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En direct des labos #1

01 avril 2014 

Des chercheurs ont découvert une modification spectaculaire du milieu de vie chez des équidés. Partez à la découverte des migrations des espèces au cours du temps et voyagez jusqu'aux Kerguelen, lieu de cette découverte étonnante !

Une mutation phénotypique majeure chez un groupe d'équidés ?

En biologie, on sait que l'évolution va au hasard. Rien ne prédestine une lignée à changer de milieu de vie, un animal aquatique à devenir terrestre ou un animal terrestre à voler. Cependant, on sait que, lors de grands bouleversements de l'environnement, des espèces peuvent s'implanter dans de nouveaux milieux. Par exemple parce-que les changements sont tels qu'elles peuvent maintenant y vivre, ce qui n'était pas le cas auparavant !

Un peu d'histoire...

Il y a environ 490 millions d'années de cela, la Terre a connu un de ces grands bouleversements. On a appelé cette période l'Ordovicien. Elle n'a duré que 45 millions d'années environ, soit un peu moins que ce qui nous sépare de la fin des dinosaures. Mais quelle période ! Les conditions étaient telles que de très nombreuses espèces ont pu apparaître en même temps. À cette époque, il faut dire que l'immense majorité des espèces vivent dans l'eau. Or, le niveau de la mer était alors très élevé, ce qui faisait de la place pour tout le monde.

C'est aussi de cette période que datent les premières plantes terrestres, et même les premiers champignons ! On pense également que c'est à ce moment-là que son apparus les tous premiers vertébrés, parmi lesquels se trouvait notre ancêtre, mais aussi celui des carpes, des pigeons, des requins blancs ou des tyrannosaures.

Cependant, il y a 445 millions d'années environ, le climat a changé. Il s'est refroidi, et le niveau des océans a baissé. Il n'y avait plus de place pour tout le monde, et de nombreuses espèces ont disparu. En fait, on pense que 85% des espèces et 60% des genres (groupes d'espèces très proches, un peu comme des ensembles de cousins germains d'espèces) se sont éteints !

 

Quelques animaux de l'Ordovicien

290600Arandaspis prionotolepisVue d'artiste d'un vertébré de l'Ordovicien. Attention : ce n'est pas notre ancêtre, mais un lointain tonton !Arandaspis prionotolepisVue d'artiste d'un vertébré de l'Ordovicien. Attention : ce n'est pas notre ancêtre, mais un...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/arandaspis_prionotolepis_-_ordovicien.jpg
450600HelcionelloideaUn gastéropode (la famille des escargots) de l'OrdovicienHelcionelloideaUn gastéropode (la famille des escargots) de l'OrdovicienAgrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/helcionellid_debut_ordovicien.jpg
600800Obolus apollinisAttention, cet animal n'est pas un mollusque (et donc pas un "coquillage") ! C'est un Brachiopode, un groupe d'animaux très éloigné (même si, il faut l'avouer, cela ressemble à une coquille saint Jacques !). Lui aussi a vécu durant l'OrdovicienObolus apollinisAttention, cet animal n'est pas un mollusque (et donc pas un "coquillage") ! C'est un Brachiopode,...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/obolus_apollinis_cambrien-ordovicien.jpg
444800Orthoceras regulareUn Céphalopode, la famille des pieuvres, des seiches et des calmars. OrdovicienOrthoceras regulareUn Céphalopode, la famille des pieuvres, des seiches et des calmars. OrdovicienAgrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/orthoceras_regulare_-_mi-ordovicien_0.jpg

On appelle la période qui suit le Silurien. Comme souvent après une grosse extinction d'espèces, les survivants ont beaucoup de place pour vivre et se diversifient. Beaucoup de nouvelles espèces apparaissent donc. Par exemple, les mollusques (aujourd'hui, ce sont les escargots, les calmars, les huîtres, les seiches...), ou les vertébrés. Pour ne parler que des animaux : car, chez les plantes ou chez les champignons, l'heure est également à la fête ! C'est par exemple à ce moment-là qu'apparaissent les premiers lichens, symbioses entre une algue et un champignon.

Or, les paléontologues retrouvent dans les fossiles de la fin du Silurien des traces d'un événement sans précédent : de nombreuses espèces animales changent de milieu ! C'est en effet à cette époque qu'apparaissent les premiers animaux terrestres : acariens, insectes, mille-pattes ou même araignées. Ce ne sont peut-être pas les premiers animaux à vivre sur la terre ferme, mais ceux-ci ont non-seulement survécu, mais il nous ont en plus laissé des descendants qui vivent encore de nos jours !

