De même que les supermodèles du monde de la mode ne représentent pas l’Homo sapiens moyen, certains « organismes supermodèles » ne représentent pas leurs plus proches parents ou même leur propre espèce. De plus, certains de ces organismes supermodèles n’ont jamais vécu à l’état sauvage. La plante cultivée qu’est le maïs en est un exemple, et la transformation de la téosinte, une herbe sauvage, en maïs il y a environ 7 à 10 000 ans est peut-être le premier exemple d’innovation biotechnologique de l’homme. La domestication de la levure S. cerevisiae pour la brasserie et la boulangerie a eu lieu à peu près à la même époque. La souris domestique et le nématode C. elegans partagent également une longue histoire évolutive avec l’homme, devenant des commensaux lorsque nos maisons et nos vergers sont devenus leurs habitats, mais ils ne doivent pas leur existence à l’homme. La relation d’autres organismes modèles avec l’homme est plus récente. Par exemple, les humains distribuent l’organisme modèle marin Ciona intestinalis – un organisme qui présente un intérêt croissant pour les biologistes de l’évolution parce qu’il occupe un point de branchement clé dans l’évolution des chordés – autour des océans du monde par l’intermédiaire de navires.

Dans de nombreux cas, les organismes modèles diffèrent de leurs plus proches parents non modèles en possédant des traits particuliers qui ont facilité leur domestication et leur adaptation à l’environnement de laboratoire, et au fil du temps, ce processus a accentué les différences entre les organismes modèles et leurs parents sauvages. Cependant, certains organismes modèles, tels que C. intestinalis, n’ont pas (encore) été adaptés pour se reproduire en laboratoire. Si cela soulève certains défis (les données générées à partir de spécimens collectés localement, par exemple, pourraient différer considérablement de celles stockées dans les bases de données communautaires), cela offre également des opportunités pour étudier des processus évolutifs importants, tels que l’adaptation et la variation.

Figure 1

Les scientifiques en savent beaucoup sur des organismes modèles aussi divers qu’Arabidopsis thaliana et le poisson zèbre, mais il reste encore beaucoup à apprendre sur leur vie et leur biologie dans la nature, notamment la façon dont leurs comportements sont façonnés par l’habitat, leurs relations prédateur-proie, leur capacité à s’adapter à différentes conditions environnementales et la base génétique de cette adaptabilité.

ILLUSTRATION : www.claudiastocker.com.

https://doi.org/10.7554/eLife.06956.002

Comme ces articles le soulignent, de nombreux organismes modèles ont un mode de vie en dents de scie : C. elegans et D. melanogaster, par exemple, colonisent tous deux des sources de nourriture en décomposition dans la nature, se reproduisant rapidement lorsque la nourriture est disponible. Par conséquent, ils ont des cycles de vie rapides lorsque la nourriture est abondante, ce qui rend le temps de génération court, un attribut idéal pour étudier les traits héréditaires et pour générer des populations expérimentales. Dans la nature, A. thaliana réussit très bien à se reproduire rapidement dans des habitats pauvres lorsque les conditions environnementales sont bonnes. Le court temps de génération qui en résulte, combiné à sa capacité d’autofécondation et à son petit génome condensé, en font une plante idéale pour la recherche.

Mais la sélection de ces traits très favorisés et à cycle rapide a des conséquences. Cela signifie que certains de nos modèles favoris ont tendance à être des « artistes de l’évasion écologique » qui évitent plutôt que d’affronter les pressions de sélection imposées par les prédateurs, l’environnement et les concurrents – des pressions auxquelles les espèces à plus longue durée de vie et à croissance plus lente doivent faire face par l’adaptation. Malheureusement, la capacité de certains organismes modèles à échapper aux pressions de sélection a fortement limité les caractéristiques qui peuvent être étudiées dans ces systèmes, ce qui signifie que les écologistes et les biologistes de l’évolution ne sont souvent pas en mesure d’étudier les caractéristiques qui les intéressent le plus. Arabidopsis, par exemple, possède un système racinaire merveilleusement simple, idéal pour l’imagerie des processus de développement, mais il lui manque la complexité structurelle qui est probablement importante pour les plantes ayant un mode de vie non rudéral. De plus, Arabidopsis n’a aucune association avec des champignons mycorhiziens, une association symbiotique d’une grande importance pour la plupart des plantes terrestres, et d’une grande importance agricole également. Et en tant qu’auto-fertilisant réussi, ses fleurs sont également peu intéressantes pour les pollinisateurs et, par conséquent, pour les biologistes qui les étudient.

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