Voilà pourquoi les serpents n’ont pas de pattes

Dans la Genèse, le serpent est privé de ses pattes pour avoir poussé Adam et Ève à manger la pomme de l'arbre de la connaissance dans le jardin d'Eden. Cette explication n'étant pas très satisfaisante pour les scientifiques, ceux-ci ont donc mené l'enquête sur l'histoire évolutive du reptile.

Martin Cohn, professeur de génétique moléculaire et de microbiologie à l'Université de Floride, et Francisca Leal, doctorante, ont découvert qu'une série de mutations sur le gène Sonic hedgehog (SHH) aurait provoqué la perte des membres des serpents il y a environ 100 millions d'années, au Crétacé supérieur. Ils ont publié cette hypothèse dans le journal Current Biology la semaine dernière.

Selon le registre fossile, les serpents possédaient un lot complet de membres antérieurs et postérieurs il y a 150 millions d'années. Comme le montre la vidéo ci-dessous, on peut encore observer les vestiges de ces membres chez le python sous la forme de petites griffes noires situées sur le ventre de l'animal.

« Ces articulations vestigiales nous donnent de précieuses indications sur l'histoire évolutive des serpents ; ils ont conservé une partie importante du système de développement des membres, » ajoute Cohn. « Ces résultats suggèrent que les pattes n'ont pas complètement disparu, et que les embryons de python développent le support squelettique nécessaire à la formation des pattes avant que la partie distale du membre ne dégénère au cours de l'embryogenèse. »

Le gène Sonic hedgehog est essentiel dans le contrôle du développement des membres, et selon cette nouvelle étude, le trio de mutations apparues il y a 100 millions d'années ont diminué la fréquence de l'expression du gène. Ensemble, les mutations ont contribué à la disparition du site d'initiation de la transcription de Sonic hedgehog, c'est-à-dire l'endroit où les protéines et l'ADN se lient. Au cours de la formation des membres, l'amplificateur, la partie de l'ADN responsable de l'expression du gène, agit comme un interrupteur. Ici, les mutations ont éradiqué cet amplificateur et le développement des pattes n'est jamais amorcé.

En comparant l'ADN des serpents et des lézards, Cohn et Leal ont découvert que certains serpents, comme les cobras et les vipères, ne possédaient pas de vestiges de membres, contrairement aux pythons et aux boas.

« Les résultats nous indiquent que le développement des membres du python est beaucoup plus avancé que ce que nous pensions, » explique Cohn dans un communiqué de presse. « Ils possèdent des pattes embryonnaires mais les cellules ne terminent pas le processus de développement du squelette. »

Tandis que les pythons possèdent trois sites de suppression de l'amplificateur du gène hedgehog (ZRS), une dégradation similaire de ZRS est présente chez le boa constrictor, ajoute Cohn. « Chez les serpents les plus 'avancés', qui n'ont pas la moindre trace de pattes vestigiales, les mutations de ZRS sont bien plus importantes et étendues que chez les pythons et boas, » explique-t-il.

Outre l'étude du gène Sonic hedgehog, les chercheurs ont examiné les amplificateurs des gènes Hoxd, qui contrôlent la formation des doigts et des doigts de pied. Étonnamment, ceux-ci n'étaient pas dégradés.

« Nous avons découvert que les embryons de python développaient non seulement un fémur, mais aussi un tibia, un péroné et des os du pied, » poursuit Cohn. « Cependant, ces structures dégénèrent avant d'être parfaitement formées, car elles ne sont que provisoires. »

En bref, le python développe des pattes avant de les perdre lors des derniers stades de la vie embryonnaire, comme si chaque membre de l'espèce était condamné à revivre la chute du jardin d'Eden avant sa naissance.