Emiliania huxleyi : son génome vient d’être décrypté !!!

Le génome dEmiliania huxleyi, vient  d’être décrypté  par un consortium international impliquant des équipes françaises principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Inra, d’Aix-Marseille Université et de l’ENS1.

Emiliania huxleyi ?

File:Emiliania huxleyi coccolithophore (PLoS).pngPLoS Biology, June 2011 direct link to the image description

Alain Gallien  source SVT Ac Dijon

Emiliania huxleyi est une micro-algue calcifiée emblématique du phytoplancton marin :

  • Cest un Coccolithophore (eucaryote unicellulaire,  groupe de Haptophytes )   
  • Son  diamètre (0,005 à 0,01 mm) est  huit fois plus petit que celui  d’un cheveu humain.
  •  Sa paroi cellulaire est recouverte d’un bouclier de plaquettes calcifiées qui la protège des influences extérieures.
  • Emiliania huxleyi existe dans tous les océans du monde, à l’exception des mers polaires très froides.

NB: Les coccolithophores ont influencé le climat de la planète depuis plus de 200.000.000 années.

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-Son intervention dans le cycle du carbone:

Le rôle du phytoplancton dans le cycle du carbone est bien connu :
Emiliania huxleyi ,« Ehux « , joue un rôle important dans les échanges de CO 2 entre l’océan et l’atmosphère à travers son impact sur la photosynthèse marine et la calcification .
Son rôle dans le cycle du carbone est complexe :

  • Lors de sa photosynthèse , « Ehux », absorbe  le CO2 dissous   …. A la suite de ce processus, la concentration en CO 2 dans l’eau de surface est réduite dans une mesure telle que le CO 2 de l’atmosphère peut être absorbé
  • « Ehux »  libère également du CO 2 dans le processus de  sa calcification ( fabrication de sa cuirasse en calcite )
  • A leur mort, les restes sont transportés dans la mer profonde.  5% environ de la masse atteint le fond de la mer : ce carbone est séquestré et exporté   loin du cycle global pendant des milliers d’années…..C’est donc « une pompe à carbone » biologique  .

Cheshire Cat 2© Jeremy Young et Colomban de Vargas

L’origine et les raisons de sa reproduction sexuée ?

Les coccolithophores, petites cellules calcifiantes de quelques microns, forment des efflorescences gigantesques comme ici au large de la Bretagne. Ces populations importantes pour le climat de notre planète sont décimées par des virus. Les chercheurs de la Station Biologique de Roscoff (CNRS/UPMC) ont compris que les cellules échappent à la mort par la transformation sexuelle des cellules diploïdes en formes haploïdes, invisible aux virus……voir le communiqué du CNRS

Que dire de son génome ?

De surprises en surprises ….. Les chercheurs pensaient trouver peu de gènes …

 Emiliania huxleyi  contient au  moins un tiers de gènes en plus que le génome humain, tout en étant vingt fois plus petit.

La complexité de son génome donnerait à l’espèce  Emiliania huxleyi une importante capacité d’adaptation :

  • il y a une information génétique commune présente dans toutes les souches( environ 70 à 80% contre 99% chez l’Homme).

  •  les gènes restants varient et dépendent de l’emplacement géographique et des conditions de vie respectives des populations

C’est un « pan génome » (des gènes de base et  des gènes répartis de façon variable entre les souches)

 Le décodage de son génome permettra-t-il de préciser comment « Ehux » réagit aux modifications de son environnement ? à l’acidification croissante des océans ?

 NB:L’acidification des océans est un terme utilisé pour montrer les changements qui se produisent dans la chimie de l’océan en réponse à la quantité accrue de dioxyde de carbone (CO 2) dans l’atmosphère de la terre… voir le document interactif en français :Stanford.edu/AcidOcean/

source

1. Jusqu’à la moitié du dioxyde de carbone (CO2) libéré par la combustion des combustibles fossiles au cours des 200 dernières années a été absorbé par les océans de la planète.

2. Le CO2 absorbé dans l’eau de mer (H2O) forme de l’acide carbonique (H2CO3)

3. le H2CO3 ne va pas s’accumuler mais va majoritairement se transformer :

H2CO3 ? HCO3- + H+.
L’acidité de la mer va ainsi augmenter.

3. Une faible partie du HCO3- va réagir pour donner des ions carbonates CO3–  à l’origine des calcaires minéraux . La production de calcaire n’en devient que plus difficile, alors qu’il apparaît comme indispensable à ces organismes…

 

Sources de l’article :Communiqué du CNRS , Institut Alfred Wegener , Nature

Evolution: le génome du cœlacanthe africain dévoilé….

Le génome du cœlacanthe vient d’être séquencé par une équipe internationale….

Quelques précisions ont  sur le cœlacanthe :

on pensait que le cœlacanthe était éteint depuis 70 MA: Les fossiles connus  étaient  datés de – 400 à – 70 millions d’années ( pas de fossiles découverts entre – 70 millions d’années et nos jours )…

Les paléontologues pensaient donc que les cœlacanthes avaient disparu  au cours de la crise Crétacé-Tertiaire( il y a -65 millions d’années ).

Quelle énorme surprise fut la découverte d’un spécimen actuel en 1938 !
Marjory Latimer  le découvrit dans un chalutier: c’était  un poisson de 2 m de long et de couleur bleue , pêché au large de l’archipel des Comores.