 

Quelques animaux du Silurien

450600Calymene blumenbachiiUn Trilobite du Silurien. Les Trilobites sont des Arthropodes (la famille des insectes, des mille-pattes, des araignées, des limules, des crabes, des crevettes ou des acariens) aujourd'hui complètement éteints. On en trouve de nombreux fossiles en Basse-Normandie. Silurien.Calymene blumenbachiiUn Trilobite du Silurien. Les Trilobites sont des Arthropodes (la famille des insectes, des...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/calymene_blumenbachii_-_silurien.jpg
450600Eurypterus tetragonophthalmusIl appartenait au groupe des Mérostomes, tout comme les actuelle Limules. Mais lui n'était pas tout à fait de la même famille. Silurien.Eurypterus tetragonophthalmusIl appartenait au groupe des Mérostomes, tout comme les actuelle Limules. Mais lui n'était pas...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/eurypterus_tetragonophthalmus_-_silurien.jpg
450600Kulindroplax perossokomosUn vieux tonton des Chitons actuels. Les chitons sont des mollusques (comme les moules ou les pieuvres), mais recouverts de nombreuses plaques ! Silurien.Kulindroplax perossokomosUn vieux tonton des Chitons actuels. Les chitons sont des mollusques (comme les moules ou les...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/kulindroplax_perossokomos_-_silurien.jpg
600800Entelognathus primordialisUn Placoderme. Les placodermes sont un groupe de vertébrés aujourd'hui totalement disparus ! Silurien tardif.Entelognathus primordialisUn Placoderme. Les placodermes sont un groupe de vertébrés aujourd'hui totalement disparus...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/entelognathus_primordialis_-_silurien_tardif.jpg
466800Guiyu oneirosCette petite bête appartient au groupe des Sarcoptérygiens. Ce n'est pas de la politique, mais le nom d'un groupe d'animaux dont nous-même, mais aussi les chats, les lapins, les oiseaux, les cœlacanthes ou les tortues faisons tous partie. Mais pas les sardines ni les requins. Notre particularité ? Nos "nageoires" (pour nous, les bras et les jambes) ne sont reliées à notre corps que par un seul os : en haut, les omoplates; en bas, le fémur. En plus, nous avons tous des doigts articulés et de l'émail sur nos dents. Tout comme ce fossile. Silurien tardifGuiyu oneirosCette petite bête appartient au groupe des Sarcoptérygiens. Ce n'est pas de la politique, mais le...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/guiyu_oneiros_-_silurien_tardif.jpg
445800Psarolepis romeriUn autre Sarcoptérygien. Silurien tardif.Psarolepis romeriUn autre Sarcoptérygien. Silurien tardif.Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/psarolepis_romeri_-_silurien_tardif.jpg

Il y a 400 millions d'années commence le Dévonien. Entre les deux périodes, pas de crise majeure de la biodiversité. Mais les continents continuent de se déplacer, et les milieux de se transformer. Par exemple, des milieux aquatiques peu profonds, un peu comme des marais, apparaissent. Ils sont colonisés par des espèces très particulières, notamment chez les vertébrés. Ce groupe d'animaux se diversifie énormément : tous sont à leur aise dans ces nouveaux milieux et les nouvelles formes sont conservées. Par exemple, les mâchoires, ou la répartition des os dans le corps. On pense que les premiers vertébrés terrestres sont apparus il y a 375 millions d'années.

 

Quelques animaux du Dévonien...

