Non, une «veille» mitochondriale n'est pas la première femelle d'une espèce

Récemment, des chercheurs ont fait des vagues en annonçant qu'ils avaient trouvé la mère de tous les cachalots: c'est-à-dire la femelle dont tous les cachalots modernes sont issus. «Les cachalots ont une« veille »», a fait la une des journaux, capitalisant sur l'idée biblique de la «première femme». L'idée d'une «veille» mitochondriale n'est pas nouvelle; les chercheurs l'utilisent souvent pour désigner le premier ancêtre génétique féminin d'une espèce. Le problème est que la plupart des gens ne comprennent pas exactement ce que signifie le terme, pensant qu'il s'agit de la toute première femelle d'une espèce.

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En fait, le cachalot «Eve» est apparu bien plus tard que le premier cachalot. En examinant 1 600 cachalots à travers le monde, les chercheurs ont supposé que cette magnifique matriarche était née il y a 10 000 à 80 000 ans. Pendant ce temps, les archives fossiles de cachalots les remonte des millions d'années.

"Nous ne disons pas qu'il n'y avait qu'une seule femme nageant autour de l'océan à ce moment-là et que tous ces cachalots ont surgi d'elle", a déclaré Alana Alexander, chercheuse postdoctorale au Biodiversity Institute de l'Université du Kansas. étudier, dit Smithsonian.com. Au lieu de cela, cette soi-disant Eve "était l'une des nombreuses femmes, mais elle s'est avérée être la seule à avoir transmis l'ADN mitochondrial de manière ininterrompue d'une femme à l'autre."

Pour ceux qui sont nouveaux dans le débat: une «veille mitochondriale» fait référence à l'ADN mitochondrial, le code génétique unique qui est transmis de femme à femme. L'ADN mitochondrial, responsable du métabolisme énergétique, est isolé du reste de notre ADN, isolé dans son propre contenant. Les chercheurs pensent qu’à un moment donné au début de notre évolution, l’organisme monocellulaire qui est notre plus vieil ancêtre a englouti une autre bactérie et que, finalement, les deux organismes ont développé lentement une relation symbiotique qui perdure encore. Cette bactérie est devenue la première mitochondrie.

Si vous voulez revenir à la veille biologique, vous devez rechercher l’ancêtre de nos mitochondries, explique Roger Bull, assistant de recherche principal au laboratoire de la biodiversité moléculaire du Musée canadien de la nature. «Si jamais un organisme devait être considéré comme la veille mitochondriale, c'est cette petite cellule simple sans prétention qui a englouti une cellule unique plus petite pour former une équipe biologique imbattable: l'ancêtre des dinosaures, des arbres, des papillons, (même) de Donald Trump, Dit Bull dans un email.

Dans presque tous les organismes multicellulaires, l'ADN mitochondrial est transmis de génération en génération par la lignée matrilinéaire. Ce fait est extrêmement utile pour les chercheurs, qui peuvent utiliser ces biomarqueurs d’ADN pour retracer l’histoire matrilinéaire d’une espèce. Si vous êtes une femme, c’est bien aussi pour vous: cela signifie que la mitochondrie de chaque cellule de votre corps peut être retrouvée dans l’arrière-grand-grand-grand-comme vous êtes. Hélas, bien que les mères transmettent également leur ADN mitochondrial aux hommes, ces fils ne peuvent pas transmettre cet ADN à leurs propres enfants.

Dans les années 1980, lorsque le concept d’une Ève mitochondriale a commencé à proliférer dans les médias populaires, il a immédiatement provoqué un certain tiraillement chez les chercheurs. "L'utilisation de ce terme était une interprétation erronée, étant donné que la recherche portait sur le plus récent ancêtre commun mitochondrial de tous les êtres humains vivants ... pas sur la première femme humaine de tous les temps", déclare Bull.

En réalité, une veille mitochondriale n'est pas la première femelle d'une espèce, mais simplement la femelle la plus récente à partir de laquelle tous les animaux vivants d'une espèce peuvent retracer leur ascendance. Pensez à elle comme au sommet d'une pyramide généalogique dans laquelle tous les ancêtres d'une espèce se rencontrent. Bien que tous ceux qui habitent en bas descendent d'elle, cela ne signifie pas qu'il n'y a pas d'autre femme au-dessus d'elle, ou qui a vécu en même temps qu'elle. Certains de ses contemporains n'ont peut-être pas d'enfants survivants. Ou ils avaient seulement des fils, qui n'auraient pas transmis leur ADN mitochondrial.

