lundi 23 avril 2018

La Miramelle des moraines (Podisma pedestris)

Cela fait un petit moment que je n'ai pas sorti un article naturaliste ! Aujourd'hui, je vous présente un insecte de l'ordre des Orthoptères. Non, ce n'est pas un gros mot. Les Orthoptères (en grec "Orthos" veut dire "droit" et "ptéron" signifie "aile") regroupent les criquets, les sauterelles et les grillons. Tout d'abord, mettons les choses au clair ! Comment ne plus faire la confusion entre les criquets (Caelifères) et les sauterelles et grillons (Ensifères) ? Très simple. Les Criquets portent au sommet de leur tête une paire d'antennes courtes et épaisses tandis que les sauterelles et les grillons possèdent des antennes plus longues et fines. Ensuite, pour différencier les deux Ensifères, il faut se fier aux ailes au repos. Celles de la sauterelle sont situées latéralement le long du corps alors que le grillon porte les ailes à plat au-dessus de son abdomen. De plus, le bout de l'abdomen des grillons est terminé par deux cerques (des sortes de prolongements du corps légèrement courbés selon les espèces).

A présent, les idées bien claires, je peux entamer cette petite présentation de la Miramelle des moraines (Podisma pedestris). Désormais, étant vous-même des pros de la détermination des Orthoptères, vous reconnaîtrez sur les photos ci-dessous qu'il s'agit bien d'un criquet ! En effet, nous remarquons bien les antennes plutôt raccourcies. C'est pour cela qu'il porte aussi le nom de Criquet des moraines ou bien Criquet marcheur.
Pour comprendre la seconde partie de son nom vernaculaire*, il faut faire un petit peu de géologie.
Les moraines sont simplement des amas de débris rocheux, érodés et transportés par un glacier. Et l'on comprend cette appellation lorsque l'on voit quels milieux fréquente Podisma pedestris. En effet, cet insecte affectionne les environnements montagnards très rocheux, à végétation parsemée. Ces milieux secs et ensoleillés, durant la période estivale, permettent de réchauffer son corps, très rapidement.     

Podisma pedestris mâle prenant le soleil sur un rocher
Chez cette espèce d'Orthoptère, on distingue très bien le mâle de la femelle. On parle alors de dimorphisme sexuel bien marqué. En plus d'être plus petit que la femelle (20 mm environ contre 27 mm pour l'autre), le mâle arbore des couleurs plus vives. Son abdomen est jaune, rayé d'épaisses bandes noires transversalement. Ses pattes postérieures, adaptées au saut, sont rouge vif avec quelques raies légèrement bleutées. Les femelles sont plus ternes que les mâles. De plus, on peut apercevoir de petites "plaques" brunes sur la zone de séparation entre le thorax et l'abdomen correspondant à de petites ailes qui ont régressé au cours de l'histoire évolutive de cette espèce, sans doute dû à une activité de marche prédominante sur le vol.

Et là, c'est une grosse femelle ! 

La miramelle des moraines est présente dans tous les massifs montagneux européens sauf les chaînes scandinaves et les pays baltes. Vous pourrez l'apercevoir principalement entre mi-Juin et Novembre, lors de vos randonnées, par exemple. Au début de l'été, la femelle pond, à l'aide de son court ovipositeur* quelques œufs dans un sol dénudé de toute végétation. En fonction des conditions environnementales, qui peuvent être rudes même en plein été à la montagne, les œufs ont la capacité de stopper leur développement et de rester, ainsi, au stade embryonnaire durant plusieurs années ! Les œufs écloront alors lorsque les conditions extérieures seront propices à la survie des larves qui en sortiront. Les "petits" passeront alors par 5 stades larvaires avant d'atteindre la forme adulte.  

Accouplement entre une femelle et un mâle Podisma pedestris
 
La miramelle des moraines, comme tous les criquets, est herbivore. Elle se nourrit essentiellement de Poacées, une famille de plantes à fleurs comprenant notamment ce que l'on appelle les "herbes" et les céréales. 
Chez les criquets, l'exploitation de ces végétaux leur est notamment permise par la structure de leurs pièces buccales, qui sont de type broyeur. Le labre, en forme de pelle, permet de pousser les aliments vers les autres pièces buccales. Leurs deux mandibules solides et développées ont pour rôle de découper les tiges et les feuilles des plantes puis de les broyer. Les deux maxilles, en plus de jouer un rôle sensoriel, permettent de poursuivre la trituration des aliments. Enfin, le labium, situé plus postérieurement, possède aussi un rôle sensitif.  

