Ce billet est un appel rapide a mes informateurs : J’ai entendu dire que les bourses sur critères universitaires pour les M2 allaient être supprimées à la rentrée prochaine. Quelqu’un peut confirmer? Il y aura une solution de remplacement pour ceux qui ne sont pas éligibles à une bourse sur critères sociaux?
It is impossible to describe biological diversity with traditional approaches. Molecular methods are the way forward — especially, perhaps in the form of DNA barcodes
Mark Blaxter, dans Nature, en 2003 (déjà).
J’y reviens d’ici peu de temps…
Sous le titre de ce billet se cache en fait une réflexion profonde et intéressante, du moins aussi profonde et intéressante qu’il me soit possible d’en fournir après deux semaines la tête dans le guidon à rédiger mon mémoire, qui depuis peu est en cours de correction. Vous n’êtes sans doute pas au courant, mais les biologistes aiment beaucoup se simplifier la vie, et créer des catégories pour tout ce qui bouge. La première question quand on tombe sur une espèce inconnue, c’est de se demander “ou je le range”. Et on ne limite pas notre folie du rangement à la phylogénie. On classe les bactéries en fonction de ce qu’elles métabolisent, les virus en fonction de leur génome, divers organismes en fonction de leur tolérance à la salinité, la température, et bien d’autres choses encore. Le biologiste aime l’ordre, dans tout chose, sauf sur son bureau.
Et les parasites? J’y viens. Les parasites, vous vous en doutez, on aussi leur lot de subdivisions. Comme “un parasite” ce n’est pas défini par beaucoup plus de critères que l’exploitation d’un autre être vivant, on a trouvé beaucoup de manières de les ranger. Selon leur spectre d’hôte (spécialistes contre généralistes, si on fait simple, mais on peut avoir des classifications plus subtiles qui tiennent compte de la proximité évolutive, écologique des hôtes, ou même de la date de description de l’espèce). Selon leur groupe taxonomique, aussi. Et selon l’endroit qu’ils habitent. Et c’est la que ça devient drôle, parce que personne ou presque n’est d’accord sur le nombre exact de subdivisions à créer.
On m’a appris qu’il y en avait deux. Puis trois. Puis re-deux. On m’a aussi dit que ça n’avait pas trop de sens. On m’a menacé de flagellation si j’adhérais aux thèses de quelques hérétiques qui prétendaient encore qu’on pouvait parler de 3 groupes, et promis mille souffrances si j’osais soutenir ces obscurantistes qui pensaient que tout se divisait en deux catégories. Quelles catégories? C’est assez simple.
Un parasite peut être soit dedans (son hôte), soit dehors, soit un peu dedans mais pas vraiment. On aurait donc tendance à diviser les parasites en ectoparasites, endoparasites, et mésoparasites. Prenons une tique, par exemple, qui s’accroche sur la peau de son hôte. Elle est clairement dehors, c’est un ectoparasite. Toxoplasma gondii, en revanche, vit dans les cellules de son hôte, et on peut difficilement faire plus “à l’intérieur” qu’en étant dans la cellule; il est donc endoparasite. Et le Taenia solium, alors? C’est bien plus problématique. Il vit dans le tube digestif, ça ne fait pas de doute. Et le tube digestif, c’est “à l’intérieur”, me direz vous. Donc endoparasite. Oui mais non, n’allons pas si vite, le tube digestif est (c’est même de la qu’il tire son nom) un tube, autrement dit, on est quand même à l’extérieur de l’individu. On est donc dans la situation du “un peu dehors mais pas vraiment”, ce qui fait du taenia un mésoparasite.
Seulement voila, ce concept de mésoparasite n’a pas que des partisans. Ceux qui s’y opposent font valoir qu’être à l’intérieur, même d’un tube, c’est être à l’intérieur, et qu’on appartient de fait aux endoparasites. Je me souviens avoir examiné ce qui faisait de mes petits parasites (qui vivent sur les branchies) des ecto ou des endoparasites: ils vivent au contact du milieu extérieur (ecto), mais dans une cavité de l’hôte (la cavité buccale, donc méso). Au final, j’ai tranché, et ce sont des ectoparasites.
