Le  pénis et le clitoris sont des doigts génétiquement détournés

Les organes génitaux externes et les doigts se sont développés grâce à des mécanismes génétiques identiques comprenant plusieurs gènes et un système de régulation particulièrement complexe

La fabrication des doigts et des organes génitaux externes (pénis ou clitoris) mobilise exactement la même machinerie génétique. Le développement chez l’embryon de ces deux types d’extrémités est en effet exécuté par les mêmes «gènes architectes» (les gènes Hox) et ces derniers sont contrôlés, dans les deux cas, par le même système de régulation. Ce résultat, obtenu grâce à des expériences sur des souris, a été publié dans la revue Science du 21 novembre par l’équipe de Denis Duboule, professeur au Département de génétique et évolution (Faculté des sciences) et à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne.

Les gènes Hox sont qualifiés d’architectes, car ils sont responsables de la formation, aux bons endroits et au bon moment, des différentes structures de l’organisme.

«Nous savons depuis près de vingt-cinq ans que le développement des organes génitaux externes et des doigts sont contrôlés par les mêmes gènes Hox, explique Denis Duboule. Mais on a mis longtemps à comprendre comment c’était possible.»

Les chercheurs se sont, dans un premier temps, aperçus que les gènes architectes sont eux-mêmes pilotés par des systèmes de régulation situés à proximité. Les gènes Hox étudiés par les chercheurs genevois et lausannois sont même flanqués, de part et d’autre, de ces «tours de contrôle». Lorsque la première s’active, les cellules de l’embryon fabriquent un bras suivi d’un avant-bras. A partir du poignet, en revanche, c’est la seconde qui prend le relais et dirige les opérations afin de fabriquer une main et des doigts.

Homologie profonde

Les biologistes ont ensuite logiquement cherché à savoir laquelle des deux tours de contrôle est nécessaire à la croissance des organes génitaux. L’article de Science apporte la réponse: c’est la même que celle qui préside à la genèse des doigts. L’autre, celle qui s’occupe du bras, reste silencieuse.

Cette homologie profonde ne signifie pas que l’on peut faire pousser des doigts dans l’entrejambe ou des pénis sur les mains. En effet, les cellules à partir desquelles seront construites ces extrémités ont une histoire. Elles font déjà partie d’une tranche du corps précise (définies d’ailleurs par les mêmes gènes Hox à un stade plus précoce de l’embryogenèse) et ne peuvent plus produire n’importe quoi. Des expériences sur des poulets ont ainsi montré que si l’on fait pousser un membre supplémentaire au niveau des épaules, cela donne une aile. Et si l’on fait de même au niveau du bassin, on obtient une patte.

Du point de vue évolutif, les doigts et les organes génitaux externes sont apparus sur une période relativement courte (qui se compte en millions d’années tout de même), il y a environ 400 millions d’années, lorsque les animaux sont sortis de l’eau pour coloniser les terres émergées. Ces deux nouvelles fonctions étaient indispensables aux premiers tétrapodes pour se déplacer et pour se reproduire dans ce nouvel environnement. Le pénis permet en effet un mode de fécondation interne qui pallie l’absence de milieu liquide environnant.

Qui a commencé?

La nature a donc profité d’un mécanisme génétique complexe déjà existant pour remplir une première fonction et l’a détourné pour qu’il serve également à la seconde. Les scientifiques ignorent toutefois laquelle est apparue en premier.

La grande similarité génétique dans la construction de ces structures corporelles permet par ailleurs d’expliquer un certain nombre de syndromes génétiques humains associés à la fois à des malformations des doigts, telles que la polydactylie (présence d’un ou de plusieurs doigts surnuméraires) ou la brachydactylie (brièveté d’un ou de plusieurs doigts), et du pénis, telles que l’hypospadias (ouverture de l’urètre dans la face inférieure du pénis plutôt qu’à son extrémité).