Pièces buccales broyeuses du criquet (Caelifère)
Voilà, j'espère que ce petit article vous aura plu ! Je fais ces petits articles dans le but de vous initier (si ce n'est pas le cas) au naturalisme. Lors d'une randonnée estivale en montagne, vous pourrez désormais poser un nom sur ce joli petit criquet coloré, probablement en train de striduler* !  

Merci pour votre visite et à bientôt sur l'Odyssée Terrestre ! 



Lexique :
- nom vernaculaire = nom commun = nom français
- ovipositeur = chez les Insectes, organe situé à l'extrémité de l’abdomen de la femelle permettant de déposer les œufs dans un substrat.
- stridulation = son produit par le frottement des fémurs des pattes postérieures sur les ailes postérieures. 


Sources :
- www.orthoptera.ch/arten/item/podisma-pedestris
- inpn.mnhn.fr/espece/cd_nom/66235
- passion-entomologie.fr
- Biologie tout-en-un, BCPST 1, éditions Dunod. 
- www.insectes.org

lundi 16 avril 2018

Le Big-Bang de la Vie

La vie. Un sujet qui en intéresse bien plus qu'un. Pourtant, elle a beau attirer tous les regards, elle demeure toujours un mystère. A l'heure où j'écris, on ne sait pas encore comment, où et quand la vie est apparue sur Terre. Enfin, nous n'avons pour l'instant formé que des hypothèses qui se basent sur des fragments de découvertes. Qu'à cela ne tienne, les scientifiques se mettent d'accord que la vie a fait son apparition il y a au moins 3,5 milliards d'années sur Terre. Par quel moyen ? Nous parlerons de cela dans un prochain article. Là, n'est pas la question.
Cependant, ce que l'on pense savoir est que, à cette époque, la vie se réduisait à de microscopiques organismes unicellulaires, c'est-à-dire constitués d'une seule cellule. Les premiers organismes étaient alors des bactéries, plus précisément des cyanobactéries qui peuplaient le milieu aquatique. Et ces minuscules êtres-vivants ont occupé une place écologique très importante, sans doute l'une des plus importantes que la Terre ait connue ! En effet, les cyanobactéries ont la capacité de pratiquer la photosynthèse. Elles peuvent convertir l'énergie solaire (les photons) en énergie chimique en fixant du dioxyde de carbone (CO2) et en libérant du dioxygène (O2) dans l'atmosphère. Du DIOXYGÈNE. Il y a 2,45 milliards d'années, les cyanobactéries ont été responsables de la Grande Oxydation, c'est-à-dire une soudaine augmentation de la quantité d'O2 dans l'air. Cette disponibilité croissante du dioxygène dans l'atmosphère permet d'améliorer considérablement les performances énergétiques de ceux capables de le métaboliser. A cela s'ajoute la formation d'une couche protectrice d'ozone (via les molécules d'O2) enveloppant notre planète. Elle permet alors d'absorber les rayons UV nocifs pour les organismes vivants. La température de l'atmosphère augmente peu à peu. Ainsi, toutes les conditions physico-chimiques favorables au développement de la vie sont réunies.

On voit bien que la concentration en dioxygène (O2) a augmenté brusquement ! 

Au fil des millions d'années, des formes plus complexes font leur apparition. C'est le cas des organismes pluricellulaires qui émergent il y a 2,1 milliards d'années. Le temps passe alors, certaines formes apparaissent et perdurent, d'autres disparaissent...
C'est alors que les premiers animaux (qui sont tous des êtres pluricellulaires) mettent le premier pas sur la scène de la vie il y a 600 millions d'années environ.  Vous vous demandez probablement en lisant cet article quelles preuves ont été mises en avant pour prouver cette datation...
Dans les années 1940, un géologue australien, Reginald Sprigg, a découvert dans les collines Ediacara, en Australie, une multitude de fossiles aux formes étranges de tubes ou de feuilles. Ces fossiles d'organismes font donc partie des plus anciens organismes pluricellulaires connus ! Ils s’avéraient assez rudimentaires d'un point de vue anatomique. Ils ressemblaient fortement aux méduses actuelles, des animaux à symétrie radiaire, c'est-à-dire qui possèdent seulement une face orale et une face anale. Ainsi, nous avons appelé cet assemblages d'organismes à corps mou la Faune de l'Ediacarien (ou faune d'Ediacara).