Est-ce qu’il n’existe pas une autre méthode de décider si on a bien à faire a des ecto/endo/mésoparasites que de regarder simplement où ils habitent? N’est-il pas temps de passer de “dis moi où tu habites, je te dirais qui tu es” à “dis moi comment ton hôte essaie de te coller une raclée, je te dirais qui tu es”? N’est-il pas tout aussi judicieux (et biologiquement exact!) de caractériser les parasites en fonction de la défense qu’ils activent chez leur hôte?
Vous l’aurez compris, c’était la raison de la présence du mot “immunologie” (quoique dans sa forme vernaculaire…) dans le titre de ce billet. Je n’ai pas de réponse à apporter, et je ne sais pas si quelqu’un a déjà essayé de voir s’il était possible de classer les parasites de manière fonctionelle, en se concentrant sur la réponse qu’ils provoquent chez leur hôte.
Note : je vais probablement m’enkyster (au labo) quelques temps, et négliger éhontément ce blog. J’ai un mémoire à finir, une présentation à préparer, et, paraît-il, quelques soutenances pour obtenir une bourse de thèse à préparer. Retour d’ici un mois pour de nouvelles aventures (avec comme guest stars, Oh c’est original, des parasites et des poissons… On ne se refait pas…)
Ce qui m’occupait beaucoup ces derniers jours vient de se terminer ce soir, avec la sortie de l’imprimante de 5 petits mémoires d’une bonne quatorzaine de pages chacun. Le thème? Spécificité et spéciation, autrement dit, quels liens entre le fait d’exploiter une ou plusieurs ressources, et la tendance d’une espèce à se séparer en plusieurs…
L’occasion d’une lecture en avant première, puisque le jury l’aura demain après-midi. Si vous vous lancez dans l’exercice — prévoyez de l’aspirine —, vous retrouverez des choses déjà évoquées ici : l’importance de connaître le spectre d’hôte des pathogènes quand on fait de la santé publique, mais aussi des modes de spéciation que j’ai évidemment beaucoup plus détaillé dans la synthèse que dans le billet (l’occasion de révéler que ce blog me sert aussi de bloc-notes, de temps en temps…).
Bref, si vous avez une longue soirée d’été à ruiner, le fichier au format PDF (1.4 Mo) est ici.
C’est un signe que des billets un peu construits sont à prévoir? Pas le moins du monde… J’ai encore un peu de travail à finir avant…
Ne nous y trompons pas, je ne vais pas faire un billet long et exhaustif sur le sujet, ni même entrer trop dans les détails de comment on procède pour inférer une phylogénie, c’est à dire les “liens de ressemblance”[1] entre les êtres vivants (et c’est bien dommage, mais je n’ai pas le temps… j’ai passé une demi heure à retrouver mon mac perdu sous 30cm de papiers qui jonchent mon bureau, ou presque). Je vais seulement illustrer par un petit exemple ce qui se passe quand on essaie de le faire à partir de trop peu d’espèces.
Je confesse que la préparation de ce billet ne m’a pas mangé trop de temps : j’ai ouvert mon fichier de séquences, j’en ai extrait 7, fait un arbre, et idem avec l’ensemble des séquences de mon petit genre à moi. Les séquences que j’ai pris sont celles du gène du 18S rRNA), parce que c’est le seul marqueur dont on dispose à l’heure actuelle — pour toutes les espèces, et c’est justement le point important de ce billet —, qu’il s’aligne bien entre espèces, tout en étant assez discriminant.
Pour information, les noms des espèces sont tronqués à 10 caractères, puisque le fichier de base est en format Phylip, qui impose cette restriction.
Quelques remarques avant de commencer : je n’avais pas le temps de me lancer dans une analyse très poussée, autrement dit, je n’ai pas bouffé du temps de calcul à déterminer le meilleur modèle, ni paramétré outre mesure PhyML[2], utilisé pour reconstruire les arbres[3]. Dès que j’aurais fini mon stage, je promet de consacrer un billet à expliquer comment j’aurais dû faire ces analyses dans les règles de l’art, en présentant en plus quelques outils bien libres, bien online, bien geeky.
