Les poissons clones livrent leurs secrets

  • Forum
  • Le 7 mars 2016

  • Mathieu-Robert Sauvé
Les cyprinidés étudiés par Christelle Leung sont génétiquement identiques.

Les cyprinidés étudiés par Christelle Leung sont génétiquement identiques.

Crédit : Christelle Leung.

En 5 secondes

Christelle Leung mène des travaux de doctorat en sciences biologiques sur une espèce de poisson qui se reproduit par clonage. Un modèle parfait pour comprendre les mécanismes de l'épigénétique.

À première vue, tous les ménés se ressemblent. Erreur! Au moins 19 espèces de cyprinidés vivent dans les lacs et cours d'eau du Québec. À y regarder de plus près, l'une de ces espèces est même une rareté de la nature, puisqu'elle se reproduit par clonage.

Dans une population, tous les individus sont des femelles et présentent exactement le même bagage génétique. C'est le méné hybride Chrosomus eos-neogaeus.

«Les femelles déposent leurs œufs au fond de l'eau et ceux-ci entament leur croissance grâce à la semence d'un mâle, mais les spermatozoïdes ne fécondent pas les œufs. Les embryons sont donc d'exactes copies de leur mère», dit Christelle Leung, étudiante au doctorat dans le laboratoire de Bernard Angers (qui dirige sa thèse avec Sophie Breton), professeur au Département de sciences biologiques de l'Université de Montréal.

Phénomène rare, sinon exceptionnel chez les vertébrés, la reproduction par clonage devrait avoir pour effet de réduire la diversité au sein de l'espèce, la rendant ainsi plus vulnérable aux variations environnementales telles des épidémies qui pourraient la décimer. Mais non, elle donne naissance à des individus aux couleurs et aux formes variées. Les chercheurs montréalais ont montré, au terme d'une étude approfondie de milliers de poissons pêchés dans une centaine de lieux, que la capacité d'acclimatation est presque équivalente à celle qui existe dans une population sexuée. «Ce résultat nous a étonnés, car nous nous attendions à une plus faible variabilité morphologique chez les individus génétiquement identiques», précise Mme Leung, qui devrait déposer sa thèse l'été prochain.

Des poissons diversifiés

La reproduction sexuée permet de produire des individus génétiquement différents les uns des autres. On observe une grande variété d'individus à l'intérieur d'une population aux génomes dissemblables, ce qui confère à l'espèce le bagage nécessaire pour affronter diverses conditions environnementales. Une population de ménés à ventre citron (Chrosomus neogaeus), par exemple, est composée de mâles et de femelles aux nageoires plus longues ou plus courtes, à la gueule plus ou moins proéminente et aux lignes jaunes prononcées ou ternes. Sans surprise, une expérimentation en laboratoire confirme qu'un groupe d'individus génétiquement différents va présenter plus de variations morphologiques qu'un groupe dont les individus sont génétiquement identiques. Or, l'observation des femelles génétiquement identiques dans leur milieu naturel révèle tout autant de différences morphologiques. «Regardez ici, indique la chercheuse en montrant des photos de la tête en haute définition. Plusieurs indicateurs annoncent une variabilité morphologique qu'on ne relevait pas en milieu contrôlé, soit quand on les fait grandir dans un aquarium en laboratoire.»

Le fait que l'hybride a absolument besoin d'une espèce parente pour permettre aux embryons de se développer dans l'œuf explique qu'on ne trouve jamais les ménés hybrides seuls dans un lac. Ce compagnonnage obligatoire contraint ainsi l'hybride à s'acclimater aux mêmes conditions environnementales qu'une des espèces parentes qui, elle, est sexuée. L'absence de variations génétiques chez les clones limiterait en principe leur aire de répartition, mais cela n'a guère nui à cet hybride, puisqu'on le rencontre partout dans la région laurentienne.

La clé de l'énigme réside dans l'épigénétique, soit l'ensemble des processus permettant de modifier l'expression des gènes sans changer la séquence d'ADN. En d'autres termes, ce sont les conditions de la croissance qui ont permis à tel ou tel caractère de se développer. Preuve que l'environnement, la nutrition et d'autres facteurs influencent l'expression des gènes.

«Le mode de reproduction qu'on étudie ici donne des résultats assez proches de ceux liés à la reproduction sexuée, privilégié au cours de l'évolution en matière de diversité des phénotypes. Mais rien ne dit qu'il s'avérera gagnant sur une longue période. Il faudrait revenir dans 200 000 ans pour le vérifier!» illustre Bernard Angers. En tout cas, cette plasticité phénotypique vaut aussi pour l'être humain. C'est pourquoi deux jumeaux identiques élevés dans des milieux différents donneront des individus distincts l'un de l'autre.

Des ménés qui s'acclimatent

L'originalité de l'expérimentation de Christelle Leung vient du fait qu'elle a recueilli des cyprinidés dans une grande variété de milieux : forestier, urbain, agricole. «Ces poissons peuvent se retrouver dans des conditions très difficiles. On peut donc noter différentes stratégies d'adaptation», souligne la biologiste.

Intéressée depuis plusieurs années par la recherche en sciences biologiques, Christelle Leung a consacré sa maîtrise à la reproduction des perchaudes du lac Saint-Pierre : comment retrouvent-elles leur lieu de naissance et pourquoi y retournent-elles?

Pour ses études de doctorat, elle a pêché des milliers de ces petits poissons, qu'elle a ensuite analysés en laboratoire. «Comme ils n'intéressent pas les pêcheurs, sauf en guise d'appâts, les ménés sont souvent perçus comme des espèces sans intérêt. Mais pour nous, ils ont de précieux secrets à livrer», mentionne-t-elle.

Sa formation l'amènera, espère-t-elle, encore plus loin sur le chemin de la recherche scientifique. À moins qu'elle emprunte la voie de la communication scientifique. Au cours de ses travaux, elle a d'ailleurs accompagné un enseignant du secondaire de Drummondville qui voulait initier ses élèves à l'identification génétique d'espèces de ménés recueillies dans la nature.