Abstract
Le dimorphisme de taille des gamètes entre les sexes (anisogamie) est prédit avoir évolué à partir d’un système isogame dans lequel les sexes ont des gamètes monomorphes de taille égale. Bien que les explications adaptatives de l’évolution de l’anisogamie abondent, nous manquons de connaissances comparables sur les changements moléculaires qui entraînent la transition du monomorphisme au dimorphisme. Le clade fongique basal Allomyces offre des possibilités uniques d’étudier les changements génomiques associés à cette transition chez des espèces étroitement apparentées qui présentent des systèmes d’accouplement soit isogames soit anisogames. Les espèces anisogames présentent un dimorphisme sexuel dans la taille, le nombre, la pigmentation et la motilité des gamètes. Nous avons séquencé les transcriptomes de cinq isolats d’Allomyces représentant les deux systèmes d’accouplement, y compris les phénotypes mâles et femelles chez les espèces anisogames. La reconstruction de l’état du caractère ancestral selon le maximum de vraisemblance effectuée dans MESQUITE à l’aide des transcriptomes assemblés par dé-novo a indiqué que l’anisogamie a probablement évolué une fois chez Allomyces, et qu’il s’agit d’un caractère dérivé comme prévu en théorie. Nous avons constaté que les stades sexuels d’Allomyces expriment des homologues de plusieurs gènes connus pour être impliqués dans la détermination du sexe chez des organismes modèles comme la drosophile et l’homme. De plus, l’expression des homologues de CatSper dans les échantillons mâles et femelles de notre analyse soutient l’hypothèse que l’interaction des gamètes chez les espèces anisogames d’Allomyces peut impliquer des événements moléculaires similaires à l’interaction œuf-sperme chez les animaux, y compris les humains. Bien que les souches représentant l’un ou l’autre des systèmes d’accouplement partagent une grande partie du transcriptome, soutenant une ascendance commune récente, l’analyse du taux d’évolution à l’aide d’arbres génétiques individuels indique des taux de substitution et une divergence élevés entre les souches. En résumé, nous trouvons que l’anisogamie a probablement évolué une fois chez Allomyces, en utilisant des mécanismes convergents à ceux d’autres taxons.