les cétacés ont longtemps eu leur part de mystère. « C’est seulement entre 1996 et 2010 que des études ADN impliquant certains des auteurs de cette nouvelle publica tion ont établi leur fort lien de parenté avec les hippopotames », rappelle Fabrice Lihoreau, paléon tologue à l’université de Montpel lier et codécouvreur, au Kenya, de l’Epirigenys, l’un des fossiles d’âge intermédiaire qui a permis de confirmer cette théorie. Officiellement, l’histoire de ces artiodactyles débute, il y a 52 mil lions d’années, sur le sousconti nent indien, avec un curieux qua drupède aux allures de loup : le Pakicetus. Ce dernier est remplacé, au bout de cinq millions d’années, par un habile nageur encore doté de pattes arrière qui, traversant l’océan, va rallier l’Afrique puis, de là, l’Amérique du Sud : le protocé tidé. D’autres animaux, comme l’imposant basilosaure, suivront avant que, voici 37 millions d’an nées, les deux groupes actuels de

cétacés apparaissent : les mysticè tes (équipés de fanons et auxquels appartiennent les baleines) et les ondotocètes (à dents et qui regrou pent notamment les cachalots, les dauphins et les marsouins). Disparition des pattes posté rieures, allongement du corps, épaississement de la peau, perte partielle de l’odorat... De multi ples transformations anatomi ques et physiologiques sont inter venues entretemps. Celles dont les traces sont visibles dans les fossiles n’ont toutefois pas permis de préciser la recette employée par les cétacés pour effectuer ce retour à la mer. D’où l’intérêt des travaux de Mat thias Huelsmann et de ses confrè res. Ces biologistes ont commencé par rechercher dans les génomes de 62 espèces de mammifères terrestres et marins actuels des gènes qui, rendus inactifs, avaient cessé de produire leurs protéines. Puis, ils ont répertorié, parmi ces 256 mutants, les 85 qui étaient uniquement présents dans l’ADN des cétacés. Avant enfin d’essayer de comprendre à quelles fonc tions ces derniers étaient initiale ment attachés. Le résultat? Il est riche en pers pectives, en permettant d’imagi ner quels furent, voici 37 millions d’années, les caractères de l’ani mal à l’origine des baleines, cacha lots, dauphins, orques et autres marsouins. Il montre aussi que, si cette perte de gènes a souvent été sans conséquence, elle a pu parfois favoriser l’adaptation. Ainsi, les chercheurs ont constaté la présence de plusieurs muta tions avantageuses liées aux acti vités de plongée. Certaines ont li mité chez les cétacés les risques de thrombose. D’autres ont doté leurs poumons d’une capacité à se recroqueviller. Une astuce em ployée par ces mammifères pour réduire leur flottabilité tout en évitant les blessures provoquées par les brusques changements de pression encaissés au moment des remontées. Autre découverte : le sommeil. Chez les baleines, dau phins et cachalots, ce dernier ne touche jamais les deux hémisphè res cérébraux afin de garantir le maintien de l’activité de nage et de retour à la surface nécessaire à la thermorégulation et à la respira tion. En observant l’inactivation

des gènes associés à la synthèse de la mélatonine, l’hormone chargée, chez l’homme, de la régulation du rythme circadien, l’équipe pro pose une nouvelle piste pour ex pliquer ce phénomène. Enfin, ces biologistes présentent au moins un exemple de gène rendu inopé rant en raison de sa probable inuti lité dans cet environnement aqueux : celui impliqué dans la production salivaire.