"Dans chaque génération, il y aura des individus qui ne laisseront aucune progéniture", déclare Marks Kimmel, professeur de génétique statistique et d'évolution moléculaire à l'Université Rice, à Smithsonian.com. "Leurs gènes seront éliminés." Il a ajouté que le nombre d'individus transmettant leurs gènes à d'autres générations diminuait constamment, ce qui signifie que Eve mitochondrial n'était pas un individu fixe avec le temps, mais pourrait devenir plus récent à mesure que les lignées disparaissent.

«Si vous entrez assez profondément dans le passé, vous trouverez toujours un ancêtre commun à tout le monde», déclare Kimmel, qui a publié en 2010 une étude qui ramène la Veille mitochondriale de l'homme il y a environ 100 000 à 250 000 ans (une étude réalisée en 2013) âge un peu plus récent).

Alors, comment cette mère de cachalot particulièrement réussie a-t-elle pris le relais, génétiquement? En règle générale, les cachalots femelles sont plus sédentaires et ont tendance à s'en tenir aux plus petites parties de l'océan que les hommes, explique Alexander. Cela pourrait signifier que cette Ève était une sorte de vagabond en voyage qui allait d’un océan à l’autre en laissant sa progéniture - essentiellement le Genghis Khan des mères de cachalot.

Ou bien, sa prise de contrôle génétique aurait pu être simplement le résultat d'une lente expansion de sa progéniture sur plusieurs générations. «Nous savons qu'elle a dû réussir à laisser sa progéniture», explique Alexander. «Je soupçonne que si Eve ressemblait à ses descendants sur le plan écologique, elle ne parcourait pas tous les océans, mais parce qu'elle et ses filles ont réussi, elles ont fini par s'étendre de l'océan dans lequel elles étaient initialement basées. ”

Les cachalots et les humains ne sont pas les seuls organismes pour lesquels les chercheurs ont trouvé une veille mitochondriale. Inger Winkelmann, chercheuse en génétique évolutive au Muséum d'histoire naturelle du Danemark, et ses co-auteurs ont également estimé une date approximative pour l'âge de la némésis notoire du cachalot: le calmar géant. Il est plus difficile de définir un âge pour les calmars car leurs tissus mous sans os ne se fossilisent pas bien, mais elle et ses co-auteurs ont utilisé le taux de mutation des escargots, une espèce relativement proche, pour mettre la date du calmar mitochondrial Eve à peu près Il y a 35 000 ans.

Les chercheurs s'intéressent souvent à l'ADN mitochondrial car il en contient beaucoup dans les cellules, il survit bien dans de vieux échantillons de tissus et il ressort comme une plaie au pouce. Mais, théoriquement, toute partie de l'ADN pourrait être retracée. Par exemple, chez les mammifères, le chromosome Y ne se trouve que chez les mâles, et une partie de celui-ci pourrait également être attribuée à un seul ancêtre. Cela signifie que, dans le genre de langage évolutif dont nous parlons, il existe un équivalent masculin: le "Adam Y-chromosomal".

Ce qui serait fascinant, selon Alexander, le serait si vous pouviez faire remonter ce chromosome Adam à une période similaire à celle de la veille mitochondriale, car cela suggérerait une expansion rapide ou soudaine de la population, du genre espèces se déplacent vers un nouveau territoire. Dans le cas des calmars et des cachalots, cela pourrait également indiquer la raison d'une expansion de la population parmi la progéniture de la veille mitochondriale. Il pourrait y avoir une sorte de goulet d'étranglement parallèle, tel qu'un grand changement environnemental, qui conduit à un modèle similaire de faible diversité mitochondriale.

Mais Alexander se garde bien d’indiquer un lien possible. «C’est une histoire très sexy, mais j’ai également l’honneur de souligner que le calmar géant n’est que l’une des nombreuses espèces consommées par les cachalots», dit-elle. C’est dommage, c’était un conte de baleine. .