[daniel]

Bonjour tout le monde !

Souvent, quand je me sens plus matérialiste, je dis que l'existence de ce que l'on appelle la conscience est dû à l'évolution de la sensibilité et l'interaction avec l'environnement ... et bien l'article que je mets ci-dessous va dans ce sens-là !

Le mouvement des vagues est-il à l’origine du tube digestif ?
Le tube digestif est le premier organe apparu chez les animaux, il y a plus de 700 millions d’années. Il s’est peut-être formé sous l’impulsion d’un signal mécanique : le va-et-vient des vaguelettes de l’environnement marin dans lequel ces organismes évoluaient.

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Dans une expérience où une stimulation hydrodynamique mimant des vaguelettes en bord de mer est appliquée à des embryons de deux espèces marines, les chercheurs ont constaté la formation d’un tube et d’une poche gastriques primaires. Le signal à l’origine de la formation du tube digestif serait de nature environnementale et, plus précisément, mécanique.

Dans l’histoire évolutive des animaux, l’apparition du tube digestif a été un événement décisif qui a permis l’émergence des organismes multicellulaires, aussi nommés « métazoaires ». En améliorant l’assimilation des nutriments, cet organe a offert un avantage indéniable pour la survie. C’est d’ailleurs le premier organe à s’être formé chez les métazoaires, il y a plus de 700 millions d’années. Mais comment est-il apparu ?

Aujourd’hui, le tube digestif se forme au tout début du développement embryonnaire. Cependant, les signaux biochimiques qui déclenchent le processus varient beaucoup d’une espèce à l’autre, ce qui n’offre aucun indice clair sur le mécanisme de formation du tube digestif chez leur ancêtre commun il y a 700 millions d’années. Ngoc Minh Nguyen, Tatiana Merle et leurs collègues de l’institut Curie viennent de montrer que ce signal ancestral pourrait avoir été non pas biochimique et interne mais mécanique et environnemental !

Les chercheurs se sont intéressés à deux espèces marines : un métazoaire, l’anémone de mer (Nematostella vectensis), et un choanoflagellé (Choanoeca flexa), un organisme formé d’une colonie de cellules et considéré comme un proche parent des métazoaires. Leur ancêtre commun date d’au moins 700 millions d’années. « Nous avons observé la formation d’un tube digestif embryonnaire, ou primitif, chez ces deux espèces en les soumettant à un flux d’eau imitant le va-et-vient des vaguelettes en bord de mer », explique Emmanuel Farge, qui a dirigé ces recherches.

Dans des précédents travaux sur la drosophile et le poisson-zèbre – dont l’ancêtre commun est plus récent, environ 570 millions d’années –, la même équipe avait montré qu’une contrainte mécanique interne stimule la formation du mésoderme, le tissu embryonnaire destiné à former la plupart des organes internes des animaux complexes actuels. « Nous nous sommes alors posé la question de savoir si le tube digestif primitif des tout premiers métazoaires a été, de même, induit par une contrainte mécanique », retrace Emmanuel Farge. Cependant, ces organismes relativement simples n’étaient probablement pas soumis à des contraintes mécaniques internes. Mais la stimulation mécanique aurait pu être externe, exercée par le milieu marin où vivaient ces animaux primitifs.

Afin de tester cette hypothèse, l’équipe a placé des embryons d’anémones de mer et de choanoflagellés dans un flux hydrodynamique mimant la contrainte exercée par des vaguelettes. Alors que la gastrulation (le processus d’invagination de cellules embryonnaires primitives de l’endomésoderme, qui conduit à la formation du tube digestif) se produit près de 21 heures après la fécondation chez les anémones de mer en l’absence de signal mécanique, des embryons stimulés mécaniquement montrent déjà cette invagination après 18 heures. Chez les choanoflagellés, qui sont formés d’une couche ouverte de cellules portant des flagelles sur leur face interne, la stimulation mécanique induit une inversion de courbure, positionnant les flagelles vers la face externe. « Cela peut aller jusqu’à la formation d’une structure en tuyau refermée sur elle-même, qui, à la manière d’un tube digestif, capture ses proies unicellulaires et améliore ainsi la capacité à se nourrir de l’organisme », pointe Emmanuel Farge. L’équipe est allée plus loin et a montré que cette invagination ou cette inversion de courbure sont dépendantes chez les deux espèces de l’activité de la myosine, une protéine qui joue un rôle dans la motilité des cellules (la capacité à se déplacer ou se déformer). Ce mécanisme est probablement présent depuis plus de 700 millions d’années.

Chez l’anémone de mer, la gastrulation induite mécaniquement est suivie de la modification biochimique d’une protéine, la β-caténine, qui déclenche le programme cellulaire de différenciation du tube digestif. Une voie de signalisation mécanosensible que l’on retrouve aussi chez la drosophile et le poisson-zèbre et qui remonterait probablement à l’ancêtre commun des trois espèces. « Cette induction mécanique de la formation du tube digestif a probablement été doublée et stabilisée au cours de l’évolution par des signaux biochimiques. Cependant, les sollicitations mécaniques, qui sont internes chez les espèces animales actuelles, semblent toujours soutenir les signaux biochimiques en déclenchant ou en maintenant l’expression de gènes spécifiques de l’endomésoderme », précise Emmanuel Farge.

L’équipe a mis en évidence des mécanismes similaires dans la progression tumorale du cancer du côlon chez la souris : en proliférant, les cellules tumorales compriment mécaniquement leurs voisines saines et induisent chez elles, par la même voie de la β-caténine, une transformation tumorale. Les chercheurs veulent maintenant examiner si cette propriété mécanique ancestrale se retrouve aussi réactivée de façon pathologique dans la progression tumorale dans d’autres organes, car tous les organes actuels dérivent de l’endomésoderme d’il y a 700 millions d’années.