Une étude inédite « Cette étude est la première à dé montrer de façon convaincante comment l’inactivation de cer tains gènes a contribué, au cours de la sélection naturelle, à l’adap

tation des cétacés au milieu aqua tique », indique Frédéric Delsuc, directeur de recherche CNRS à l’Institut des sciences de l’évolu tion de Montpellier (ISEM). « C’est un progrès important, estime de son côté Fabrice Lihoreau. La méthode employée permet d’accé der à des caractéristiques physio logiques de l’ancêtre des mysticè tes et des ondotocètes. C’est inédit. Il serait néanmoins intéressant qu’elle puisse aussi apporter des informations d’ordre anatomique de façon à pouvoir confronter ses résultats aux observations réali sées sur les fossiles. Espérons que cela soit un jour possible. » vahé ter minassian

Quelques cétacés descendant de mammifères quadrupèdes qui vivaient sur la terre ferme il y a 52 millions d’années. CARL BUELL, @JOHN GATESY

L’exoplanète qui ne devait pas exister

ASTRONOMIE - La géante gazeuse GJ 3512 b s’est formée de manière atypique

E

n un quart de siècle, plus de 4 100 planètes extrasolai res ont été répertoriées. A la découverte d’une nouvelle exo planète, on est désormais plus proche du sentiment de banalisa tion que de l’enthousiasme des débuts. Cependant, certains as tres, par leurs particularités, exci tent encore la curiosité des cher cheurs et des grandes revues scientifiques. GJ 3512 b est de ceuxlà, et Science lui consacre quelques pages dans son numéro du 27 septembre. Découverte grâce à l’instru ment Carmenes, exploité par un consortium de onze centres de recherche espagnols et alle mands, GJ 3512 b intrigue parce que, si l’on s’en tient aux modèles classiques de formation des pla nètes géantes gazeuses, cette exo planète, dont la masse en fait l’équivalent d’une demiJupiter, ne devrait tout simplement pas

exister. Astronome à l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (CNRS/université Grenoble Alpes), Xavier Delfosse pose ainsi les bases de ce para doxe : « Ces modèles prévoient une formation en deux temps. On a d’abord une agglomération de particules solides, des glaces et des roches, cellesci étant au début mi nuscules puis de plus en plus gros ses. Quand ce noyau atteint cinq à dix fois la masse de la Terre, sa gra vité devient suffisante pour attirer et conserver d’immenses quanti tés du gaz présent autour de lui. » Ce dans un processus de type « boule de neige ». C’est ainsi que, dans notre Système solaire, Jupi ter a pu atteindre une masse plus de trois cents fois supérieure à celle de notre planète. L’ennui, avec GJ 3512 b, vient du fait qu’elle tourne autour d’une étoile minuscule, une naine rouge située à une trentaine d’années

lumière de nous et dont la masse équivaut seulement à 12 % de celle du Soleil. Lorsqu’elle naît, une étoile si légère ne dispose pas d’un environnement permettant la constitution progressive d’un gros noyau planétaire. Les auteurs de l’étude de Science reconnais sent d’ailleurs avoir testé en vain plusieurs scénarios fondés sur ce processus d’accrétion.

« Une instabilité » Pourtant, cette exoplanète géante est bel et bien là, et elle n’y est pas arrivée par magie. Les astrono mes sont donc obligés d’admettre qu’« une fraction des planètes géantes se forment autrement que par le phénomène d’accrétion de cœur », en déduit Xavier Delfosse. Le scénario alternatif qui s’écrit fait abstraction de la phase de construction du noyau. Il imagine que, dans le disque de gaz et de poussières qui entoure la jeune

étoile et à partir duquel naissent ses compagnons planétaires, se développe « une instabilité, pour suit l’astronome grenoblois. Un bloc de densité se crée, une “surgra vité” qui va provoquer un effondre ment du disque protoplanétaire sur luimême –, un mécanisme analogue à celui d’une étoile qui se forme. Avec ce type de processus, on peut très vite récupérer beau coup de matière et de gaz. » Si l’on suit ce modèle, qui a déjà été évoqué pour expliquer l’exis tence de superplanètes, des monstres équivalant à cinq voire dix Jupiter, GJ 3512 b devrait donc être une exoplanète sans cœur solide, dotée d’une composition proche de celle de son étoile. Ce que l’on ne peut malheureuse ment pas vérifier pour l’instant, la technique utilisée pour la détec ter ne permettant pas de connaî tre sa densité. pierre barthélémy

