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En 1809, le naturaliste français Jean Baptiste de Lamarck a proposé la loi de l’hérédité des traits acquis. Selon elle, les traits qui s’acquièrent dans la vie seraient transmissibles aux générations suivantes. Par exemple, selon Lamarck, ces girafes qui allongeaient leur cou transmettaient ce trait à leurs descendants, ce qui expliquerait les caractéristiques du cou des girafes modernes.
De diverses études, on sait que les traits acquis ne sont pas encodés dans l’ADN d’un individu, et il n’y a donc pas suffisamment de consensus scientifique pour affirmer qu’ils peuvent être transmis à la progéniture lors de la reproduction. Pour qu’un trait soit transmis à la génération suivante, il doit être dans votre ADN. Compte tenu de cela, la théorie de Lamarck a été presque complètement rejetée après 1930.
Actuellement, un trait acquis est défini comme une caractéristique qui produit un phénotype à la suite d’une influence environnementale . Un phénotype est l’expression du génotype, c’est-à-dire des traits observables (couleur des yeux, taille, groupe sanguin, entre autres) ; Le génotype constitue les gènes d’un organisme.
Malgré le rejet de la théorie de Lamarck, des phénomènes ont été observés depuis les années 1990 qui montrent apparemment ce qui semble être un héritage de traits acquis. Des études ont été menées à cet égard sur des organismes tels que des plantes, des vers et des spermatozoïdes de certains mammifères.
Héritage des caractères acquis chez les plantes
En 1962, dans une étude de l’University College of Wales, il a été observé que les plantes de lin cultivées dans des milieux riches en nutriments présentaient un poids trois fois plus élevé que celles cultivées dans des milieux pauvres en nutriments. Ce trait a été transmis pendant six générations, quelles que soient les conditions de culture employées par la suite. Voyant cela, les chercheurs ont conclu que l’induction de nouveaux traits peut être transmise, en fonction des conditions environnementales et de la constitution génétique des plantes.
Au cours des années 1990, d’autres cas d’hérédité de caractères acquis ont été signalés : nanisme chez le riz, temps de maturation différents chez les hybrides entre blé et seigle, et floraison précoce chez les plantes de lin, étaient des caractères induits qui se transmettaient également de manière stable sur au moins deux générations.
Cependant, la base moléculaire de l’hérédité des traits acquis n’est pas entièrement connue. On pense que les modifications de l’expression génique ne sont pas induites par une altération de la séquence nucléotidique, c’est-à-dire qu’elles ne se produisent pas en raison de mutations. Au lieu de cela, on considère que la modification des phénotypes se produit en raison de certains autres facteurs qui répondent de manière réversible aux stimuli externes.
Héritage des traits acquis chez les animaux
En 2011, une étude du Columbia University Medical Center (CUMC) a expérimenté des vers ronds qui ont développé une résistance à un virus et ont pu transmettre cette immunité à leur progéniture pendant des générations consécutives. C’est la preuve directe qu’un trait acquis peut être hérité sans que l’ADN ne soit impliqué.
Dans leur étude, les chercheurs ont considéré que l’interférence de l’acide ribonucléique (ARNi) était impliquée dans l’hérédité des caractères acquis. Normalement, l’ARNi est impliqué dans la défense contre les virus. Lorsqu’un virus infecte une cellule, l’ARNi décompose l’acide ribonucléique messager (ARNm) qui est normalement présent dans la cellule et qui est compatible avec le virus. De cette façon, le virus ne peut pas se reproduire.
La production d’ARNi peut être favorisée artificiellement en livrant le virus à des individus en bonne santé. L’activité immunitaire résultant de cette procédure est observée chez les animaux traités et leur progéniture. Les chercheurs ont conclu que la capacité à repousser le virus est « mémorisée » sous forme d’ARN viral, qui est ensuite transmis aux générations suivantes.
D’autre part, il est connu que l’ARN des spermatozoïdes peut médier la transmission des phénotypes acquis paternellement, et ceux dérivés du stress mental et des troubles métaboliques induits par l’alimentation. Cependant, on ne sait toujours pas combien de types de traits acquis peuvent être transmis à la progéniture via le sperme, et dans quelles circonstances cela se produit.
Chez l’homme, quelques cas d’hérédité de traits acquis ont été rapportés. L’une d’elles est fréquemment mentionnée, celle des mères néerlandaises enceintes souffrant de malnutrition, dont les enfants et les petits-enfants se sont avérés sensibles à la fois à l’obésité et à d’autres troubles métaboliques.
Ces découvertes intéressent l’épigénétique, c’est-à-dire l’étude des modifications de la fonction des gènes qui sont héritées et n’impliquent pas de modification de la séquence d’ADN. Malgré les controverses, il convient de réévaluer l’héritage lamarckien du point de vue de cette discipline, en tenant compte des études citées chez les plantes, les nématodes et les spermatozoïdes de mammifères.
Sources
Centre médical de l’Université de Columbia, CUMC. Institut médical Howard Hughes. Les traits acquis peuvent être hérités via de petits ARN , 2011.
Chen, Q., Yan, W. & Duan, E. Héritage épigénétique des traits acquis par les ARN du sperme et les modifications de l’ARN du sperme . Nat Rev Genet, 17, 733–743, 2016. https://doi.org/10.1038/nrg.2016.106
Sano H. Héritage des caractères acquis chez les plantes : rétablissement de Lamarck . Signalisation et comportement des plantes , 5(4), 346–348, 2010. https://doi.org/10.4161/psb.5.4.10803
