De l'importance du dos et du ventre des petits vers de vase

Les amours entre l'embryologie et l'étude de l'évolution sont toujours prolifiques en découvertes intéressantes. L'un des thèmes classiques est la mise en place des axes de polarité chez les animaux : l'avant/arrière; le dos/le ventre; la gauche/la droite. Les gènes qui participent à la mise en place de ces axes au cours du développement embryonnaire sont fondamentaux pour la formation du "plan d'organisation" de l'animal c'est-à-dire son architecture ("Bauplan" en allemand). Si des mêmes gènes sont impliqués dans la mise en place de l'axe dos/ventre (par exemple) chez des animaux aussi différents que des mouches, des vers de terre et des vertébrés (suivez mon regard...) alors l'ancêtre commun de ces organismes possédaient sans doute également les mêmes gènes et les mêmes mécanismes de mise en place. L'étude des points communs partagés entre différents groupes d'animaux permet de voyager dans le temps.
Si on compare un Insecte et un Cordé (dont font partie les Vertébrés et donc l'homme), on constate qu'il y a une inversion de l'axe dorso-ventral : par exemple la chaine nerveuse principale est ventrale chez les Insectes alors qu'elle est dorsale chez les Vertébrés (c'est la moelle épinière). Or ce sont les mêmes gènes qui interviennent dans la mise en place du système nerveux. Les gènes (ou plutot leurs produits, les protéines) BMP empêchent la formation du système nerveux tandis que le produit du gène Chordin s'oppose à l'action des BMP donc stimule la formation de système nerveux. Or, Chordin est exprimé ventralement chez les Insectes et dorsalement chez les Cordés tandis que BMP est exprimé dorsalement chez les Insectes et ventralement chez les Cordés. L'inversion anatomique de la position du système nerveux s'accompagne donc et est sans doute causée par une inversion génétique de l'expression de Chordin et BMP. Mais l'ancêtre commun aux Insectes et aux Cordés était-il construit sur le plan "Insecte" (Chordin ventral/BMP dorsal) ou "Cordé" (l'inverse) ??
D'où l'intérêt d'un article de PLoS Biology (Lowe et al.) rapportée dans le Nature de cette semaine qui étudie une espèce qui se trouve dans l'arbre (touffu) du vivant entre les Cordés et les Insectes, c'est Saccoglossus kowalevskii, un petit ver vivant dans le sable et la vase des plages et de la famille des Hémicordés. Qu'en est-il de Chordin et de BMP chez un tel sujet ? Et bien BMP est du coté "dorsal" et Chordin est du coté "ventral" comme chez les Insectes, ce qui donne du poids au fait que l'ancêtre commun entre les Insectes, les Hémicordés et les Cordés avaient les mêmes caractéristiques. Ce qui veut dire que l'inversion BMP-Chordin sur l'axe dorso-ventral s'est passée après le détachement du dernier ancêtre commun de tous les Hémicordés de la branche menant aux Cordés. L'autre intérêt de Saccoglossus est de ne pas avoir de système nerveux central mais plutot un réseau nerveux diffus donc pas de chaine nerveuse ou de moelle épinière. Dans son cas, logiquement ses BMP n'inhibent pas la formation de neurones, mais ça, ce serait spécifique au groupe des Hémicordés (et à ses cousins les Echinodermes (oursins...) c'est-à-dire les Epithélioneuriens) et n'aurait rien à voir avec un ancêtre commun (dans la mesure où BMP inhibe bien la formation de neurones chez les Insectes et les Cordés).