Le vif du sujet, maintenant. Pour mon premier arbre, j’ai sélectionné de manière aléatoire ou presque (cliqué un peu au pif dans mes séquences) 6 espèces de Lamellodiscus, et l’extra-groupe (je reviendrai sur le billet sus-mentionné dans son rôle). D’un point de vue purement descriptif, on voit que deux groupes se forment (on laisse tranquille ‘D._aequans’, qui sert a enraciner l’arbre), comprenant chacun trois espèces. Les valeurs indiquées à la jonction de deux branches sont les valeurs de bootstrap. Plus elles sont proches de 1000, plus elles indiquent qu’on peut avoir confiance dans ce noeud. Par exemple, le noeud (L._knoeppf/L._ergensi), avec une valeur de 896 (89,6%) est relativement solide.
On va s’intéresser au groupe “du bas”, pour commencer, soit (L._elegans(L._drummon/F._echenei))[4]. On remarque que L._elegans est à la base de ce groupe, avec une valeur de soutien est 664 (ce qui est bien mais pas top, pourrait-on dire). Ce qui doit nous faire penser que L._elegans est “plus ancien” que ses deux comparses. Retenez bien cette information, c’est important pour la suite.
Dans le groupe du haut, maintenant, on voir que L._knoeppf et L._ergensi sont proches, et qu’a priori, au vu de la valeur de bootstrap, on peut avoir confiance en cette proximité.
On passe maintenant à l’arbre que j’ai patiemment reconstruit (ça reste assez passif comme méthode, l’algorithme de Guindon & Gascuel a fait le gros du travail), que vous pouvez voir à gauche de ce paragraphe. Si je n’avais pas été une parfaite feignasse — et que j’avais eu un peu plus de temps — j’aurais bien pu mettre les espèces du premier arbre en gras, mais vous pouvez toujours vous amuser à les chercher…
On va s’intéresser aux caractéristiques importantes de ce nouvel arbre, et surtout à la position de L._elegans. Et la surprise, au lieu d’être à la base de son groupe, il se retrouve en position terminale (4ème position en partant du haut). Comment est-ce possible? Facile, il a été victime de l’attraction des longues branches dans le premier arbre, et on a rompu cette attraction en ajoutant des taxons dans le second arbre[5]! Certains méthodes de reconstruction phylogénétique ont tendance à regrouper les espèces qui évoluent vite, partant du principe que plus on a accumulé de mutations, plus on a eu de temps pour le faire, ergo on va aller se brancher très près de la racine de l’arbre. Or, rien ne dit qu’on ne soit pas en train d’observer un taxon qui évolue rapidement, et qui dans le même temps que ses petits collègues, va accumuler 2, 3, 10 fois plus de mutations. Et pour le savoir, il est nécessaire de faire l’analyse en incorporant des taxons proches de celui qu’on suspecte avoir subi cette attraction.
Et de fait, dans notre cas, L._elegans n’est pas un taxon ‘ancestral’, mais bien un petit malin qui s’amuse a évoluer plus rapidement que ses petits camarades. Et la place de L._elegans en tant que racine du petit groupe contenant L._drummon/F._echenei est maintenant occupée par L._virgula[6].
De manière plus anecdotique, on remarque qu’entre L._ergensi et L/_knoeppf, qui étaient pourtant voisins dans l’arbre précédent, L._fratern est venu s’intercaler.
Que retenir de ce petit exemple?
D’une part, qu’une phylogénie à laquelle il manque beaucoup de taxons est soumise à des artefacts de reconstruction, et donc n’a qu’une valeur toute relative.
D’autre part, que les valeurs de bootstrap ne signifient pas que le noeud est fiable : elles ne font que nous dire, qu’avec les données dont on dispose, ce noeud est robuste. Robustesse et fiabilité ne sont pas la même chose, et il faut y faire attention.
Tout ça pour dire qu’un travail de bon vieux naturaliste est nécessaire, pour caractériser au mieux la diversité des groupes qu’on étudie, mais qu’il faut aussi un travail important de séquençage, pour reconstruire des histoires évolutives les plus précises possibles. Ce que je m’empresse de retourner faire…
