Certains vers sont génétiquement prédisposés à mourir avant d'atteindre un âge avancé, ce qui semble profiter à la colonie en réduisant la demande alimentaire, selon une nouvelle étude menée par l'University College London.
L'étude de modélisation, publiée dans Aging Cell , fournit la première preuve d'une mort adaptative programmée chez un animal qui a évolué en raison des avantages pour la communauté.
L'auteur principal, le professeur David Gems (UCL Institute of Healthy Aging) a déclaré :« Selon la théorie de l'évolution, la mort altruiste pour laisser plus de nourriture à vos proches ne peut normalement pas évoluer. En effet, d'autres personnes qui vivent plus longtemps consommeraient les ressources laissées par des camarades altruistes et les surpasseraient, dans ce qu'on appelle une tragédie des biens communs.
"Mais on a récemment découvert que le C. élégans les vers ronds vivent en colonies de vers identiques, ce qui empêcherait les vers à longue durée de vie avec des gènes différents de prendre le relais. »
Les chercheurs expliquent que les théoriciens de l'évolution croyaient à l'origine que le vieillissement évoluait pour réduire la population afin d'augmenter la disponibilité de nourriture pour les jeunes, mais les scientifiques ont depuis montré que cela ne peut pas être vrai pour la plupart des espèces animales, car les non-altruistes à longue durée de vie seraient généralement favorisés par sélection naturelle.
Cependant, certains organismes possèdent ce qui semble être des programmes d'autodestruction, les empêchant de vivre au-delà d'un certain âge. Par exemple, dans le petit ver rond C. élégans , les mutations de gènes particuliers peuvent augmenter considérablement leur durée de vie, probablement en désactivant le programme de raccourcissement de la vie.
Dans la présente étude, les chercheurs de l'UCL ont étudié les spécificités du C. élégans cycle de vie pour comprendre pourquoi la mort programmée peut fonctionner pour eux, en concevant des modèles informatiques d'un C. élégans colonie poussant sur un approvisionnement alimentaire limité. Ils ont testé si une durée de vie plus courte augmenterait la capacité de reproduction des colonies, en générant l'équivalent de graines de colonies (une forme de dispersion du ver appelée dauer).
Ils ont constaté qu'une durée de vie plus courte, ainsi qu'une durée de reproduction plus courte et un taux d'alimentation des adultes réduit, augmentaient le succès de reproduction de la colonie.
Le premier auteur, le Dr Evgeniy Galimov (UCL Institute of Healthy Ageing) a déclaré :"On sait depuis des années que la mort cellulaire programmée profite aux organismes vivants, mais nous réalisons maintenant qu'il existe également une mort programmée des organismes, qui peut profiter aux colonies animales."
Les résultats ont des implications majeures pour les études sur la biologie du vieillissement, dont la plupart sont menées à l'aide de C. élégans . D'autres animaux ont des gènes similaires aux gènes du ver raccourcissant la durée de vie qui favorisent les maladies en fin de vie, donc une meilleure compréhension de la fonction des gènes pourrait contribuer à la recherche médicale.
Mais les chercheurs avertissent que leurs dernières découvertes sont spécifiques aux vers dont les cycles de vie sont adaptés à un tel mécanisme adaptatif.
Le professeur Gems a déclaré:«Nos résultats sont cohérents avec l'ancienne théorie selon laquelle le vieillissement est bénéfique d'une certaine manière, car ils montrent comment l'augmentation de la disponibilité alimentaire pour vos proches en mourant tôt peut être une stratégie gagnante, que nous appelons le sacrifice du consommateur. Mais la mort adaptative ne peut évoluer que dans certaines conditions particulières où les populations d'individus étroitement apparentés ne se mélangent pas avec des personnes non apparentées. Il n'est donc pas prévu que cela s'applique aux humains, mais cela semble se produire souvent chez les micro-organismes coloniaux. »
Le Dr Galimov a poursuivi :« Il semble possible que la mort adaptative puisse se produire chez certains types de saumons, qui fraient et meurent en grand nombre dans le cours supérieur des rivières. Il a été démontré que le saumon mort en décomposition nourrit les alevins de saumon. Nous appelons cette forme de sacrifice adaptatif de la biomasse mortelle. »
Le travail illustre comment la réduction de l'aptitude évolutive des individus peut augmenter l'aptitude des communautés dans les organismes qui vivent en colonies.
Les auteurs disent que la prochaine étape de leur travail consiste à étudier le C réel. élégans colonies pour tester les comportements prédits par le modèle, puis utiliser ces connaissances pour créer des modèles plus réalistes afin de comprendre la mort adaptative.
Référence :"Une durée de vie plus courte et une fécondité réduite peuvent augmenter la valeur adaptative de la colonie dans Caenorhabditis elegans virtuelle ” par Evgeniy R. Galimov et David Gems, 17 avril 2020, Aging Cell .
DOI :10.1111/acel.13141
Ce travail a été financé par Wellcome, avec le soutien du BBSRC.
