Projet de recherche BR/175/PI/PARAWINGS (Action de recherche BR)
DESCRIPTION DU PROJET
Contexte
Depuis Darwin, beaucoup de biologistes évolutionnistes se sont cassés la tête sur l’évolution récurrente et rapide de traits identiques mais complexes au fil du temps. Des développements récents en biologie moléculaire et développementale ont permis aux biologistes évolutionnaires d’acquérir une certaine compréhension préliminaire de la façon don’t des mécanismes moléculaires pourraient sous-tendre l’acquisition et la perte de traits à des échelles de temps limitées. Mais nous n’avons toujours pas de vue compréhensive de la façon don’t ces mécanismes fonctionnent à des échelles de temps évolutionnaire plus longues. Ces compréhensions ont été fortement entravées par le fait qu’il est difficile de retracer la base génomique d’un même trait phénotypique dans des espèces éloignées, et de reconstituer la séquence entière de la région génomique.
Objectifs généraux
Dans le projet proposé, nous aborderons ces questions par l’exploration de la base génomique sous-tendant l’évolution répétée du développement des ailes à travers la lignée des carabes. Dans cette famille de coléoptères se retrouvent des espèces aux ailes entièrement développées (les espèces macroptéreuses), des espèces aux ailes réduites (les espèces brachyptéreuses) et des espèces don’t les individus peuvent avoir des ailes entièrement développées ou bien des ailes réduites (espèces aux ailes dimorphes). Ce dimorphisme des ailes a évolué de manière répétée dans toute la famille des carabidés et nous permettra de (i) décrypter comment un seul élément génomique pourrait sous-tendre le développement d’un trait tellement complexe et (ii) de découvrir si la même ou une autre région génomique est impliquée dans l’évolution répétée du dimorphisme des ailes dans toute cette famille de coléoptères.
Méthodologie
Dans ce projet nous profiterons pleinement de la propriété unique des espèces au dimorphisme des ailes en montrant cette variation intraspécifique prononcée dans le développement des ailes. Ceci nous permet d’associer la variation phénotypique (la taille des ailes) à la variation génétique à l’échelle de tout le génome et donc de retracer la région génomique sous-tendant ce trait dans des espèces multiples distribuées sur toute la lignée. Puis nous implémenterons un outil génomique médical récemment développé, la Targeted Locus Amplification (TLA), afin de reconstituer la séquence entière de cette région. La combinaison de ces approches ajoutera une importante couche à la compréhension de l’évolution récurrente de traits complexes, et de la base génomique de l’évolution adaptative en général.
La nature de l’interdisciplinarité
La recherche de la base génomique sous-tendant la variation des traits est fortement basée sur des outils génomiques et bio-informatiques développés dans le domaine de la génétique médicale. La méthodologie TLA proposée sera menée en collaboration étroite avec un spin-off de l’Université d’Utrecht. Jusqu’à présent, cette méthodologie a été seulement utilisée dans le domaine de la génétique médicale.
Impact potentiel
Les Hommes ont un impact écrasant sur notre environnement. La capacité des organismes de s’adapter génétiquement à ces changements reste aujourd’hui peu comprise ; il est supposé qu’elle dépende fortement de (i) la variation génétique sous-tendant des traits d’importance écologique et (ii) l’architecture génétique sous-tendant ces traits. Un examen de la base moléculaire sous-tendant les traits qui déterminent fortement les taux d’extinction (c.-à-d. les traits de dispersion dans le présent projet) aura un impact considérable sur nos capacités prédictives sur le taux et la propension des espèces de s’adapter rapidement à un changement environnemental provoqué par l’Homme.
Produits finaux
Le résultat de cette recherche sera publié dans des revues scientifiques, parmi lesquelles nous visons des revues à impact élevé, et sera diffusé vers un public plus large, incluant des non-spécialistes, via des canaux d’information et des revues de vulgarisation scientifique.
PARAWINGS sur le site web Brain-be
Extending the genomic toolbox to decipher lineage-wide parallel wing evolution (PARAWINGS) : final report
Henderickx,Frederik - De Corte, Zoé Brussels : Belgian Science Policy, 2020 (SP2859)
[Pour télécharger]