E N D O C R I N O L O G I E La perte de poids, traitement efficace du diabète C’est bien connu, un régime alimentaire strict, entraînant une perte de poids impor tante, permet d’induire une rémission d’un diabète de type 2. Mais qu’en estil avec des mesures moins draconiennes, et une perte de poids plus modeste? Des chercheurs de l’université de Cambridge (RoyaumeUni) ont suivi une cohorte de 867 personnes de 40 à 69 ans avec un diabète non insulino dépendant récemment diagnostiqué. Avec un recul de cinq ans, 30 % d’entre elles étaient en rémission. Le taux de rémission était deux fois supérieur chez les individus ayant perdu 10 % ou plus de leur poids que chez ceux dont le poids était resté constant. > DambhaMiller et al., « Diabetic Medicine », 30 septembre

M É D E C I N E Les cas d’hépatite B aiguë reculent en France Le nombre de cas déclarés d’hépatite B aiguë est passé de 185 en 2006 à 59 en 2018 en France, selon les données de Santé publique France publiées dans le Bulletin épidémiolo gique hebdomadaire (BEH) du 24 septembre. Entre 2003 et 2018, le total des cas s’élève à 1 788, dont 72 % retrouvés chez des hommes. Une infection lors d’une relation sexuelle et un séjour en zone d’endémie du virus étaient les principales sources de risque, mais près de 40 % de ces patients n’avaient pas déclaré y avoir été exposés. Pour les auteurs de l’article du BEH, la baisse d’inci dence de l’hépatite B aiguë est probable ment en lien avec les stratégies vaccinales. Ces chiffres sont à prendre avec précaution, le taux d’exhaustivité des déclarations par les cliniciens (pourtant obligatoires pour l’hépatite B) restant faible : 27 % en 2016.

I N F E C T I O L O G I E Six cas autochtones de dengue en région PACA Cinq cas autochtones de dengue, une infection virale transmise par le moustique tigre, ont été identifiés dans le même quar tier de Vallauris (AlpesMaritimes), a indiqué l’Agence régionale de santé de Provence AlpesCôte d’Azur (ARS PACA) le 27 septem bre. Quatre jours plus tôt, un cas datant

de juillet était signalé à CaluireetCuire, au nord de Lyon. Un cas autochtone corres pond à une personne qui a contracté la maladie sur le territoire national et n’a pas voyagé en zone contaminée dans les quinze jours précédant l’apparition des symptômes. Le foyer de dengue à Vallauris a été repéré grâce à une enquête de l’ARS PACA et Santé publique France, après un premier cas autochtone signalé le 18 septembre. Outre une surveillance épidémiologique renforcée, des mesures de démoustication ont été réa lisées à plusieurs reprises dans ce quartier, pour éliminer les gîtes et les moustiques tigres adultes. (PHOTO : YURI CORTEZ/AFP)

2 000 C’est le nombre d’atomes de la plus grosse molécule ayant un comportement quantique. C’est-à-dire qu’un faisceau de cette molécule s’est comporté comme un faisceau d’électrons ou de lumière en passant à travers deux fentes : à la sortie, on ne retrouvait pas un nuage de points désordonnés, mais des franges d’interfé- rence régulières, preuve du caractère ondula- toire du faisceau. « Creux » et « bosses » des deux vagues se sont combinés. La molécule contient plus de 40 000 éléments – protons, neutrons et électrons – et est faite de carbone, de fluor, de soufre et de zinc. Ce record en appelle d’autres, selon l’équipe des universités de Vienne et de Bâle qui l’a publié, le 23 septembre, dans Nature Physics. Il permet de tester les limites entre les mondes classique et quantique et de contraindre les théories expliquant le passage toujours mystérieux entre les deux.

T É L E S C O P E

Le Monde - 02.10.2019

Get our desktop app

Company

Features

Documentation

Resources