Juste quand on pensait que les pieuvres ne pouvaient pas être plus bizarres, il s’avère qu’elles et leurs frères céphalopodes évoluent différemment de presque tous les autres organismes de la planète.

Dans un revirement surprenant, en avril 2017, des scientifiques ont découvert que les pieuvres, ainsi que certaines espèces de calamars et de seiches, modifient régulièrement leurs séquences d’ARN (acide ribonucléique) pour s’adapter à leur environnement.

C’est bizarre car ce n’est vraiment pas comme cela que les adaptations se produisent habituellement chez les animaux multicellulaires. Lorsqu’un organisme change de manière fondamentale, cela commence généralement par une mutation génétique – une modification de l’ADN.

Ces modifications génétiques sont ensuite traduites en action par l’acolyte moléculaire de l’ADN, l’ARN. Vous pouvez considérer les instructions de l’ADN comme une recette, tandis que l’ARN est le chef qui orchestre la cuisson dans la cuisine de chaque cellule, produisant les protéines nécessaires au bon fonctionnement de l’organisme tout entier.

Mais l’ARN ne se contente pas d’exécuter aveuglément les instructions – de temps en temps, il improvise avec certains des ingrédients, changeant les protéines produites dans la cellule dans un processus rare appelé édition de l’ARN.

Lorsqu’une telle édition se produit, elle peut changer la façon dont les protéines fonctionnent, permettant à l’organisme d’affiner son information génétique sans réellement subir de mutations génétiques. Mais la plupart des organismes ne s’embarrassent pas vraiment de cette méthode, car elle est désordonnée et cause des problèmes plus souvent qu’elle ne les résout.

« Le consensus parmi les gens qui étudient ces choses est que Mère Nature a fait un essai d’édition de l’ARN, l’a trouvé défaillant, et l’a largement abandonné », a rapporté Anna Vlasits pour Wired.

Mais il semble que les céphalopodes n’aient pas reçu le mémo.

En 2015, des chercheurs ont découvert que le calmar commun a modifié plus de 60 % de l’ARN dans son système nerveux. Ces modifications ont essentiellement changé la physiologie de son cerveau, vraisemblablement pour s’adapter aux diverses conditions de température dans l’océan.

L’équipe est revenue en 2017 avec une découverte encore plus surprenante – au moins deux espèces de pieuvres et une seiche font la même chose de façon régulière. Pour établir des comparaisons évolutives, ils ont également examiné un nautile et une limace gastéropode, et ont constaté que leurs prouesses d’édition de l’ARN étaient absentes.

« Cela montre que des niveaux élevés d’édition de l’ARN ne sont généralement pas une chose mollusque ; c’est une invention des céphalopodes coléoïdes », a déclaré le cochercheur principal, Joshua Rosenthal, du laboratoire biologique marin américain.

Les chercheurs ont analysé des centaines de milliers de sites d’enregistrement de l’ARN chez ces animaux, qui appartiennent à la sous-classe des céphalopodes coléoïdes. Ils ont constaté que l’édition intelligente de l’ARN était particulièrement fréquente dans le système nerveux des coléoïdes.

« Je me demande si cela n’a pas à voir avec leur cerveau extrêmement développé », a déclaré le généticien Kazuko Nishikura de l’Institut américain Wistar, qui n’a pas participé à l’étude, à Ed Yong de The Atlantic.

Il est vrai que les céphalopodes coléoïdes sont exceptionnellement intelligents. Il existe d’innombrables histoires fascinantes de pieuvre artiste de l’évasion, sans parler des preuves de l’utilisation d’outils, et ce type à huit bras dans un aquarium de Nouvelle-Zélande qui a appris à photographier les gens. (Oui, vraiment.)

C’est donc certainement une hypothèse convaincante que l’intelligence des pieuvres pourrait provenir de leur dépendance élevée non conventionnelle aux modifications de l’ARN pour maintenir le cerveau.

« Il y a quelque chose de fondamentalement différent qui se passe chez ces céphalopodes », a déclaré Rosenthal.

Mais ce n’est pas seulement que ces animaux sont adeptes de la correction de leur ARN selon les besoins – l’équipe a découvert que cette capacité s’accompagnait d’un compromis évolutif distinct, qui les distingue du reste du monde animal.

En termes d’évolution génomique courante (celle qui utilise les mutations génétiques, comme mentionné ci-dessus), les coléoïdes ont évolué vraiment, vraiment lentement. Les chercheurs ont affirmé que cela a été un sacrifice nécessaire – si vous trouvez un mécanisme qui vous aide à survivre, il suffit de continuer à l’utiliser.

« La conclusion ici est que pour maintenir cette flexibilité pour éditer l’ARN, les coléoïdes ont dû renoncer à la capacité d’évoluer dans les régions environnantes – beaucoup », a déclaré Rosenthal.

Pour la prochaine étape, l’équipe développera des modèles génétiques de céphalopodes afin de pouvoir tracer comment et quand cette édition de l’ARN se déclenche.

« Cela pourrait être quelque chose d’aussi simple que des changements de température ou d’aussi compliqué que l’expérience, une forme de mémoire », a déclaré Rosenthal.

Les résultats ont été publiés dans Cell.

Une version de cette histoire a été initialement publiée en avril 2017.