Le génome des pieuvres se replie autrement, et cela intéresse l’évolution

Ce n’est pas seulement le contenu des gènes, mais leur agencement dans l’espace, qui pourrait avoir pesé dans l’évolution des céphalopodes. Une équipe de l’Université de Vienne a mis au jour, chez ces animaux, un vaste brassage de l’ADN intervenu il y a des centaines de millions d’années : des morceaux de chromosomes autrefois éloignés se sont retrouvés voisins, ouvrant la voie à des dialogues inédits entre gènes.

Le groupe étudié, celui des céphalopodes coléoïdes, réunit pieuvres, calmars et seiches. Leur système nerveux compte parmi les plus élaborés du monde animal : ils savent résoudre des problèmes et modifient leur apparence en un instant pour disparaître dans le décor. Les travaux, signés notamment par Thea F. Rogers et Oleg Simakov, sont parus en 2026 dans la revue Nature Communications (volume 17, numéro 1), sous un titre qui évoque la réorganisation et l’expansion du génome comme sources d’un paysage régulateur propre à ces espèces.

Un génome qui se plie avant de s’exprimer

On représente volontiers l’ADN comme une longue échelle torsadée. Dans la cellule, il ne reste pourtant pas étiré : il se replie selon une architecture tridimensionnelle où deux segments très distants sur la séquence peuvent se toucher. Ces rapprochements comptent, car ils peuvent déterminer quels gènes s’allument, à quel moment et avec quelle force. Modifier le repliement suffit donc parfois à changer l’activité génétique, sans toucher au texte des instructions lui-même.

« The genome isn’t just a sequence of genes. It’s folded into a complex three-dimensional structure, »

Thea Rogers, autrice principale de l’étude

Autrement dit, selon la chercheuse, le génome ne se réduit pas à une suite de gènes mais forme une structure repliée complexe. Pour l’explorer, son équipe a reconstitué cette organisation en trois dimensions chez la pieuvre, le calmar et la seiche, puis l’a mise en regard des profils d’activité des gènes.

Le grand brassage et ses traces

Les génomes de céphalopodes ont connu une longue phase de réarrangement, au cours de laquelle d’importants blocs de matériel génétique ont changé de place. Les auteurs nomment « regulatory entanglement », que l’on peut traduire par enchevêtrement régulateur, le processus qui en découle : au fil du temps, les interactions entre régions deviennent de plus en plus imbriquées, au point d’être difficiles à défaire.

Toutes les structures n’ont pas réagi de la même manière à ce bouleversement.

Des connexions proches du système nerveux, mais pas une preuve

L’emplacement de ces boucles flexibles retient l’attention : beaucoup se trouvent à proximité de gènes associés à des traits majeurs des céphalopodes, dont le développement et le fonctionnement du système nerveux. C’est ce voisinage qui conduit à relier le remaniement ancien aux capacités cognitives de ces animaux.

La portée du travail dépasse les seules pieuvres. Comme le rapporte ScienceDaily, la découverte bouscule l’idée classique selon laquelle l’architecture du génome se contente de suivre l’évolution. Elle suggère l’inverse : la manière dont l’ADN est organisé dans la cellule pourrait elle-même orienter le cours des changements évolutifs, et jouer un rôle plus actif qu’on ne l’imaginait jusqu’ici.

Photo : Riccardo Marchegiani / Pexels