ornithorynques vénéneux confirment l’évolution convergente

les gènes du venin des ornithorynques ressemblent à ceux trouvés chez les serpents, les lézards et les araignées.Dave Watts/naturepl.com

ne vous laissez pas berner par le bec du canard enjoué-les ornithorynques délivrent un venin contenant plus de 80 toxines différentes.

la découverte, à partir d’une analyse des gènes codant pour le mélange dangereux, révèle également les similitudes frappantes entre les poisons de différents animaux., Les gènes ressemblent à ceux d’autres animaux venimeux, tels que les serpents, les lézards, les étoiles de mer et les anémones de mer.

comme les yeux, les nageoires et les ailes, qui ont évolué indépendamment dans un certain nombre de lignées différentes, le venin d’ornithorynque semble être un exemple d’évolution convergente, explique Wesley Warren, génomicien à L’Université Washington de St Louis, Missouri, qui a dirigé l’étude, publiée dans la revue Genome Biology.,1

l’ornithorynque — un mammifère semi-aquatique pondeur d’œufs trouvé en Australie-est l’un des rares mammifères à produire du venin, que les mâles produisent dans les glandes venimeuses abdominales et délivrent par des éperons sur leurs pattes arrière. Ils ne fabriquent le poison que pendant la saison de reproduction, et Warren pense que les mâles le déploient probablement pour défendre leur gazon contre les autres mâles.

selon certains récits, être empoisonné par un ornithorynque pourrait être considéré comme une punition dans L’un des cercles de L’enfer de Dante., Dans un rapport de CAS2, des médecins australiens ont décrit leur traitement d’un homme de 57 ans quelques heures après avoir attrapé l’un des petits mammifères en pêchant. La douleur était « si grave que j’ai commencé à devenir incohérent », a déclaré l’homme, et bien pire que les blessures par éclats d’obus qu’il a subies en tant que soldat. L’ibuprofène et la morphine n’ont fourni aucun soulagement, et un doigt était enflé et douloureux plus de 4 mois après le rodage.

Les Efforts pour trouver les molécules capables d’infliger une telle angoisse se sont concentrés sur la séparation et la caractérisation des protéines dans les extraits de venin., Cette approche a identifié trois des ingrédients les plus abondants du venin d’ornithorynque, mais L’équipe de Warren soupçonnait que plus de molécules étaient présentes à des niveaux inférieurs.

Quel est votre poison?

son équipe a séquencé les transcriptions de l’ARN messager de la glande à venin d’un ornithorynque mâle, tué par un chien pendant la saison de reproduction. Pour identifier les ingrédients du venin, ils ont cherché des gènes qui n’étaient pas produits dans d’autres tissus et qui ressemblaient à des gènes de venin d’autres animaux., Cette analyse a révélé 83 gènes dans 13 familles différentes de toxines, liées à des effets tels que l’inflammation, les lésions nerveuses, la contraction musculaire et la coagulation sanguine. Par exemple, les ornithorynques fabriquent 26 types différents d’enzymes de protéase de sérine, qui se trouvent également dans le venin de la plupart des serpents, et sept de leurs gènes de venin ressemblent à une neurotoxine produite par les araignées appelée α-latrotoxine.

des tests supplémentaires seront nécessaires pour déterminer ce que chaque ingrédient de venin fait, dit Warren., Il pense également que l’étude de son équipe a sous-évalué le nombre de gènes codant des toxines dans le « venome » de l’ornithorynque, car la méthode utilisée néglige les gènes qui ressemblent peu à d’autres toxines animales. Pour les trouver, son équipe prévoit de rechercher des gènes activés pendant le développement saisonnier de la glande à venin d’ornithorynque.

néanmoins, le venome de l’ornithorynque soutient le travail chez d’autres animaux montrant une convergence généralisée dans l’évolution des gènes du venin., Warren dit que cela se produit probablement lorsque les gènes qui effectuent des tâches normales, telles que la coagulation du sang, se dupliquent indépendamment dans différentes lignées, où ils évoluent la capacité d’effectuer d’autres travaux.

Les animaux finissent par utiliser les mêmes gènes comme éléments constitutifs du venin, car seul un sous-ensemble des protéines codées par les gènes possède les propriétés structurelles et fonctionnelles nécessaires pour devenir des venins, ajoute-t-il.

malgré une telle convergence, les animaux étroitement apparentés ont tendance à produire des venins similaires, explique Bryan Fry, chef du laboratoire de venomics à L’Université de Melbourne, en Australie.,

une valeur aberrante évolutive telle que l’ornithorynque est susceptible de produire un venin avec de nouveaux composants, dit Fry. « Si vous voulez trouver quelque chose de potentiellement utile dans la conception et le développement de médicaments à partir d’un venin, vous êtes beaucoup plus susceptible de le trouver dans un nouveau venin tel que le venin d’ornithorynque que si vous regardez, disons, des serpents à sonnettes. »