396800Climatius reticulatusClimatius, un animal vertébré, appartenait à la famille des Climatiiformes. C'est un groupe d'animaux qui ont aujourd'hui tous disparu. Ils étaient cousins du groupe formé par les actuels requins, les animaux à quatre pattes, les sardines, les raies, les poissons-clowns... Début Dévonien.Climatius reticulatusClimatius, un animal vertébré, appartenait à la famille des Climatiiformes. C'est un groupe...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/climatius_reticulatus_-_debut_devonien.jpg
325500Parexus recurvusUn autre Climatiiforme, la même famille que Climatius ! Début DévonienParexus recurvusUn autre Climatiiforme, la même famille que Climatius ! Début DévonienAgrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/parexus_recurvus_-_debut_devonien.jpg
450600Doryaspis nathorstiDoryaspis appartenait à un groupe de Vertébrés aujourd'hui disparun les Pteraspidiformes. Contrairement aux requins, aux grenouilles ou aux sardines, ces animaux n'avaient pas de mâchoire. Un peu comme les lamproies actuelles, mais pas de la même famille. Début Dévonien.Doryaspis nathorstiDoryaspis appartenait à un groupe de Vertébrés aujourd'hui disparun les Pteraspidiformes....Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/doryaspis_nathorsti_-_debut_devonien.jpg
450600Pteraspis stensioeiUn autre vertébré appartenant à un groupe entièrement disparu ! Début DévonienPteraspis stensioeiUn autre vertébré appartenant à un groupe entièrement disparu ! Début DévonienAgrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/pteraspis_stensioei_-_debut_devonien.jpg
522800Pterygotus anglicusUn mérostome (la même famille que les actuelles limules). Début Dévonien.Pterygotus anglicusUn mérostome (la même famille que les actuelles limules). Début Dévonien.Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/pterygotus_anglicus_-_debut_devonien.jpg
268320Schinderhannes bartelsiDerrière ce nom barbare se cache un petit arthropode (la famille des insectes, des crevettes, des araignées, des limules...) que les scientifiques n'arrivent pas encore à classer. En tout cas, on sait qu'il n'appartient à aucun des groupes précédents (limules, araignées, crustacés...) ! Début Dévonien.Schinderhannes bartelsiDerrière ce nom barbare se cache un petit arthropode (la famille des insectes, des crevettes, des...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/schinderhannes_bartelsi_-_debut_devonien.jpg
450600Tungstenia paradoxaCe petit animal (10cm) est un proche cousin de nous, animaux à quatre pattes ! Début Dévonien.Tungstenia paradoxaCe petit animal (10cm) est un proche cousin de nous, animaux à quatre pattes ! Début Dévonien.Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/tungsenia_paradoxa_-_debut_devonien.jpg

212500Cheirolepis trailliCet animal, avec ses arêtes, fait partie de la même famille que les sardines, les carpes ou les poisson-clowns !Cheirolepis trailliCet animal, avec ses arêtes, fait partie de la même famille que les sardines, les carpes ou les...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/cheirolepis_trailli_-_mi-devonien.jpg
126320Coccosteus cuspidatusUn autre Placoderme (un groupe de Vertébrés aujourd'hui complètement disparus).Coccosteus cuspidatusUn autre Placoderme (un groupe de Vertébrés aujourd'hui complètement disparus).Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/coccosteus_cuspidatus_-_mi-devonien.jpg
600800Diplacanthus crassissimusUn autre Climatiiforme (voir plus haut).Diplacanthus crassissimusUn autre Climatiiforme (voir plus haut).Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/diplacanthus_crassissimus_-_mi-devonien.jpg
373800Grossius aragonensisUn autre sarcoptérygien (comme nous)Grossius aragonensisUn autre sarcoptérygien (comme nous)Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/grossius_aragonensis_-_mi-devonien.jpg
450600Holoptychius nobilissimus...Et encore un.Holoptychius nobilissimus...Et encore un.Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/holoptychius_nobilissimus_-_devonien.jpg

