Le développement de l’embryon, un phénomène pas seulement biologique

Le développement de l’embryon n’est pas seulement lié à des phénomènes biologiques et génétiques, mais aussi physiques, met en lumière une équipe de recherche du CNRS.

L’homme est un vertébré, un mammifère et aussi, – même si le terme est moins connu -, un amniote. C’est-à-dire qu’au stade embryonnaire, il se développe dans un sac amniotique, tout comme les autres mammifères, mais aussi les reptiles et les oiseaux.

Malgré ce que l’on pourrait croire, l’apparition du sac amniotique n’est pas uniquement liée à la génétique, mais aussi à des phénomènes physiques déterministes, révèle une équipe du laboratoire « Matière et systèmes complexes » du CNRS dans la revue Physical Review E. « Si la morphogenèse (ndlr : les lois qui déterminent la forme et la structure des organismes) pouvait être perçue comme un phénomène avec une forte part d’arbitraire ou d’aléatoire, ces travaux la replacent au contraire dans une véritable explication dynamique, liée à des phénomènes physiques clairement identifiés », annonce le CNRS dans un communiqué.

Sac amniotique

Imagerie in vivo du déclenchement du pli du sac amniotique côté queue (à gauche) et côté tête. Le corps de l’animal provoque la contraction d’un anneau périphérique qui devient le sac amniotique. (Source : MSC)

Pour comprendre le rôle de la physique, il faut revenir aux tous premiers stades du développement de l’embryon, juste après la rencontre du spermatozoïde et de l’ovule. Ce dernier, sphérique, va alors s’aplatir en un disque formé d’anneaux concentriques de cellules, afin de former l’embryon. Celui-ci se développe alors en cylindres successifs, « emboîtés comme des poupées russes », ont découvert les chercheurs du CNRS. Cinq cylindres se succèdent : le tube neural (système nerveux primitif qui formera ensuite le cerveau), le tube digestif, le corps, le sac amniotique et le chorion (l’enveloppe externe immédiatement en contact avec les tissus maternels).

Développement embryon

Imagerie in vivo du déclenchement du pli du sac amniotique côté queue (à gauche) et côté tête (à droite). Le corps de l’animal provoque la contraction d’un anneau périphérique qui devient le sac amniotique. (Source : MSC)

Une question intrigue alors les chercheurs : comment l’embryon passe-t-il d’une forme aplatie à celle de cylindres successifs ? Grâce à des études micromécaniques sur des embryons de poulet, ils ont découvert que l’alignement et la différence de plasticité entre les cellules de chaque anneau créent des tensions au sein de l’embryon. Des forces qui le font se plier exactement aux frontières entre ces anneaux jusqu’à former des cylindres emboîtés.

EmbryonAinsi, le pli du sac amniotique est déclenché par le pli précédent, qui forme le corps de l’animal, lui-même provoqué par les plis qui le précèdent, comme le montre le schéma ci-dessus. « Il existe donc un phénomène de plis en cascade entièrement dû à des phénomènes physiques déterministes, et non pas contrôlé uniquement par des informations génétiques », conclut le CNRS.

Source : Sciences & Avenir

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