Une équipe de chercheurs de NYU Abu Dhabi (NYUAD) a découvert de nouvelles informations sur l’évolution des motifs de couleur chez les grenouilles et les crapauds, connus collectivement sous le nom d’anoures. Les motifs de couleur des animaux peuvent les aider à se camoufler avec leur environnement et à éviter d’être détectés par des proies ou des prédateurs. De nombreux anoures ont une bande claire le long du dos qui, lorsqu’elle est observée d’en haut, crée l’illusion d’optique que l’animal est divisé en deux moitiés et confond les prédateurs visuels. Bien que ce modèle de couleur soit répandu chez les grenouilles du monde entier, on sait peu de choses sur son évolution ou son origine génétique.
Dans leur article publié dans la revue Biologie moléculaire et évolution, les chercheurs du laboratoire de génomique évolutive du NYUAD ont réalisé une analyse comparative à grande échelle, qui comprenait plus de 2 700 espèces d’anoures, pour approfondir la compréhension de l’histoire évolutive de la bande vertébrale. Ils ont découvert que la bande vertébrale a évolué des centaines de fois et est sélectionnée dans les habitats terrestres où les prédateurs visuels venant directement d’en haut, comme les mammifères ou les oiseaux, sont plus répandus. En revanche, le modèle a été perdu beaucoup plus souvent dans les lignées arboricoles – celles vivant dans les arbres – que dans d’autres habitats. Bien que bénéfique pour les grenouilles vivant au sol, ce motif de couleur peut donc être désavantageux pour les grenouilles vivant dans les arbres.
Pour comprendre la base génétique du motif, les chercheurs se sont concentrés sur l’espèce de grenouille herbivore éthiopienne Ptychadena robeensis, qui est polymorphe – ce qui signifie qu’elle présente le trait de la bande vertébrale sous plusieurs formes – larges, fines ou absentes. Ils ont découvert que le gène ASIP est lié au motif de rayures chez cette espèce. Cette variation génétique affecte le niveau d’expression d’ASIP dans les différentes morphes, une expression plus élevée conduisant à une bande large et une expression plus faible conduisant à une bande fine.
Ils ont également comparé les gènes d’espèces de grenouilles étroitement apparentées et ont constaté que, bien qu’ils présentent les mêmes motifs de rayures, ils ne partagent pas la variation génétique trouvée chez P. robeensis. Cela a conduit les chercheurs à la conclusion que les allèles rayés trouvés chez P. robeensis ont évolué récemment. Les chercheurs concluent en outre que la bande vertébrale évolue rapidement chez les anoures, ce qui peut permettre aux espèces de s’adapter aux changements environnementaux ou aux conditions variables.
Cette étude est la première étude à grande échelle de la valeur adaptative de la bande vertébrale anoure, dont l’histoire évolutive n’a, jusqu’à présent, pas été bien comprise. Cette étude établit également pour la première fois un lien entre le gène ASIP et un motif de couleur chez les anoures. L’ASIP est un gène bien étudié chez les mammifères, connu pour être lié à la production de mélanine et à la variation de couleur. Le fait qu’il soit lié aux motifs de couleur chez les grenouilles ouvre de nouvelles voies de recherche sur les motifs de couleur des anoures et des études comparatives entre vertébrés.
« Nos découvertes établissent que la bande vertébrale chez les grenouilles et les crapauds détient un grand potentiel dans le domaine de la biologie évolutive car elle représente un exemple clair d’évolution répétée. L’étude de ce motif de couleur chez d’autres espèces peut donc nous aider à comprendre dans quelle mesure l’évolution utilise de manière prévisible les mêmes voies moléculaires lorsque des phénotypes identiques évoluent sous des pressions de sélection similaires », a déclaré Sandra Goutte, Ph.D., associée de recherche au laboratoire de génomique évolutive de NYUAD. « L’identification du rôle de l’ASIP dans la coloration des anoures par notre équipe peut également guider de futures études comparatives entre vertébrés. »
Plus d’information:
Sandra Goutte et al, Les analyses génomiques révèlent l’association de l’ASIP avec un motif de couleur adaptatif en évolution récurrente chez les grenouilles, Biologie moléculaire et évolution (2022). DOI : 10.1093/molbev/msac235