Les dinosaures ont dominé notre planète du Trias supérieur (230 millions d’années av. JC) au Crétacé supérieur (66 Ma av JC), soit pendant 164 millions d’années. Cela équivaut à un temps 65 fois plus long que celui de l’homme, apparu il y a seulement 2,5 millions d’années, soit 63 millions d’années après la disparition des dinosaures.
Ces chiffres faramineux sont bien difficiles à appréhender du haut de nos si courtes vies.
Imaginez :
Il s’est passé plus de temps entre l’ère du diplodocus et celle du T-Rex qu’entre l’ère du T-Rex et celle de l’homme.
Or, à l’Age du dino, quelques mammifères cohabitaient avec les “terribles lézards”.
Un chercheur pense que cette cohabitation a eu des effets durables sur notre patrimoine générique. Et expliquerait notre longévité, très inférieure à celle d’autres espèces.
Il vient de publier une étude scientifique dont je vous propose un petit résumé vulgarisé. Cela me donnera l’occasion de partager avec vous :
- Quelques concepts scientifiques liés à la longévité,
- Une découverte édifiante sur la mortalité des éléphants,
- Une observation sur la longévité comparée de différentes espèces vivantes et plus largement.
- L’analyse d’un diagramme “en violon”
Et d’ouvrir une fenêtre sur l’état de l’art en termes de recherches sur la longévité.
Le goulot d’étranglement de la longévité des mammifères
Aujourd’hui, l’Homme règne sur la Terre, mais malheureusement, nous n’avons en moyenne que 80 ans pour profiter de notre supériorité. C’est beaucoup selon les normes mammaliennes : les humains sont parmi les mammifères vivant le plus longtemps, dépassés seulement par certains cétacés. Cependant, les animaux qui sont restés largement inchangés depuis des centaines de millions d’années, comme certains reptiles, vieillissent beaucoup plus lentement que nous.
Selon le Dr. João Pedro de Magalhães, un géroscientifique réputé, les racines de la durée de vie généralement décevante des mammifères pourraient se trouver dans les quelque 100 millions d’années où les rôles ont été inversés et où les reptiles géants régnaient sur la Terre.
Pendant cette période, les mammifères étaient de petites créatures discrètes, principalement nocturnes et vivaient à peine quelques années. L’hypothèse du docteur de Magalhães, qu’il appelle « le goulot d’étranglement de la longévité », a été publiée dans le journal BioEssays.
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Vivre vite, mourir jeune
Il est logique de conjecturer que l’évolution a façonné les schémas de vieillissement des espèces. Par exemple, si vous avez de nombreux ennemis, il est avantageux de se reproduire rapidement avant qu’ils ne vous atteignent.
Une espèce qui évolue dans ces conditions hostiles ne bénéficie pas des traits génétiques qui confèrent la longévité, puisque son existence est programmée pour être brève. Et pire encore : l’évolution pourrait sélectionner des traits qui aident un animal à survivre lorsqu’il est jeune mais qui deviennent préjudiciables lorsqu’il vieillit. Cela s’appelle la pléiotropie antagoniste.
C’est peut-être l’une des principales raisons pour lesquelles la durée de vie maximale est corrélée positivement avec la taille du corps entre les espèces.
De Magalhães suggère que pendant cette très longue période où « vivre vite, mourir jeune » était la stratégie évolutive prédominante des mammifères, de nombreux traits de longévité qui prospéraient chez les dinosaures ont été perdus chez les mammifères.
Représentation du “bottelneck”, la période où les petits mammifères ont cohabité avec les dinosaures.
Les traits perdus
Il peut s’agir de diverses capacités de régénération, comme la croissance constante de nouveaux ensembles de dents. L’incapacité à le faire limite la durée de vie des mammifères actuels, tels que les éléphants qui, dans la nature, meurent souvent de faim après avoir usé leur dernier ensemble de dents.
Un autre exemple intéressant est un système de protection de l’ADN par photolyase, qui a été perdu chez les mammifères placentaires à l’époque des dinosaures. Les photolyases sont des enzymes qui réparent les dommages causés à l’ADN par l’exposition à la lumière ultraviolette.