Le cœlacanthe est-il une forme intermédiaire entre les poissons et les tétrapodes ( vertébrés avec deux paires de membres et à respiration pulmonaire, incluant les amphibiens, les oiseaux, les reptiles et les mammifères dont l’homme) ?

Le cœlacanthe possède des branchies et des poumons; le squelette interne de ses nageoires paires montre un agencement des os comparable à celui des tétrapodes.

 

 

 

 

NB: D’autres poissons, les dipneustes, « lung fish »,  possèdent à la fois des poumons et des branchies : ils vivent dans les lacs mais peuvent également vivre hors de l’eau.

Trois genres de Dipneustes: Neoceratodus (Australie), Protopterus (Afrique centrale) et Lepidosiren (Amazonie) existent aujourd’hui. Ils  furent  abondants dans les eaux douces au Mésozoïque (ère secondaire de – 251 MA à  — 65,5 Ma), en milieu marin au Dévonien(-400 à -362 MA).

File:G?tehal.jpg

Protopterus annectens at Paris Aquarium Auteur:Mathae

Ces formes intermédiaires permettraient-elles  de situer l’origine des vertébrés tétrapodes chez les poissons?

http://www.dailymotion.com/video/xoe31d

Que montre le séquençage de l’ ADN du cœlacanthe africain, Latimeria chalumnae. publié le 17 Avril 2013  ?

Les résultats de l’étude fournissent de nouveaux aperçus sur l’histoire évolutive du cœlacanthe africain et d’éventuels indices sur la façon dont les créatures aquatiques sont passées à la vie sur terre.

L’étude révèle que les dipneustes, des poissons à poumons, sont plus proches des tétrapodes que les cœlacanthes

Le séquençage du génome de la seconde espèce connue de cœlacanthe, le cœlacanthe Indonésien, devrait permettre d’affiner la compréhension de l’évolution des gènes …..

« le génome du coelacanthe contient environ 25% d’éléments transposables. Les transposons sont des séquences d’ADN mobiles et répétées qui peuvent induire des mutations et sont considérées comme des moteurs puissants de l’évolution et de la biodiversité. Les analyses démontrent que le coelacanthe contient en fait plus de familles différentes d’éléments transposables que les oiseaux et les mammifères, certaines de ces familles ayant été actives pendant l’évolution du coelacanthe et ayant façonné de manière significative son génome. Ainsi, ce dernier ne peut être considéré comme inerte au niveau évolutif malgré l’apparente absence de changements morphologiques majeurs pendant l’évolution. Cette observation questionne donc l’impact des éléments transposables sur l’évolution morphologique du coelacanthe. Le séquençage du génome de la seconde espèce connue de coelacanthe, le coelacanthe Indonésien, devrait permettre d’affiner la compréhension de l’évolution des gènes et des éléments transposables dans le génome de ce fossile vivant. »

Voir  le Communiqué du CNRS 17 Avril 2013, en anglais sur Nature.com

Quand l’ADN précise nos origines: il y a du Néandertal en nous!

Des études du génome montrent que les Néandertaliens sont croisés avec les hommes modernes, et que les non-Africains d’aujourd’hui sont les produits de ce mélange….

  • 2010:

À l’Institut Max Planck (Leipzig, Allemagne), Svante Pääbo arrive à « lire » une grande partie du génome de l’Homme de Néandertal.(ADN)

Les résultats de ce travail, publiés dans Science, prouvent le croisement des Homo sapiens et Homo neanderthalensis

 (2 % du génome de H. neanderthalensis se retrouve aujourd’hui chez les populations d’origine d’Europe et d’Asie, alors qu’aucun gène commun n’a été retrouvé parmi les populations d’origine africaine.) A voir ici

  • 2011:

Par une autre analyse de l’ADN,Damian Labuda ( département de pédiatrie de l’université de Montréal…) confirme ce croisement  dans un article récent publié dans Molecular Biology and Evolution.

« Cet article est très intéressant; Il confirme par une autre méthode – et cela n’est pas inutile pour ces questions génétiques ! –, les résultats de l’article du 7 mai 2010, à savoir que les non-Africains actuels possèdent des gènes de néandertaliens et qu’un croisement a bien eu lieu entre des néandertaliens et des Homo sapiens avant l’arrivée de ces derniers en Europe, vers 43 à 45.000 ans. » Marylène Patou-Mathisen savoir plus

  • 2014:

La recherche, menée par des généticiens Harvard Medical School et publiée le 29 janvier dans Nature , suggère des façons dont le matériel génétique hérité de l’homme de Néandertal s’est avéré à la fois adaptatif et inadapté pour l’homme moderne. (Un document lié par une équipe distincte a été publié simultanément en sciences .)

Les régions de l’ADN  qui abritent une fréquence élevée d’allèles néandertaliens sont enrichies en gènes affectant des filaments de kératine, ce qui suggère que les allèles de Neandertal ont peut-être contribué à l’adaptation de l’homme moderne à des environnements non-africains. Nous identifions plusieurs allèles dérivés de Neandertal  qui confèrent un risque de maladie, suggérant que les allèles de Neandertal continuent de façonner la biologie humaine.

Voir l’article sur pourlascience.fr

« Maintenant que nous pouvons estimer la probabilité qu’une variante génétique particulière découle de l’homme de Neandertal, nous pouvons commencer à comprendre comment l’ADN hérité nous affecte », a déclaré David Reich , professeur de génétique à HMS et auteur principal du document.