On a vu à plusieurs reprises sur ce blog que les organismes vivants produisent des protéines adaptées à leur mode de vie. C’est ainsi par exemple que les récepteurs gustatifs d’un animal reflètent son régime alimentaire. Mais bien sûr, comme en toutes choses on rencontre parfois des anomalies.
C’est le cas du grand panda, qui descend d’une lignée de carnivores (il appartient à la famille des ursidées) et a pourtant évolué vers un régime herbivore. De ses ancêtres carnivores, il a conservé un tube digestif relativement court (qui ne permet pas d’assimiler une large part des nutriments ingérés), et contrairement aux herbivores historiques, son microbiote ne contient pas de bactéries de compétition capables de digérer efficacement les fibres végétales. Le panda compense cette faiblesse digestive par l’ingestion d’une grande quantité de bambou (jusqu’à 20kg quotidiens alors qu’il pèse lui-même une centaine de kg), une mâchoire adaptée à un broyage efficace des branchages, et un métabolisme remarquablement bas pour un mammifère de cette taille (on est à environ 40% de la dépense énergétique attendue).
Cette adaptation du grand panda à l’herbivorie transparait également dans ses protéines. Il a ainsi perdu le récepteur gustatif TAS1R1 qui sert à percevoir l’umami (la saveur associée à la viande). Par ailleurs, les travaux d’équipes de recherches chinoises comparant les protéines des pandas et d’autres mammifères non-herbivore ont montré une sur-expression chez le panda de PIK3CD, une protéine associé au métabolisme des carbohydrates, et une sous-expression de ABCG5, une protéine qui intervient dans le métabolisme des lipides, ce qui reflète son régime alimentaire. Des variations similaires d’expression des protéines se retrouvent également chez les pandas roux. Contrairement à ce que leur nom peut laisser penser, ceux-ci ne sont pas pourtant pas apparentés aux grands pandas mais aux mustélidés. Ils partagent néanmoins avec les grands pandas un régime alimentaire à base de bambou et une transition d’un régime carnivore à herbivore dans un bel exemple d’évolution convergente.
Mais dans le cas du grand panda, il semblerait que le bambou même ait pu jouer un rôle actif dans l’évolution de son alimentation. En effet, deux études récentes ont mis en évidence la présence de micro-ARN (miRNA) de bambou dans des échantillons de sang de grands pandas. Ces miRNAs sont des petits fragments d’ARN qui interagissent avec des ARN messagers cibles, et contribuent ainsi à réguler la fabrication des protéines encodées par ceux-ci. Ce phénomène de régulation inter-règne (avec un passage du végétal à l’animal) concerne un large éventail de protéines du grand panda, qui sont impliquées dans des tâches variées concernant le métabolisme, l’immunité ou la reproduction, mais aussi le goût et l’olfaction. Les miRNAs du bambou influent par exemple la régulations de TAS2R3, un récepteur gustatif qui sert à la perception de l’amertume, et est très utile aux herbivore pour le détection de toxines dans leur alimentation.
Ainsi, sans pour autant tout à fait reprendre le proverbe On est ce qu’on mange, les grands pandas seraient donc le fruit de leur alimentation !
