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Early evolution of symmetry and polarity in metazoan body plans

2008; Elsevier BV; Volume: 332; Issue: 2-3 Linguagem: Francês

10.1016/j.crvi.2008.07.009

1768-3238

Michaël Manuel,

Planarian Biology and Electrostimulation

The early diverging metazoan lineages have highly disparate adult body plan geometries, which can be characterised in terms of five major types of symmetry (asymmetrical, spherical, cylindrical, n-radial, bilateral). Patterns of evolutionary changes in symmetry types and the homology of body axes across lineages are discussed here by confronting evidence from comparative anatomy, phylogeny, genomics and evo-devo. The conventional scenario, postulating a graded complexification from asymmetry to radial and finally bilateral symmetry, is considered untenable. Cylindrical symmetry is likely to be the ancestral type from which derived all remaining types through multiple convergences. Recent proposals prompted by molecular data that the bilateral anatomies of many cnidarians and of the Bilateria are homologous are clearly not supported. The Hox-based patterning system operating along the antero-posterior axis of the Bilateria does not seem to predate their divergence with the Cnidaria, but intercellular signalling systems, notably the Wnt pathway, could have been involved in generating the main body axis in the last common ancestor of the Metazoa. To cite this article: M. Manuel, C. R. Biologies 332 (2009). Les plans d'organisation adultes des différentes lignées de la base de l'arbre des métazoaires présentent de profondes différences en terme de géométrie, que l'on peut formaliser en cinq grands « types de symétrie » (asymétrique, sphérique, cylindrique, n-radiaire, bilatérale). Les transitions entre ces types de symétrie et le problème de l'homologie des axes de polarité sont abordés ici à partir d'une synthèse des données de l'anatomie comparée, de la phylogénie, de la génomique et de l'évo-dévo. Ces données conduisent à rejeter le scénario conventionnel, qui postulait une complexification graduelle au cours de l'évolution, de l'asymétrie à la symétrie radiaire puis à la symétrie bilatérale. Le type de symétrie ancestral des métazoaires est probablement la symétrie cylindrique, les autres types étant dérivés et résultant de convergences multiples. En particulier, contrairement à certaines suggestions récentes basées sur des données moléculaires, les cas de bilatéralité observés chez les cnidaires sont certainement convergents par rapport à la bilatéralité des Bilateria. Le système de régionalisation antéro-postérieure par les Hox qui caractérise les Bilateria ne semble pas être antérieur à leur divergence avec les cnidaires. En revanche, l'implication de systèmes de signalisation comme la voie Wnt dans la mise en place de l'axe principal pourrait avoir été héritée du dernier ancêtre commun des métazoaires. Pour citer cet article : M. Manuel, C. R. Biologies 332 (2009).