Longfin squid embryos at a late stage of development.

Les cerveaux des calmars et des humains se développent de la même manière malgré leurs divergences il y a 500 millions d’années

Les scientifiques qui ont observé les cellules nerveuses se connecter à l’intérieur des yeux des calmars en croissance ont découvert un secret remarquable : le cerveau des céphalopodes a évolué indépendamment pour se développer de la même manière que le nôtre.

La découverte, faite à l’aide de caméras haute résolution focalisées sur les rétines d’embryons de calmar à nageoires longues (), révèle que, malgré 500 millions d’années d’évolution divergente, le schéma de base de l’évolution complexe des cerveaux et des systèmes nerveux peut être le même à travers un large éventail d’espèces.

L’intelligence de céphalopodes – une classe d’animaux marins qui comprend des poulpes, des calmars et des seiches – a longtemps été un sujet de fascination parmi les biologistes. Contrairement à la plupart des invertébrés, ces animaux possèdent des mémoires remarquables ; utiliser des outils pour résoudre des problèmes ; exceller dans le camouflage; réagir avec curiosité, ennui ou même malveillance ludique à leur environnement; et peuvent rêver, si les ondulations de couleurs qui clignotent sur leur peau pendant leur sommeil sont une indication.

Maintenant, cette nouvelle étude, publiée le 5 décembre 2022 dans la revue Biologie actuellesuggère que les éléments clés de la formule de l’intelligence avancée, du moins sur Terre, restent les mêmes.

« Nos conclusions étaient surprenantes car une grande partie de ce que nous savons sur le développement du système nerveux chez les vertébrés a longtemps été considérée comme étant spéciale à cette lignée », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Kristen Koenigun biologiste moléculaire à l’Université de Harvard, a déclaré dans un déclaration. « En observant le fait que le processus est très similaire, ce qu’il nous a suggéré, c’est que ces deux [lineages] ont évolué indépendamment de très grands systèmes nerveux en utilisant les mêmes mécanismes pour les construire. Ce que cela suggère, c’est que ces mécanismes – ces outils – que les animaux utilisent pendant le développement peuvent être importants pour la construction de grands systèmes nerveux. »

Pour étudier les cerveaux en développement des embryons de calmar, les scientifiques ont utilisé des colorants fluorescents pour marquer un type spécial de cellules souches appelées cellules progénitrices neurales, avant d’étudier leur développement avec des clichés réguliers de 10 minutes à partir de caméras de microscope. Les caméras ont examiné les rétines, où se trouvent environ les deux tiers du tissu neural d’un calmar.

Tout comme chez les vertébrés, les chercheurs ont vu les cellules progénitrices des calmars s’organiser en une structure appelée épithélium pseudostratifié – une structure longue et dense qui constitue une étape cruciale dans la croissance de tissus volumineux et complexes. Les chercheurs ont noté que la taille, l’organisation et le mouvement du noyau de la structure étaient remarquablement similaires aux mêmes épithéliums neuronaux chez les vertébrés ; quelque chose qui était autrefois considéré comme une caractéristique unique qui permettait aux animaux à la colonne vertébrale de développer des cerveaux et des yeux sophistiqués.

Ce n’est pas la seule fois que des scientifiques ont repéré des céphalopodes partageant avec nous des schémas neurologiques communs. Tout comme les humains, les poulpes et les calmars possèdent également une grande variété de microARN (petites molécules qui contrôlent l’expression des gènes) présents dans leur tissu neural.

Ensuite, l’équipe souhaite examiner comment et quand différents types de cellules dans le calmar émergent à mesure que les tissus se développent et comparer ce processus à celui observé dans les embryons de vertébrés. Si le modèle de croissance est le même, alors peut-être que le calendrier pourrait l’être aussi.

« L’un des grands enseignements de ce type de travail est à quel point il est précieux d’étudier la diversité de la vie », a déclaré Koenig. « En étudiant cette diversité, vous pouvez réellement revenir à des idées fondamentales sur même notre propre développement et nos propres questions biomédicales pertinentes. Vous pouvez vraiment parler de ces questions. »

A lire également