Dickinsonia est l'un des emblèmes fossiles de la faune d'Ediacara
Cependant, ces genres fossiles ne sont pas spécifiques à l'Australie. Les paléontologues ont découvert des organismes similaires en Namibie comme Namacalathus, l'un des plus anciens métazoaires* squelettiques connus ou bien Charnia en Grande-Bretagne, une sorte de corail.

D'abord classé parmi les algues, Charnia serait finalement un animal même si rien n'est sûr ! 
 Finalement, tous ces assemblages d'organismes fossiles précambriens proviendraient de différentes régions du monde correspondant pour la plupart à des environnements marins peu profonds.

Continuons notre petit voyage dans le lointain passé alors qu'une vie foisonnante et grouillante se déploie ! J'ai même envie de dire que des animaux organisés de façon plus complexe apparaissent, présentant notamment une symétrie bilatérale cette fois ! Autrement dit, ces animaux possèdent un "avant", un "arrière", une face dorsale et une face ventrale (comme nous !). Des appareils fonctionnels se développent aussi tels que le tube digestif ou le système nerveux. A partir de ce moment, ces nouveaux spécimens sont plus mobiles, perçoivent davantage leur environnement (notamment avec l'apparition des yeux !). On appelle cette émergence soudaine de multiples embranchements animaux : l'explosion cambrienne. Si on décortique l'expression, elle veut dire qu'une multitude d'espèces animales est apparue lors de la période du Cambrien (entre -540 millions d'années et -530 millions d'années !). Et c'est la faune de Burgess qui reflète cette fois l'incroyable diversité animale qui a émergé lors du Cambrien ! De même que pour la faune d'Ediacara, celle de Burgess, située au Canada cette fois, est un assemblages d'organismes fossiles bien conservés dans des strates de schistes. Pour la petite histoire, c'est en 1909 qu'un géologue américain, Charles Walcott, découvre, par hasard, cette merveilleuse faune. En effet, suite à une importante tempête de neige, en dégageant le passage pour le cheval de sa femme, Charles fendit une roche révélant un bel exemplaire d'Arthropode qu'il nomma le "Crabe-dentelles" du fait de l'apparence de l'animal. Bon, il s'agit peut-être d'une anecdote légèrement exagérée... Quoiqu'il en soit, notre cher Walcott a découvert dans les Montagnes Rocheuses de la Colombie britannique au Canada des fossiles totalement exceptionnels enfouis dans les schistes de Burgess.

Voilà le "crabe-dentelles" (Marrella splendens)
On a pu y découvrir de nombreux genres représentatifs de multiples embranchements actuels. Parmi ceux-là, de nombreuses espèces de la star des fossiles ont été retrouvées dans les schistes de Burgess. Vous les connaissez peut-être, ce sont bien les Trilobites. Ce sont des Arthropodes (le groupe rassemblant les crustacés, insectes, araignées et compagnie) qui se sont éteints il y a 250 millions d'années (à la fin du Permien) et que l'on reconnaît facilement. Ils sont caractérisés par une carapace (un exosquelette) très rigide, leur corps étant subdivisé en trois parties bien distinctes : le céphalon (la "tête") comportant notamment des yeux fonctionnels, le thorax constitué de plusieurs segments et le pygidium (la "queue"). Pour la plupart des espèces répertoriées (plus de 18 000 !), leur mode de vie était benthique, c'est-à-dire qu'ils côtoyaient les profondeurs des mers et océans, à la recherche de quelques autres petits invertébrés (tels que des vers) à se mettre sous la dent (enfin, ils n'avaient pas de dent...).

Une espèce de Trilobitiforme
Reconstitution de Sidneyia
 Certaines découvertes fossiles nous permettent d'établir des hypothèses sur le fonctionnement des chaînes trophiques* du Cambrien. Harry Whittington et son équipe ont pu réaliser des dissections d'organes d'organismes fossiles. C'est en pratiquant cette méthode que certains petits trilobites et quelques Mollusques ont pu être retrouvés à l'intérieur du tube digestif d'un autre animal, celui de Sidneyia, un autre Arthropode marin carnivore.

En fait, les animaux retrouvés dans le contenu digestif d'un autre permettent de construire peu à peu des chaînes et des réseaux alimentaires. Les traces et empreintes laissées sur les sédiments permettent de renseigner sur le mode de vie des organismes. Bref, chaque léger indice apporte une grande information quant au fonctionnement des écosystèmes marins de cette époque.

