Pourquoi l’Ornithorynque N’Aura jamais d’Estomac

Bizarrement, de nombreuses espèces d’animaux, telles que la carpe et l’ornithorynque, ont perdu leur estomac dans le passé évolutif, et de nouvelles recherches suggèrent qu’ils pourraient ne jamais faire évoluer les organes.

L’estomac est la partie de l’intestin où se déroule la majeure partie de la digestion. Les glandes de cet organe sécrètent des enzymes appelées pepsines, qui décomposent les protéines, et des acides forts qui adoucissent les aliments et aident les enzymes à fonctionner. Les glandes sont apparues pour la première fois il y a environ 450 millions d’années, et elles représentent une innovation évolutive que l’on trouve exclusivement chez les créatures à mâchoire avec des os dorsaux.

Étonnamment, les glandes gastriques qui définissent l’estomac sont manquantes chez un certain nombre de vertébrés à mâchoire. En 1805, le zoologiste français Georges Cuvier découvre que de nombreux téléostéens, ou le plus grand groupe vivant de poissons, comme la famille des carpes, manquent d’estomac. Les 200 dernières années de recherche suggèrent que jusqu’à 27%, en termes prudents, de toutes les espèces de téléostéens pourraient manquer d’estomac. Les poissons osseux primitifs tels que les poissons pulmonaires et certains poissons cartilagineux tels que les chimères ont également perdu leurs organes.

Les poissons ne sont pas les seules créatures qui peuvent manquer d’estomac. Tous les monotrèmes, ou mammifères pondeurs tels que l’ornithorynque et l’échidné, ont également perdu leur estomac au cours de l’évolution.

Les scientifiques se demandaient si tous ces exemples de perte d’estomac avaient quelque chose en commun. De plus, les chercheurs ont voulu savoir si ces animaux pourraient un jour réinventer l’estomac. Il existe un certain nombre de cas évolutifs d’espèces redéveloppant des traits complexes; par exemple, un certain nombre d’insectes bâtonnets ont apparemment réinventé l’aile.

Spécificités de la perte d’estomac

Étant donné que de nombreux animaux ont maintenant séquencé leurs génomes, les chercheurs ont étudié 14 espèces avec et sans estomac pour voir quels gènes ils pourraient tous manquer. Les scientifiques ont constaté que chez toutes les espèces examinées, la perte d’estomac était clairement liée à la perte complète des gènes responsables de la pepsine et de la digestion acide.

Les chercheurs suggèrent que les ancêtres de ces espèces sans estomac sont devenus dépendants de régimes alimentaires dans lesquels la digestion via les pepsines et les acides n’était pas probable ou même possible. Par exemple, les régimes riches en coquilles crayeuses ou en boue de fond peuvent neutraliser les acides gastriques. Si ces espèces s’adaptaient pour survivre sans avoir besoin d’estomac, les gènes de sa fonction pourraient alors être perdus par mutation au fil du temps sans effet néfaste. Ces gènes peuvent être énergétiquement coûteux à entretenir, ce qui pourrait accélérer leur perte s’ils étaient rendus superflus.

Les chercheurs ont noté que la perte de ces gènes suggère que la réinvention de l’estomac chez ces espèces est hautement improbable. Bien que les espèces puissent redévelopper des traits complexes, des recherches antérieures ont révélé que les ancêtres de ces espèces conservaient les gènes de ces caractéristiques et que leurs descendants ne faisaient que réactiver les gènes. En revanche, les espèces sans estomac analysées par les chercheurs ont apparemment perdu les gènes complexes de la digestion gastrique au-delà du point de récupération.

“Il semble qu’une fois que l’estomac est perdu, c’est tout”, a déclaré à LiveScience l’auteur de l’étude Jonathan Wilson, physiologiste comparatif au Centre interdisciplinaire de Recherche Marine et Environnementale de l’Université de Porto au Portugal.

Retrouver un estomac

Pourtant, il pourrait être possible pour ces espèces de retrouver l’estomac dans un avenir lointain si elles adaptent des gènes similaires à ceux de la digestion par l’acide et la pepsine. Ces gènes similaires “pourraient, en théorie, évoluer de fonctions similaires” à celles nécessaires à l’estomac, a déclaré à LiveScience l’auteur principal de l’étude, Filipe Castro, biologiste évolutionniste au Centre interdisciplinaire de Recherche Marine et Environnementale de l’Université de Porto.

Les recherches futures peuvent rechercher un chaînon manquant dans l’évolution de la perte d’estomac — “des animaux dépourvus d’estomac mais ayant conservé les gènes”, a déclaré Wilson. Cependant, comme il existe au moins 5 000 espèces de vertébrés sans estomac, un tel travail pourrait ressembler à la recherche “d’une aiguille dans une botte de foin”, a-t-il ajouté.

Les scientifiques peuvent également étudier pourquoi l’estomac a émergé et a persisté dans l’évolution. “Cela aidera à comprendre le phénomène de la perte”, a déclaré Castro.

Et les chercheurs pourraient être intéressés à savoir ce qui se passerait si les gènes de digestion de l’acide et de la pepsine étaient réintroduits dans des espèces sans estomac.

“Mettre un estomac dans un animal sans estomac! Les techniques modernes de biologie moléculaire pourraient permettre cette expérience “, a déclaré Castro.

Castro, Wilson et leurs collègues détaillent leurs conclusions en ligne en décembre. 4 dans la revue Proceedings of the Royal Society B.

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