Cette espèce de poisson se clone depuis 100 000 ans

Lorsqu'une molly amazone (Poecilia Formosa) vous dit qu'elle n'a pas besoin d'un mâle, croyez-la. Tous ces petits poissons, que l'on trouve dans les cours d'eau douce au Mexique et dans le sud du Texas, sont des femelles et se reproduisent exclusivement de manière asexuée, donnant naissance à leurs clones. 

Aussi enviable que cela puisse paraître, l'espèce de poisson présente un paradoxe évolutif. Une reproduction sexuée, au moins dans une certaine mesure, est nécessaire pour maintenir la diversité génétique d'une espèce et réduire ainsi le risque d'extinction. Alors comment ces poissons ont-ils réussi à prospérer pendant des millénaires ? 

Selon une étude récente publiée par la revue Nature, les mollys amazones n'ont pas subi les effets négatifs que devrait avoir la reproduction asexuée. De plus, elles semblent disposer d'une arme secrète pour contrer les inconvénients de l'asexualité. Ces découvertes apportent une nouvelle perspective sur la façon dont les mollys amazones et d'autres espèces asexuées échappent à l'extinction. 

GIRL POWER 

Les mollys amazones sont des petits poissons à nageoires arrondies pas plus gros qu'un pouce. Baptisés ainsi en hommage aux guerrières de la mythologie grecque, ces poissons sont apparus il y a environ 100 000 ans après qu'une molly taupe (Poecilia mexicana) femelle s'est prise d'affection pour un molly lyre (Poecilia latipinna) mâle. Alors que généralement les accouplements entre des membres d'espèces différentes produisent une progéniture infertile, celui-ci a engendré une espèce capable de donner naissance à des copies conformes d'elle-même. Ces poissons doivent s'accoupler avec des mollys mâles d'autres espèces pour déclencher leur auto-clonage, un processus appelé la gynogenèse ; leur descendance ne sera pas porteuse de l'ADN de ces mâles. 

Lorsque l'on a découvert les mollys amazones en 1932, elles étaient les premiers vertébrés connus capables de se reproduire de manière asexuée. Bien que des dizaines de vertébrés possédant la même capacité aient été découverts, notamment le dragon de Komodo (Varanus komodoensis) et le requin-marteau (Sphyrnidae), les mollys amazones sont l'un des seuls vertébrés à le faire de manière exclusive. 

La manière dont elles ont réussi à le faire est longtemps restée un mystère. Selon les modèles actuels sur les mutations génétiques qui s'accumulent au fil du temps dans la reproduction asexuée, les mollys amazones « auraient dû disparaître après environ 10 000 ans » affirme Edward Ricemeyer, biologiste computationnel à l'université Louis-et-Maximilien de Munich (LMU) et co-auteur de la nouvelle étude. « Le fait qu'elles existent depuis bien plus longtemps que cela constitue un paradoxe. »

Edward Ricemeyer, qui était chercheur à l'université du Missouri (MU) quand il a commencé à étudier les mollys amazones en 2019, affirme que les scientifiques ne savent pas comment les espèces asexuées, en particulier celles qui sont complexes comme les vertébrés, n'accumulent pas les mutations défavorables étant donné que la sélection naturelle ne les élimine pas constamment. 

Pour le découvrir, Edward Ricemeyer et ses collègues ont examiné les génomes de plusieurs mollys amazones et ont découvert qu'elles pratiquaient leur propre sélection génétique depuis des dizaines de milliers d'années. 

Selon les analyses génétiques, des mutations défavorables apparaissent chez les mollys tout autant que chez leurs cousins qui se reproduisent sexuellement. Cependant, il semblerait que les mollys amazones utilisent un processus génétique peu connu pour s'assurer que ces mutations soient éliminées ou corrigées. 

Ce processus, appelé conversion génique, consiste à remplacer un segment d'ADN chromosomique par une séquence correspondante copiée à partir d'une séquence similaire sur un autre chromosome. Les mammifères, y compris les humains, possèdent cette capacité principalement pour réparer les dommages causés à l'ADN. 

Toutefois, chez les mollys amazones, la conversion génique semble jouer le même rôle qu'un phénomène appelé recombinaison génétique, une méthode qui permet aux gènes de la mère et du père d'être mélangés chez les espèces à reproduction sexuée. La conversion génique, tout comme la recombinaison génétique, crée une variabilité génétique chez les mollys amazones sur laquelle la sélection naturelle peut agir, entraînant l'élimination et la réparation des mutations indésirables. 

Les scientifiques soupçonnaient que les espèces asexuées pouvaient avoir recours à une telle solution « mais c'est la première fois que cela est réellement démontré » souligne Edward Ricemeyer.

LE SECRET DE L'ASEXUALITÉ

Ce qu'Edward Ricemeyer et ses collègues ont découvert dans les génomes des mollys amazones « correspond probablement à ce qu'il se passe [chez d'autres espèces asexuées] mais cela n'a pas encore été démontré » révèle Micah Dunthorn, microbiologiste et professeur à l'université d'Oslo. 

Micah Dunthorn, qui n'a pas participé à l'étude, aimerait voir des études similaires réalisées sur d'autres espèces asexuées. « Il serait intéressant de voir dans quelle mesure ce phénomène est répandu chez d'autres animaux, plantes et champignons, et également s'il se produit chez des eucaryotes microbiens ou protistes. »

On ne sait pas si toutes les espèces asexuées utilisent des outils génétiques similaires, et Edward Ricemeyer et Micah Dunthorn espèrent que de futures recherches permettront de répondre à cette question. Parmi les milliers d'espèces connues pour se reproduire par clonage, les scientifiques n'ont mené d'études détaillées sur le génome que sur quelques-unes d'entre elles. Selon Edward Ricemeyer, il est possible que la nature ait mis au point plusieurs moyens de faire face aux coûts de la reproduction asexuée mais nous ne les connaîtrons pas tant que nous n'aurons pas pris le temps de les étudier. 

Comprendre ces forces génétiques « pourrait avoir plusieurs utilités, » affirme Edward Ricemeyer, allant de la amélioration génétique des cultures au traitement du cancer. Edward Ricemeyer indique que « le cancer est une maladie dans laquelle une lignée clonale de cellules accumule des mutations qui lui permettent de se développer et de surpasser les lignées non mutées. » Si les mollys amazones sont fascinantes en elles-mêmes, leur capacité de clonage pourrait nous donner une autre approche de lutte contre une menace majeure pour la santé humaine.