L'épigénétique fait littéralement référence à ce qui se superpose à la génétique. Les processus épigénétiques expliquent comment l'exposition continue aux facteurs environnementaux façonne rapidement les réponses adaptatives.
Ces processus d'adaptation sont essentiels à la survie de toutes les espèces, en particulier dans un environnement en constante évolution. Si vous voulez connaître les particularités de cette branche scientifique, continuez à lire.
Tout l'héritage génétique n'est pas obtenu par les gènes
Depuis l'école, nous apprenons que des traits comme la couleur des yeux et la texture des cheveux sont régis par les gènes, les parties de l'ADN codant pour les protéines qui sont héritées, mais ce n'est qu'une partie du processus.La vérité est que les gènes, codés par des bases azotées, ne représentent que 1,5 % de l'ADN total.
Qu'arrive-t-il à cet énorme 98,5 % restant ? Eh bien, ce n'est pas complètement connu. Ces parties non codantes pourraient être considérées comme similaires au Deep Web. Par analogie, les informations qui y sont contenues ne sont pas accessibles via un navigateur traditionnel.
L'épigénome est également hérité
Jusqu'à présent, des séquences qui ne codent pas pour des protéines sont connues, mais sont la cible de processus de régulation génique. Ainsi, il a été décrit que ces séquences non codantes peuvent être "marquées" et que ces marques constituent un système qui régit l'expression des gènes. C'est ce qu'on a appelé l'épigénome.
L'épigénétique fonctionne par le biais de marqueurs ou de marques chimiques qui, ajoutés aux chromosomes ou aux histones, activent ou désactivent les gènes.
Le nouveau phénotype qui en résulte est transmis d'une cellule à ses cellules filles lors de la division cellulaire, mais il est également hérité d'un être vivant à sa progéniture. Ces traits peuvent être maintenus pendant plusieurs générations. Voici quelques exemples de changements épigénétiques dans le règne animal.
La carapace défensive de la puce d'eau
Les puces d'eau douce appartiennent à un genre de crustacés planctoniques appelé Daphnia. Ces petits peuvent détecter les produits chimiques produits par leurs prédateurs lorsqu'ils sont dans les parages.
Ainsi, en apercevant cette menace, une sorte de mur défensif se développe. Plus précisément, l'animal subit des modifications de l'architecture de la carapace, ce qui augmente l'épaisseur et la rigidité de la procuticule.
De plus, ces invertébrés montrent également des changements plus sophistiqués qui s'adaptent à la stratégie de chasse de chaque prédateur. Par exemple, D. pulex développe des "crocs" qui contrecarrent l'emprise des larves du fantôme nain Chaoborus (Diptera).
Au contraire, en présence du prédateur Notonecta glauca, l'espèce Dapnia longicephala développe des crêtes qui gênent la pénétration du museau du prédateur. Ces transformations de la puce d'eau sont dues à l'épigénétique.
Aussi impressionnant que cela puisse paraître, le plus frappant est que leur progéniture naîtra également avec de tels casques, et souvent ce phénomène se poursuit même chez leurs petits-enfants. Ainsi, la défense est héritée entre les générations.
Épigénétique et adaptation au changement climatique
En 2016, des scientifiques canadiens ont démontré qu'une population de raies (Leucoraja ocellata), qui habite le sud du golfe du Saint-Laurent, a diminué en réponse au réchauffement des eaux. Ils ont réduit leur taille corporelle de 45 % par rapport aux autres populations.
Les scientifiques ont rapporté que ces raies s'étaient adaptées aux températures de l'eau chaude, qui sont environ 10 °C plus chaudes que les autres sites du golfe.Il s'agit d'une adaptation importante, car lorsque l'océan se réchauffe, la teneur en oxygène diminue, ce qui rend difficile pour les plus gros poissons de s'oxygéner correctement.
L'étude a détecté 3653 changements dans l'expression de leurs gènes qui reflétaient, en plus du changement de taille corporelle, d'autres associés à des processus physiologiques. Hormis les variations épigénétiques détectées, la séquence de ses gènes était identique à celle d'une autre population de raies atlantiques.
L'étude des changements épigénétiques produits par les insecticides
L'exposition aux insecticides exerce une forte pression sur les espèces d'insectes, car sans aucun mécanisme de résistance elles ne survivront pas. L'utilisation d'insecticides dans les programmes de lutte contre les vecteurs et les ravageurs est incontournable pour des raisons de santé publique et dans l'agriculture industrielle.
Les preuves suggèrent qu'en plus des mécanismes de résistance connus, les processus épigénétiques peuvent jouer un rôle important.Les modifications épigénétiques de l'ADN en réponse à l'exposition aux insecticides pourraient créer un mode d'action sensible pour améliorer l'adaptation précoce. Pour cette raison, c'est un domaine de recherche scientifique intense.