473800Ventastega curonicaUn Sarcoptérygien (voir plus haut) Fin du DévonienVentastega curonicaUn Sarcoptérygien (voir plus haut) Fin du DévonienAgrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/ventastega_curonica_-_fin_devonien.jpg
227600Acanthostega gunnariUn animal à quatre pattes (ou "tétrapode"), comme nous ! Celui-ci appartient à un groupe aujourd'hui disparu. C'est le cousin des tétrapodes actuels. Fin du DévonienAcanthostega gunnariUn animal à quatre pattes (ou "tétrapode"), comme nous ! Celui-ci appartient à un groupe...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/acanthostega_gunnari_-_fin_devonien.jpg
355600Ichthyostega stensioeiUn autre tétrapode. Celui-ci est encore plus proche cousin de nous que ne l'est Acanthostega ! Fin du DévonienIchthyostega stensioeiUn autre tétrapode. Celui-ci est encore plus proche cousin de nous que ne l'est Acanthostega...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/ichthyostega_stensioei_-_fin_devonien.jpg
244800Tiktaalik roseaeLa star des fossiles de cette époque. C'est l'un des plus proches cousins connus des animaux à quatre pattes ! Mais attention : ce n'est pas notre ancêtre. Fin du DévonienTiktaalik roseaeLa star des fossiles de cette époque. C'est l'un des plus proches cousins connus des animaux à...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/tiktaalik_roseae_-_fin_devonien.jpg
453800Chondrenchelys problematicaUn cousin des requins et des raies actuelles Fin du DévonienChondrenchelys problematicaUn cousin des requins et des raies actuelles Fin du DévonienAgrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/chondrenchelys_problematica_-_fin_devonien.jpg
375500Cladoselache clarki...Et un autre ! Fin du DévonienCladoselache clarki...Et un autre ! Fin du DévonienAgrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/cladoselache_clarki_-_fin_devonien.jpg
450600Dipterus valenciennesiUn dipneuste. Les dipneustes sont un groupe d'animaux très très proches des animaux à quatre pattes. Il en existe aujourd'hui huit espèces, réparties en trois familles. Comme nous, leurs poumons possèdent de nombreuses petites alvéoles. Ils ont à la fois des poumons et des branchies.Dipterus valenciennesiUn dipneuste. Les dipneustes sont un groupe d'animaux très très proches des animaux à quatre...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/dipterus_valenciennesi_-_fin_devonien.jpg
340800Elginerpeton pancheniUn cousin d'Ichtyostega ! Fin du DévonienElginerpeton pancheniUn cousin d'Ichtyostega ! Fin du DévonienAgrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/elginerpeton_pancheni_-_fin_devonien.jpg
857800Hallipterus excelsiorUn Mérostome (la même famille que les Limules) Fin du DévonienHallipterus excelsiorUn Mérostome (la même famille que les Limules) Fin du DévonienAgrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/hallipterus_excelsior_-_fin_devonien.jpg

Changer de milieu ?

De nos jours, icertaines espèces ne vivent que sur la terre ferme; d'autres au contraire sont strictement aquatiques. Et il est tout à fait possible de passer d'un de ces milieux à l'autre. On connait ainsi des espèces dont tous les ancêtres et les cousins vivent sur terre, tandis qu'elles-mêmes vivent dans l'eau. Les posidoniacées, par exemple ! Ces plantes à fleurs, qui forment les grands herbiers de la Méditerranée, ne peuvent vivre que dans la mer. Pourtant, leurs ancêtres étaient strictement terrestres ! D'ailleurs, les Posidonias fleurissent : cet héritage trahit leur généalogie (les "algues", au contraire, ne font pas de fleurs). Les posidoniacées sont ainsi plus proches cousines d'une pâquerette ou d'un pommier que d'une algue. C'est aussi le cas des Hydrotriches, des plantes à fleurs bien connues des aquariophiles et qui ressemblent à des prêles. Elles aussi fleurissent (et pas les prêles). C'est même très joli. De même, les nénuphars sont des plantes qui ne pourraient plus vivre sur la terre ferme.

Chez les animaux aussi, on connaît des espèces terrestres qui sont retournées dans l'eau. Les cétacés (les dauphins, les baleines ou les orques) par exemple. Il en est de même pour les phoques ou les lamantins. Chez les oiseaux, les manchots passent bien plus de temps en mer que sur terre. Une petite araignée, l'Argyronète, passe sa vie dans l'eau ! Pour respirer, elle ne remonte pas à la surface mais se crée une bulle d'air dans laquelle elle puise. Nous pourrions passer des heures à les citer tous, tortues, escargots, et autres centaines d'espèces à avoir changé de milieu de vie depuis leurs ancêtres...

 

Un nouveau changement ?

Mais une nouvelle serait en train d'apparaître. C'est une observation exceptionnelle, d'autant que cette espèce est domestique : il s'agit de poneys !

Les poneys ne sont pas une espèce à part entière, mais un ensemble de sous-espèces de chevaux. En fait, c'est le nom que l'on donne à tous les chevaux de petite taille. Ils peuvent ainsi avoir des bébés avec d'autres chevaux plus grands !

Or, une nouvelle variété de poneys a été découverte sur l'archipel des Kerguelen, dans l'Océan Austral, non-loin de l'Antarctique. Sur ces îles, la température moyenne est de moins de 5°C. Les hivers ne sont pas très froids (2°C environ), mais les étés ne sont pas très chauds non-plus : 12°C est une température caniculaire. On y trouve des manchots royaux, des gorfous, mais aussi de terribles prédateurs comme des léopards de mer, des orques, des skuas ou des éléphants de mer. Et plusieurs espèces introduites par les différents explorateurs qui ont marché sur ces îles : chats, souris, lapins... et chevaux.

