À quoi ressemblait l’ancêtre de tous les vertébrés – y compris les humains – ?
Une étude menée par la Chine et présentée en couverture de Science suggère qu’un indice important pourrait résider dans le cerveau d’une lamproie, un ancien poisson sans mâchoire souvent décrit comme un fossile vivant. La recherche a révélé que l’ancêtre commun des vertébrés possédait peut-être déjà un cerveau étonnamment complexe il y a environ 500 millions d’années.
L’étude a été menée par des chercheurs de BGI Research, de l’Institut de zoologie de Kunming dépendant de l’Académie chinoise des sciences et de l’Université normale du Liaoning.
L’étude s’est concentrée sur la lamproie d’Extrême-Orient (Lethenteron reissneri), une espèce dont les ancêtres ont divergé de ceux des poissons, oiseaux, mammifères et humains modernes il y a des centaines de millions d’années. Parce que son plan corporel de base a relativement peu changé depuis, les scientifiques le considèrent comme l’un des meilleurs modèles vivants pour étudier les origines du cerveau des vertébrés.
En utilisant la transcriptomique spatiale et le séquençage de l’ARN mononucléaire, l’équipe a créé le premier atlas unicellulaire tridimensionnel du cerveau d’une lamproie, analysant plus de 460 000 cellules dans 14 principales régions du cerveau.
Les chercheurs ont découvert que l’ancêtre commun des vertébrés possédait déjà un cerveau hautement régionalisé, avec des régions distinctes spécialisées pour différentes fonctions. Bon nombre des structures cérébrales fondamentales observées aujourd’hui chez les vertébrés semblent avoir été établies bien plus tôt qu’on ne le pensait auparavant.
Les résultats remettent en question l’idée selon laquelle les cerveaux complexes des vertébrés auraient progressivement évolué à partir d’un simple système nerveux ancestral. Au lieu de cela, ils suggèrent qu’une grande partie du modèle du cerveau des vertébrés modernes était déjà en place il y a un demi-milliard d’années.
En comparant les lamproies avec d’autres vertébrés, les chercheurs ont également découvert que l’évolution du cerveau était en partie motivée par une spécialisation neuronale croissante. Les premiers vertébrés semblent s’être appuyés davantage sur des cellules nerveuses fonctionnant à grande échelle, tandis que les groupes de vertébrés ultérieurs ont développé des neurones plus spécialisés avec des rôles distincts.
Les résultats fournissent de nouvelles informations sur la façon dont les cerveaux des vertébrés se sont diversifiés au fil du temps et offrent une image plus claire de la manière dont les cerveaux complexes observés chez les animaux modernes – y compris les humains – ont évolué à partir de leurs anciens ancêtres.
(Couverture via VCG)
