Le génome de la girafe éclaire les chercheurs sur le cœur humain

Elle fascine petits et grands avec son long cou et ses longues pattes ! Perchée toute en hauteur, le plus grand animal terrestre a fait l’objet de nombreuses recherches et « de disputes » afin d’expliquer sa place dans les méandres de l’évolution (Lamarck, Darwin notamment) !
Bon, on s’accorde à dire que le long cou confère des avantages au mammifère en terme d’accès à une palette plus large de types de nourritures (plantes situées en hauteur, feuilles d’arbres plus hauts) mais aussi une vigilance accrue (repérer l’ennemi « de loin »).
Actuellement, des scientifiques s’activent encore pour tenter de comprendre l’ensemble des mécanismes permettant de répondre aux challenges posés par l’imposante stature de l’animal : au niveau de son système cardio-vasculaire, du système muscles-squelette qui doit supporter une répartition de la masse sur une grande hauteur, du système nerveux pour transférer le plus rapidement possible l’information malgré les grandes distances.
Il y a aussi de sacrées contraintes au niveau du système de régulation de la tension (notamment lorsque l’animal abaisse la tête pour boire) ainsi que quelques adaptations liées au métabolisme (nous verrons pourquoi).

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Cap sur le système cardio-vasculaire
Le cœur doit être sacrément performant. Imaginez un peu, cette pompe vivante qui doit envoyer du sang jusque là-haut (à parfois plus de 2 m de hauteur, la girafe pouvant mesurer jusqu’à 5m 50) afin d’irriguer le cerveau : une importante perte de charge à vaincre (proportionnelle à la hauteur) sans compter la pression sanguine qui doit être maintenue en toutes circonstances.

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Les spécificités pour supporter ces contraintes sont :
– un cœur de taille normale pour un animal de cette taille mais équipé de parois internes très épaisses donc un muscle cardiaque extrêmement puissant,
– des vaisseaux sanguins capables de rétrécir et de se dilater facilement de façon à modifier le volume du système très efficacement,
– une pression sanguine plus de deux fois supérieure à celle des autres mammifères,
– une forte épaisseur des membranes vasculaires notamment pour les pattes de façon à supporter la forte pression sanguine.

Des gènes spécialement adaptés à cette stature
Des recherches récentes parues dans Nature (Mai 2016) se focalisent sur les gènes particuliers des girafes et leur rôle sur l’ensemble des caractéristiques physiques et adaptatives de ces grands animaux.
Pour cela, les auteurs ont décortiqué le génome de la girafe et l’ont comparé à celui de son plus proche cousin,  l’okapi, qui lui, n’est pas équipé du long cou. Ils ont ainsi identifié des gènes dont l’expression jouait sur la forme des cellules cardiaques et la contraction du muscle.

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La girafe et l’okapi : un petit air de famille mais des gènes bien différents associés aux challenges posés par la stature

Environ 2/3 des gènes spécifiques chez les girafes jouent un rôle dans le développement du squelette, du système cardiovasculaire mais également au niveau du métabolisme. Les auteurs s’accordent pour dire que le tout est lié : en effet la grande taille permet d’atteindre les feuilles d’arbres (acacia), plutôt toxiques pour les autres espèces animales. Le métabolisme de la girafe a évolué pour pouvoir s’en accommoder et absorber par la même occasion une dose substantielle de protéines ce qui est particulièrement important pour assurer la fonction cardio-vasculaire.

Cela suggère que l’ensemble des caractéristiques de la girafe ont co-évolué pour que le changement de stature s’accompagne :
– d’une modification du métabolisme pour digérer des feuilles plutôt toxiques,
– d’une optimisation de la croissance et du fonctionnement cardiovasculaire et nerveux.

En fin d’article, les auteurs expliquent que ces recherches contribuent à mieux comprendre -et donc traiter- les maladies cardiovasculaires et l’hypertension chez l’homme.

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Dessin : Valentin Baugé

N’oubliez pas de partager pour faire connaître ce travail !

Références
Agaba et al., « Giraffe genome sequance reveals clues to its unique morphology and physiology », Nature, doi:10.1038/ncomms11519, May 2016

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