Cependant, les conditions extrêmes semblaient avoir fait périr tous les chevaux. Or, un petit groupe de chevaux nains, ou poneys, a été retrouvé ce mois-ci. Appelé Poney aquatique des Kerguelen (PAK), ou Equus caballus var. aquaticus pour les intimes, il présente des modifications étonnantes, et particulièrement un retour à la vie marine prononcé. Une modification spectaculaire de la pigmentation de la peau, conséquence probable d'un mécanisme de sélection naturelle par camouflage, est également constatée.

Une analyse cytogénétique a mis en évidence un transfert horizontal (échange de matériel génétique entre espèces très éloignées sans qu'elles aient eu des bébés ensemble puisque c'est impossible) entre des Téléostéens (ou « poissons ») antarctiques et ces poneys aquatiques. Cela serait à l'origine de leur extrême tolérance au froid de l'eau : ces Téléostéens, du groupe des Notothéniinés, possèdent en effet dans leur sang des protéines qui jouent le rôle d'antigel. Or, la vie aquatique aurait permis à ce petit groupe de poneys mutant de ne pas disparaître. De plus, une enzyme mutante a été identifiée : la beta-primaprilasee. Agissant spécifiquement sur la mélanine (pigment responsable de la coloration de la peau, synthéthisé dans des cellules spéciales, les mélanocytes), elle serait responsable de la teinte turquoise ou rose de ces animaux. La variation de la force de la teinte serait fonction de la concentration en beta-primaprilase dans les mélanocytes.

 

7121053Un troupeau sortant de l'eauLes PaK restent avant tout des animaux grégaires (qui vivent en groupe) et sociaux.Un troupeau sortant de l'eauLes PaK restent avant tout des animaux grégaires (qui vivent en groupe) et sociaux.Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/poneys_aquatiques.jpg
18402000Un groupe de poneys aquatiques des KerguelenUn groupe de poneys aquatiques des...Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/styles/exposition/public/multimedia/groupe.jpg?itok=A4NfWxg8
1000667Détail d'une forme rose ("Rosea")Détail d'une forme rose ("Rosea")Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/styles/exposition_portrait/public/multimedia/var.rosea_.jpg?itok=H-BeP2ZN
1000654Détail d'une forme bleue ("Cyanea")A noter que les tâches ne sont que faiblement pigmentées.Détail d'une forme bleue...A noter que les tâches ne sont que faiblement pigmentées.Agrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/styles/exposition_portrait/public/multimedia/var.cyanea.jpg?itok=J5OR7yb-
540720Tentative de domesticationTentative de domesticationAgrandir l'imagehttp://www.museum-lehavre.fr/sites/default/files/multimedia/poney1_0.jpg

D'après les chercheurs, cette couleur vive serait elle aussi un double camouflage. En effet, le bleu turquoise rend, sous l'eau, ces animaux quasiment invisibles. Cependant, pourquoi le rose joue-t-il le même rôle ? La réponse est simple : parce-que la mer est bleue. Si elle est bleue, c'est parce-qu'elle filtre la couleur rouge, qu'elle garde pour elle et ne nous renvoie pas. Ainsi, dans l'eau de mer, les teintes rouges sont peu visibles. Et le rose, qui n'est qu'un rouge clair, est ainsi imperceptible par la plupart des animaux marins, d'ailleurs dépourvus de bâtonnets leur permettant de voir cette couleur.

 

Ce poney, issu d'animaux domestiques, semble avoir conservé son caractère doux et docile. Une campagne d'élevage de ces animaux est en cours de préparation : il s'agirait de préparer ces animaux à une re-domestication, pour un usage ludique (animaux de compagnie) et, pourquoi pas, sportif. À l'instar des compétitions équestres, ne serait-il pas intéressant de mettre en place des épreuves de poney aquatique ? Le champ des possibles reste ouvert.

 

Marie Fisler

 

Pour en savoir plus :

Sur l'Ordovicien, le Silurien et le Dévonien

Des centaines d'autres reconstitutions d'articte de fossiles

sciences de la vie - mimétisme - évolution - sélection naturelle

Par neophyte le 16 Avril 2017 à 10:53

Merci pour vos explications très didactiques c'est passionnant et on a envie d'en savoir plus !

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