Les premiers mammifères ont peut-être perdu ce mécanisme de défense spécialisé en raison de leur mode de vie nocturne, bien que cela reste une spéculation.
D’autres traits favorisant la longévité courante chez les reptiles comprennent la régénération des ovocytes, la régénération des membres et la résistance au cancer.
Explication alternative à la longévité des mammifères
L’une des explications alternatives de la longévité des mammifères pourrait être qu’ils sont à sang chaud, contrairement aux reptiles et amphibiens à sang froid. Une température corporelle élevée pourrait accélérer plusieurs processus de vieillissement.
Cependant, le docteur de Magalhães mentionne à juste titre le fait que les oiseaux, qui sont également des descendants directs des dinosaures, bénéficient d’une longévité importante pour leur taille, malgré le fait qu’ils soient à sang chaud et mènent une vie énergétiquement exigeante.
Après que les mammifères se sont libérés du « joug » des dinosaures, la classe a explosé en une remarquable variété de tailles corporelles et de taux de vieillissement.
Cependant, les mammifères à vieillissement le plus lent n’atteignent toujours pas les reptiles, oiseaux et amphibiens à vieillissement le plus lent.
Pas même proche des oiseaux et des reptiles
Les reptiles comprennent certains des champions de longévité dans le monde, tels que la tortue des Galapagos, dont la durée de vie maximale est estimée à près de 200 ans. Cette espèce et de nombreuses autres espèces de reptiles semblent présenter une sénescence négligeable. Leurs chances de mourir n’augmentent pas avec l’âge (chez les humains, elles doublent environ tous les huit ans). Certains restent reproductifs et continuent de grandir tout au long de leur vie.
Chez les mammifères, seul le célèbre rat-taupe nu est soupçonné d’être doté d’une sénescence négligeable, bien que des recherches récentes aient remis cela en question, car le rongeur montre certains signes de vieillissement et subit un vieillissement épigénétique.
Analyse comparée de la longévité des espèces
L’étude du Dr de Magalhães apporte un éclairage sur la longévité comparée à partir d’un diagramme “en violon” dont je vous propose une petite analyse.
Voici le diagramme :
Longévité comparée des espèces
- Taux de vieillissement : Les données représentées par les diagrammes en violon se réfèrent au « taux de vieillissement » basé sur des estimations de vieillissement démographique. Les valeurs sur l’axe vertical ne sont pas des mesures directes du vieillissement, mais plutôt des estimations basées sur des modèles démographiques.
- Espèces avec une longévité d’au moins 20 ans : La sélection des données est filtrée pour inclure uniquement les espèces qui ont une longévité maximale d’au moins 20 ans. Cela implique que les animaux représentés dans le graphique sont ceux qui peuvent vivre 20 ans ou plus, ce qui exclut les espèces à vie courte.
- Longévité adulte maximale : La « longévité » ici est définie en tant que durée de vie maximale observée chez les adultes de chaque espèce. Ce critère d’inclusion permet de comprendre comment le vieillissement est mesuré et interprété pour ces espèces.
Le graphique comme illustre la variabilité du taux de vieillissement chez les espèces à longue durée de vie.
Le taux de vieillissement est donc une estimation qui pourrait prendre en compte divers facteurs démographiques comme la survie et la fécondité à différents âges.
Il est intéressant de noter que les différentes formes des diagrammes en violon suggèrent que même parmi les espèces à longue durée de vie, il y a une variabilité considérable dans la façon dont elles vieillissent, ce qui est démontré par les différences dans les distributions des taux de vieillissement entre les mammifères, les oiseaux, les reptiles et les amphibiens.
En effet, chaque « violon » représente la distribution des taux de vieillissement pour la catégorie d’animaux correspondante :
- Mammifères (rouge) : Cette distribution est assez large et symétrique, avec des extrémités supérieure et inférieure évasées, ce qui indique une variabilité significative dans les taux de vieillissement chez les mammifères.
- Oiseaux (jaune) : Le diagramme des oiseaux est plus étroit et allongé, ce qui suggère que les oiseaux ont un taux de vieillissement plus uniforme comparé aux mammifères. Il y a aussi une petite queue vers le haut, ce qui pourrait indiquer une petite proportion d’oiseaux avec un taux de vieillissement plus rapide.
