Les scientifiques percent le secret de l'évolution des formes corporelles sous l'effet des forces mécaniques

Comprendre comment les organismes développent différentes formes corporelles a longtemps intrigué les scientifiques, mais de nouvelles recherches révèlent le plan mécanique à l'origine de la diversité morphologique. Cette découverte pourrait éclairer des processus fondamentaux pertinents pour le développement humain, le vieillissement et la médecine régénérative.

Des chercheurs ont étudié six espèces de cnidaires couvrant 500 millions d'années de divergence évolutive, en combinant morphogenèse comparative et théorie de la matière active. Ils ont identifié des configurations spécifiques à chaque espèce de modules mécaniques, appelés « mechanotypes », qui prédisent quantitativement les formes larvaires à travers différents taxons.

Le résultat principal révèle que les caractères morphologiques présentent différents niveaux de complexité. L'élongation de la forme est apparue comme un caractère simple, contrôlé par un seul module mécanique, tandis que la polarité de la forme s'est révélée complexe, nécessitant la coordination de plusieurs modules. Fait remarquable, les chercheurs ont pu reprogrammer la morphologie larvaire en manipulant ces systèmes mécaniques, transformant la forme d'une espèce pour qu'elle ressemble à celle d'espèces sœurs.

Pour la santé humaine et la longévité, cette recherche offre des éclairages sur des processus développementaux fondamentaux qui influencent la formation des tissus, la cicatrisation et la régénération tout au long de la vie. Comprendre comment les forces mécaniques façonnent les tissus pourrait orienter des stratégies visant à optimiser les mécanismes de réparation cellulaire et à maintenir l'intégrité tissulaire au cours du vieillissement.

L'étude établit un cadre mécanique à mésoéchelle montrant comment des variations dans un nombre limité de paramètres à l'échelle tissulaire génèrent une vaste diversité morphologique. Cependant, la recherche porte sur de simples organismes cnidaires, et la transposition de ces résultats à des systèmes mammifères complexes nécessite des investigations supplémentaires. Par ailleurs, les implications à long terme pour les applications en santé humaine restent à déterminer par de futures études.