La science sait depuis cet été que deux gènes sont responsables de la formation des six ou sept rayons des nageoires des poissons et du développement des doigts chez l'homme. Pourquoi alors en avons-nous exactement cinq par main? Explications.

Un texte d'Alain Labelle

Les membres des vertébrés, notamment nos bras et nos jambes, ont comme origine les nageoires des poissons. Nos ancêtres étaient polydactyles, c'est-à-dire qu'ils avaient un nombre de doigts supérieur à cinq.

L'évolution qui a conduit à l'apparition des membres reflète une adaptation du corps associé à un changement d'habitat, c'est-à-dire à la transition du milieu aquatique au milieu terrestre.

Des chercheurs américains ont montré en août dernier que deux gènes (Hoxa13 et Hoxd13) sont responsables de la formation des rayons des nageoires et des doigts.

La Dre Marie Kmita et son équipe de l'Institut de recherches cliniques de Montréal expliquent ce mystère dans un article publié dans la revue Nature. Cette nouvelle connaissance montre « clairement un lien moléculaire entre les rayons des nageoires et les doigts », explique Yacine Kherdjemil, du laboratoire de la Dre Kmita.

Un coup de main de l'évolution

La transition de la nageoire au membre ne s'est pas faite d'un coup. Et le fait que nos ancêtres avaient un nombre de doigts supérieur à cinq soulève une question importante. Par quel mécanisme l'évolution a-t-elle favorisé la pentadactylie (cinq doigts) chez les espèces actuelles?

Une observation a particulièrement retenu l'attention de l'équipe montréalaise.

Pour comprendre la signification de cette différence, les chercheurs ont montré que, en reproduisant l'activité de type poisson pour le gène Hoxa11, les souris développent jusqu'à sept doigts par patte, c'est-à-dire un retour au statut ancestral. La raison? Il existe des « interrupteurs » qui allument ou éteignent ces gènes. Ainsi, en les modifiant, il est possible de modifier la construction des différentes parties du corps. 

Il reste à connaître la raison évolutive qui a favorisé le modèle à 5 doigts au point d'en éliminer d'autres. Peut-être est-ce plus pratique pour se déplacer ou pour saisir un objet. Les réponses viendront.  

De plus, les chercheurs ont découvert la séquence d'ADN responsable de la transition de l'activité du gène Hoxa11 de type poisson et souris.

Mieux comprendre les problèmes congénitaux

Ces résultats renforcent l'idée que des malformations au cours du développement du fœtus ne sont pas seulement dues à des mutations dans les gènes. Elles peuvent aussi provenir de mutations dans les séquences d'ADN qu'on appelle séquences régulatrices.

Actuellement, la technologie ne permet pas l'identification de ce type de mutation directement chez les patients. Les recherches fondamentales qui utilisent des modèles animaux sont donc très importantes.