En 1958, le biologiste soviétique Ilya Darevsky a décrit le genre des lézards, qui se composait uniquement de femelles. C'était une découverte mondiale majeure. Avant cela, il était clair qu'un phénomène tel que la parthénogenèse («reproduction vierge» dans laquelle les cellules reproductrices femelles se développent dans un organisme adulte sans fécondation) existe. Ce processus a été décrit chez les insectes. Mais personne n'imaginait que les vertébrés femelles pouvaient aussi se passer de mâles.
Curieusement, la parthénogenèse est reconnue par les biologistes comme une reproduction sexuée, car la progéniture se développe à partir de la cellule germinale. Alors pourquoi, à côté du genre des lézards, qui se reproduisent de la manière habituelle pour les vertébrés - par la fusion des chromosomes mâles et femelles, existe-t-il un genre qui consiste uniquement en des «femmes» auto-reproductrices?
Aleksey Ryskov, docteur en sciences biologiques, chef du laboratoire d'organisation du génome à l'Institut de biologie des gènes de l'Académie des sciences de Russie, explique: «La parthénogenèse est encore un phénomène mystérieux pour les scientifiques, il y a de nombreuses questions fondamentales. On croyait autrefois que les options pour rencontrer des «enfants de parthénogenèse» sont très rares, elles doivent être non viables. Ensuite, nous avons réalisé qu'il existe des genres entiers de lézards et de serpents femelles qui se sont clonés depuis des millénaires. Un tel clonage naturel suggère qu'à un certain stade, une sorte de femme aux propriétés modifiées est apparue, qui est devenue unisexuée à la suite de transformations complexes. Ces femelles du même sexe descendent d'individus d'espèces bisexuelles. Pour le moment, nous savons que parmi les vertébrés, la parthénogenèse n'est répandue que chez les reptiles - ce sont des lézards et des serpents."
La question principale porte sur le thème de l'accumulation de mutations. Si le processus de dégénérescence, c'est-à-dire la détérioration des caractéristiques phénotypiques de la progéniture, est observé même avec des croisements étroitement liés, qu'en est-il du clonage de soi-même?
Tout au long de la vie, le corps accumule des mutations, qu'il transmet «en ligne droite» à sa progéniture. Il s'avère que la progéniture devrait être moins viable par rapport au parent et que la lignée risque donc de disparaître rapidement. Cependant, il a été prouvé que les lézards parthénogénétiques existent depuis des millénaires.
Des scientifiques russes de l'Institut de biologie génétique de l'Académie des sciences de Russie, avec le soutien de la Fondation scientifique russe, ont décidé de découvrir en quoi les mères parthénogénétiques et leurs filles diffèrent au niveau du génome. La tâche était également de comprendre les dispositifs des génomes des femmes de même sexe et de les comparer avec les génomes des femmes bisexuelles. A titre de comparaison, les données génomiques des «parents historiques» du lézard de même sexe ont été prises.
«Nous connaissons deux progéniteurs bisexuels», explique Alexey Ryskov. «Il est également clair lequel d'entre eux est paternel, lequel est maternel. À la suite d'un croisement hybride il y a environ 10 mille ans, une femelle modifiée s'est formée, qui est devenue unisexuée. Alors elle vit, adorant elle-même. Maintenant que les trois génomes ont été séquencés, nous sommes au stade de leur comparaison ».
Lizard Rostombekov. Photo: domaine public
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Il est clair que les génomes des «parents historiques» ont muté au cours des millénaires. Même lorsqu'ils étudient les clones, les scientifiques découvrent déjà des événements mutationnels. Une autre question est de savoir quelle est l'importance des mutations et combien de temps elles persistent.
La question de l'émergence du mécanisme de la parthénogenèse et de son opportunité est toujours ouverte. Pourquoi, dans un cas d'hybridation, une progéniture non viable apparaît, et dans l'autre, tout un genre de clones qui existe depuis des millénaires?
Il existe des hypothèses qui décrivent la possibilité qu'un individu bisexuel se transforme en un unisexué. Par exemple, l'hypothèse d'équilibre de Moritz (S. Moritz) suggère que lors du croisement, les espèces maternelle et paternelle doivent être suffisamment proches pour obtenir un individu viable, mais en même temps éloignées pour que tout changement important dans le processus de fonctionnement cellulaire puisse se produire. Cependant, dès que les scientifiques du laboratoire tentent de parvenir à l'émergence de la première mère capable d'une «conception immaculée», des pensées de détails inexpliqués surgissent immédiatement. Peut-être que ces subtilités sont cachées dans l'interaction de deux génomes: nucléaire et mitochondrial.
On suppose que toutes ces questions fondamentales devraient trouver une réponse par une étude réalisée par des scientifiques de l'Institut de biologie génétique de l'Académie russe des sciences.
Anna Urmantseva
