Pour la première fois dans l’histoire de la biologie, des chercheurs ont réussi à transférer un comportement spécifique d’une espèce à une autre. Cette prouesse, réalisée chez deux espèces de mouches à fruits, bouleverse notre compréhension de la génétique et du comportement animal. L’étude, menée par des scientifiques de l’Université de Nagoya, montre qu’un simple gène peut recâbler le cerveau et induire un comportement totalement inconnu chez l’espèce réceptrice, sans apprentissage ni exposition sociale.
Comprendre le rôle du gène Fru
Au cœur de cette découverte se trouve le gène Fru, présent chez plusieurs espèces de drosophiles. Ce gène contrôle des comportements de parade nuptiale très différents selon les espèces : Drosophila melanogaster se courtise en chantant, tandis que Drosophila subobscura régurgite de la nourriture pour séduire sa partenaire. Les chercheurs ont identifié que ce gène pouvait agir sur des circuits neuronaux spécifiques pour produire ces comportements, mais que ces circuits variaient selon les espèces.
En utilisant des techniques de manipulation génétique et l’optogénétique, l’équipe a activé le gène Fru dans un ensemble précis de neurones producteurs d’insuline chez D. melanogaster. Cette activation a recréé des connexions neuronales inédites, permettant aux mouches chanteuses de réaliser le « don de nourriture », un comportement qui leur était totalement étranger.
Le recâblage neuronal : activer un comportement latent
La clé de cette réussite réside dans la découverte que certains comportements peuvent rester latents, cachés dans le câblage neuronal d’une espèce. Les scientifiques ont montré que le comportement de don n’exigeait pas l’apparition de nouveaux neurones, mais simplement un recâblage ciblé de neurones préexistants. Cette observation illustre que de petits changements génétiques dans des circuits spécifiques peuvent engendrer des comportements radicalement différents, offrant un aperçu fascinant de l’évolution comportementale.
L’expérience a été conduite en introduisant de l’ADN dans les embryons, de manière à ce que certaines cellules cérébrales produisent des protéines activées par la chaleur. L’activation ciblée de ces neurones a permis d’observer directement le transfert du comportement. Le processus a démontré que la programmation génétique et le câblage neuronal jouent un rôle central dans la manifestation de comportements complexes, indépendamment de tout apprentissage social.
Implications pour l’évolution et la recherche biologique
Ces résultats, publiés dans Science, remettent en question l’idée selon laquelle l’évolution de nouveaux comportements nécessite l’émergence de structures neuronales entièrement nouvelles. Au contraire, il suffit parfois de modifier la connectivité d’un petit nombre de neurones pour générer des comportements totalement inédits. Ce mécanisme pourrait expliquer comment certaines espèces ont diversifié leurs stratégies de reproduction au fil des millions d’années.
La recherche met également en lumière des parallèles potentiels avec la biologie humaine. Les drosophiles partagent environ 60 % de leur patrimoine génétique avec l’homme, et de nombreuses maladies génétiques humaines présentent des équivalents chez ces insectes. Comprendre comment un gène unique peut influencer le comportement chez les drosophiles pourrait ouvrir des pistes pour étudier l’impact des gènes sur le comportement et même certaines pathologies neurologiques chez l’Homme.
Perspectives et futur de la recherche
Ce qui rend cette expérience encore plus remarquable, c’est que le transfert de comportement s’est produit sans apprentissage ou imitation. Les mouches réceptrices ont exécuté des actions totalement étrangères à leur espèce, simplement grâce à la reprogrammation de leurs circuits cérébraux. Les chercheurs considèrent que cette découverte révèle l’existence de « programmes comportementaux » latents, potentiellement présents mais silencieux dans d’autres espèces, y compris l’homme.
L’étude ouvre de nouvelles perspectives pour la neurobiologie et la génétique comportementale. Elle montre que de simples modifications génétiques ciblées peuvent produire des changements comportementaux majeurs, et que certaines stratégies de survie ou de reproduction peuvent être « cachées » dans le génome, attendant le bon déclencheur moléculaire pour se manifester.
Ces travaux soulignent l’importance des drosophiles comme modèles scientifiques. Grâce à elles, les chercheurs ont pu tracer avec précision la carte neuronale la plus détaillée d’un cerveau d’insecte et comprendre comment des comportements complexes peuvent être modulés génétiquement. Ils montrent également que l’évolution peut exploiter des circuits préexistants pour générer de nouvelles stratégies, sans créer de structures entièrement nouvelles.