- Reptiles (bleu) : La forme du violon pour les reptiles est large en bas, ce qui suggère une distribution avec une queue plus lourde vers les taux de vieillissement plus lents.
- Amphibiens (vert) : Ce diagramme est plus mince et orienté vers le bas, ce qui pourrait indiquer que la plupart des amphibiens ont un taux de vieillissement plus lent et moins de variabilité dans ces taux par rapport aux autres groupes.
Comprendre le vieillissement grâce au biomimétisme
Bien que l’hypothèse de Magalhães puisse ne pas avoir d’implications immédiates pour la géroscience, elle peut nous aider à comprendre le paysage de la longévité dans le règne animal, y compris chez les humains.
Une des directions de pointe en géroscience consiste à adapter les mécanismes favorisant la longévité observée chez les animaux pour les humains.
L’hypothèse du « goulot d’étranglement de la longévité des mammifères » pourrait éclairer les forces évolutives qui ont façonné la manière dont les mammifères ont vieilli au cours de millions d’années. Alors que nous voyons les humains parmi différentes espèces qui font partie des animaux les plus longtemps vivants, il existe de nombreux reptiles et autres animaux qui ont un processus de vieillissement beaucoup plus lent et montrent des signes minimes de sénescence tout au long de leur vie. Certains des premiers mammifères ont été contraints de vivre au bas de la chaîne alimentaire et ont probablement passé 100 millions d’années, à l’époque des dinosaures, à évoluer pour survivre grâce à une reproduction rapide. Cette longue période de pression évolutive a un impact sur la manière dont nous, les humains, vieillissons. / J.P de Magalhães
Annexe : précisions lexicales et approfondissements
Géroscience et géroscientifiques
Les géroscientifiques sont des chercheurs (souvent biologistes) qui pensent que s’attaquer au vieillissement permettra d’obtenir des résultats bien meilleurs en matière de santé que de s’attaquer aux maladies individuelles une à une. Ils cherchent donc un moyen de corriger les effets du vieillissement plutôt que de soigner les maladies qui touchent les personnes vieillissantes. Le terme « géroscience » a été popularisé par Felipe Sierra, l’ancien chef de la division de biologie du vieillissement aux National Institutes of Health des États-Unis, qui a récemment été embauché pour être le directeur scientifique de la fondation Hevolution.
Pléiotropie antagoniste
La pléiotropie antagoniste se base sur la théorie de l’accumulation des mutations, élaborée par le prix Nobel de médecine Peter Medawar, un Britannique. Selon cette théorie, le vieillissement survient à cause des mutations génétiques délétères. Cependant, les effets de ces mutations ne se manifestent qu’après un certain âge situé après la période pendant laquelle la reproduction se fait normalement, de sorte que la sélection naturelle ne pourrait éliminer les gènes, qui se transmettent ainsi de génération en génération, entraînant le vieillissement, puis la mort, des personnes ayant ces gènes. Il y a une accumulation des mutations délétères. Cette théorie est, aujourd’hui, toujours en vigueur (source).
Epigénétique
L’épigénétique est un domaine de la biologie qui étudie comment l’environnement et les comportements peuvent affecter la manière dont nos gènes fonctionnent. Imaginez que votre ADN est comme un livre de recettes. Toutes vos recettes (gènes) sont écrites dans ce livre, mais cela ne signifie pas que vous allez cuisiner tous les plats tout le temps.
L’épigénétique, c’est comme des marque-pages ou des notes écrites dans les marges qui indiquent quelles recettes sont à préparer pour un dîner donné ou quelles modifications apporter à une recette. Ces marque-pages et notes ne changent pas les recettes elles-mêmes, mais elles influencent lesquelles vous utilisez et comment vous les utilisez.
Ces modifications « épigénétiques » peuvent se produire en réponse à des choses comme votre alimentation, votre niveau de stress, et votre exposition à des polluants. Certaines de ces modifications peuvent être temporaires, mais d’autres peuvent durer plus longtemps et peuvent même être transmises de génération en génération. C’est fascinant parce que cela signifie que nos choix et notre environnement peuvent avoir un impact sur le fonctionnement de nos gènes sans changer la séquence de l’ADN lui-même.
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