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Les familles sont de toutes formes et de toutes tailles, et tous les parents ne sont pas biologiquement liés à leurs enfants. Mais la plupart des gens ont deux parents génétiques, dont ils ont hérité leur ADN. Cependant, un très petit nombre de personnes ont techniquement trois parents génétiques, et selon la définition de « parent », d’autres organismes en ont beaucoup plus que cela.
Alors, quel est le nombre maximum de parents qu’un organisme peut avoir ? Certains animaux peuvent avoir jusqu’à trois parents génétiques, les plantes peuvent en avoir au moins trois et les bactéries peuvent en avoir une multitude.
Les humains et la plupart des autres animaux se reproduisent sexuellement. Un spermatozoïde d’un parent et un ovule d’un autre associent leurs ADN pour créer une nouvelle cellule. Cette cellule se divise ensuite encore et encore en devenant un nouvel individu.
Dans de très rares cas, un être humain pourrait hériter du matériel génétique de trois parents au total – de deux spermatozoïdes et d’un ovule, ou de deux ovules et d’un spermatozoïde. Ce dernier passe par une procédure appelée thérapie de remplacement mitochondrial. La plupart de l’ADN est stocké dans le noyau de la cellule. Mais dans les ovules, une partie de l’ADN est également stockée dans une partie de la cellule appelée mitochondrie. Lorsque l’ADN mitochondrial est endommagé, cela peut entraîner l’infertilité ou maladies musculaires et neurologiques graves chez les enfants.
Pour aider les familles à faire face à ces défis, les chercheurs ont commencé à remplacer l’ADN mitochondrial d’un ovule par l’ADN mitochondrial sain d’un autre. À quelques enfants sont nés de cette façon au cours de la dernière décennie, bien que le nombre exact ne soit pas public pour des raisons de confidentialité. Moins de 1% de leur ADN total provient de l’ovule donneur.
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Les humains et d’autres animaux pourraient également, dans des cas extrêmement rares, avoir trois parents génétiques par hasard, si deux spermatozoïdes de parents différents parviennent à féconder le même ovule. Ce phénomène, appelé polyspermie, est rare car l’ovule commence à bloquer d’autres spermatozoïdes quelques microsecondes après la fécondation, a déclaré Ueli Grossniklaus, professeur de génétique du développement des plantes à l’Université de Zurich en Suisse. Bien que cela puisse arriver, a-t-il dit, « généralement, la progéniture meurt ».
Grossniklaus a expliqué que lorsque les animaux combinent l’ADN, le processus est organisé par des structures appelées centrioles. Le processus de reproduction fonctionne avec deux centrioles – un de l’ovule et un du sperme – mais pas trois. « Les mammifères triploïdes ne peuvent pas survivre », a déclaré Grossniklaus à Live Science. « Mais si, par exemple, seule une partie du corps est triploïde, cela peut fonctionner. »
Habituellement, lorsqu’une cellule triploïde se divise – en trois cellules au lieu des deux habituelles – les nouvelles cellules n’auront pas le bon mélange de matériel génétique pour survivre. Parfois, cependant, certains d’entre eux le feront. L’enfant peut alors se retrouver avec l’ADN d’un spermatozoïde dans certaines parties de son corps et l’ADN d’un autre – ou les deux – ailleurs. Ce mélange, forme de mosaïcisme génétique, est très rare. Il a été documenté chez les enfants humains (qui avaient de graves déficiences intellectuelles et physiques) ainsi que à cheval et embryons de bovins. Dans les cas que nous connaissons, a déclaré Grossniklaus, les deux spermatozoïdes provenaient du même parent. Techniquement, cependant, cela pourrait également arriver avec le sperme de deux parents différents.
Certaines salamandres du Ambystome la lignée a également plusieurs parents, selon une étude de 2017 dans la revue Biologie et évolution du génome. Ces salamandres n’ont que des descendants femelles, mais s’accouplent avec des mâles d’autres espèces de la Ambystome gènes. Lorsqu’une femelle s’accouple, elle conserve certains des gènes du mâle, tout en en rejetant d’autres. Après avoir étudié une femelle avec un génome triploïde, ou trois copies « supplémentaires » du génome à partir de trois espèces mâles différentes, les chercheurs ont découvert que chaque père avait contribué de manière égale à la fille.
« C’est plutôt équilibré », étudie le premier auteur Kyle McElroybiologiste à l’Iowa State University, dit dans un communiqué. « Les trois génomes sont pour la plupart exprimés de manière égale dans cet hybride. »
Les plantes, en revanche, peuvent avoir trois parents génétiques contribuant à toutes les cellules de leur corps « parce que les plantes n’ont pas de centrioles », a déclaré Grossniklaus. Pour rechercher des plantes avec plus de deux parents, Grossniklaus a expérimenté sur le maïs; cette recherche a été publiée dans la revue Biologie actuelle. Chaque grain de maïs est un œuf fécondé; il laissa chacun devenir un embryon puis les examina. En raison de la façon dont il a mis en place son expérience, il a pu distinguer les parents fertilisants. « L’une d’elles était certainement une graine triploïde, elle devait donc avoir deux pères », a-t-il déclaré. Un autre groupe de recherche trouvé des cellules avec trois parents dans Arabidopsis thalianaune plante de moutarde fréquemment étudiée.
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Mais les plantes peuvent-elles avoir plus de trois parents ? « Je pense que c’est possible », a déclaré Grossniklaus, « mais vous auriez besoin d’une sorte de mutation. » Le sperme des plantes dans le pollen atteint les œufs dans les fleurs via les tubes polliniques ; la plupart des œufs n’ont qu’un seul tube, mais certains en ont deux. Pour avoir plus de trois parents, a émis l’hypothèse de Grossniklaus, une plante devrait acquérir des mutations génétiques pour produire plus de tubes. Cela peut se produire chez d’autres espèces, mais si c’est le cas, cela n’a pas été étudié.
Chez les bactéries, la signification même de « parent » et « enfant » se complique. Les bactéries sont des organismes unicellulaires qui se répliquent efficacement de manière asexuée, en se divisant. Lorsqu’une cellule se divise en deux, « le genre de parent devient les enfants », a déclaré Susan Rosenberg, généticien bactérien au Baylor College of Medicine de Houston. Parfois, les chercheurs appellent l’une des nouvelles cellules la mère et l’autre la fille. Mais pour les bactéries, « enfant » est un terme un peu arbitraire ; la frontière entre parent et grand-parent n’est pas évidente.
Pour compliquer les choses, les bactéries acquièrent également de l’ADN les unes des autres et des virus. « J’ai l’impression que toute personne dont vous obtenez de l’ADN, à moins qu’il ne s’agisse d’une maladie, est probablement votre parent », a déclaré Rosenberg à Live Science. « Tous les contributeurs ont un petit morceau de filiation. » En utilisant cette définition, Rosenberg a déclaré que « les bactéries pourraient potentiellement avoir des milliers de parents – mais généralement pas en même temps ».
Chez les plantes et les animaux, le nombre maximum de parents est limité car chaque individu a un début et une fin clairs. Mais il y a pas de moment clair lorsqu’une bactérie devient un nouvel individu. Cela signifie que le nombre maximum de parents pour une bactérie, a déclaré Rosenberg, est étonnamment élevé : il n’est limité que par le nombre total de gènes qu’un nouveau parent pourrait éventuellement remplacer.
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