Mais, tout cela soulève plusieurs questionnements. Comment ces organismes fossiles ont pu être si bien conservés ? Pourquoi pouvons-nous retrouver des corps mous de bonne "qualité" alors que, par habitude, seules les parties "dures" des organismes sont conservées (comme les os) ? Comment certains organes ont-ils pu rester si intacts ? D'ailleurs, cette branche de la paléontologie qui cherche à comprendre le processus de fossilisation des corps porte un nom, c'est la taphonomie. D'après les spécialistes, ces schistes se seraient formés suite à de fortes coulées de boues qui ont enseveli rapidement les animaux qui vivaient à la base du récif. La boue pénétra alors dans les organes des bébêtes, et grâce à de fines couches de sédiments, ils se séparèrent du corps dans différents micro-niveaux. Ce phénomène explique le fait d'observer des organismes en structure tridimensionnelle bien conservée. De plus, la compression des strates de sédiments sous l'effet de la boue, a chassé l'O2 à l'extérieur (comme si l'on appuyait sur une éponge remplie d'air). Cette exposition plus faible au dioxygène a ralenti la décomposition des organismes et permis une bonne conservation de la forme des tissus mous. Bref, tous ces processus physico-chimiques ont permis de conserver plus de 65 000 spécimens appartenant à 120 espèces différentes !
Vous comprendrez pourquoi je ne peux pas passer en revue chacune de ces espèces (même si cela s'avère particulièrement passionnant !).

Mais, je dois tout de même vous parler de Pikaia gracilens (non, ce n'est pas le nom d'un Pokémon), une espèce de Céphalochordé* fossile qui a l'aspect d'une anguille. Il semblerait qu'un animal, semblable à Pikaia, soit l'ancêtre de tous les Vertébrés actuels. En d'autres termes, les poissons, amphibiens, reptiles, Oiseaux et Mammifères descendraient de cet organisme allongé ressemblant à un ver. En effet, il paraîtrait que Pikaia soit composé d'une chorde, c'est une structure allongée cartilagineuse présente à l'état embryonnaire, se développant en colonne vertébrale (sauf chez les Lamproies et les Myxines*). Or, les Vertébrés font bien partie du groupe des Chordés, ils présentent une chorde ! Le seul "hic" qui laisse penser que Pikaia n'est pas un Vertébré est la présence de petits tentacules étranges inhabituels... Affaire à suivre !


Pikaia gracilens
Une espèce de Céphalochordé, très similaire à Pikaia gracilens


         











En outre, depuis le début du XXème siècle, la carrière des Schistes de Burgess n'a pas été la seule carrière à dévoiler de si beaux fossiles du Cambrien ! D'autres gisements fossilifères dans le monde ont été dénichés révélant, de nouveau, une importante diversité d'organismes fossiles appartenant à des Embranchements inconnus ou actuels ! C'est le cas de nombreuses carrières au Groenland, en Australie et en Chine avec le célèbre site fossilifère de Chengjiang où a été retrouvé le fossile d'un des plus anciens vertébrés aujourd'hui connus. Le dénommé Myllokunmingia. Un genre de "poisson" ressemblant à nos myxines actuelles.

Reconstitution de Myllokunmingia

Après avoir observé, les yeux étincelants, quelques spécimens fossiles retrouvés dans tous ces endroits du monde, nous sommes à même de nous demander quelles sont les causes de cette frappante diversité. Hé bien, un des grands mystères de la paléontologie qui plane toujours aujourd'hui est la raison de ce Big-Bang de la diversité animale. Nous ignorons encore les causes de cette soudaine augmentation du nombre d'espèces à cette époque... Cependant, plusieurs hypothèses ont été mises en avant. Bien sûr, comme nous l'avons cité au début de cet article, l'augmentation de la concentration en O2 dans l'atmosphère a probablement joué un rôle central. Ensuite, le facteur du hasard a sûrement apporté sa pierre à l'édifice ; les mutations génétiques, qui sont des modifications de l'ADN héritables et purement aléatoires ont permis à bon nombre d'organismes de développer des adaptations morpho-anatomiques leur permettant de faire face aux multiples contraintes environnementales (l'apparition des yeux pour la chasse, l'apparition de la chorde pour la nage etc...).

Bref, j'espère que cet article plutôt mystérieux vous a fait prendre conscience que la nature est véritablement un beau bordel. Moult formes animales sont apparues, ont disparu, sont réapparues différemment... Elles ont évolué sous l'effet des mutations génétiques et de l'environnement. Dit d'une façon moins "scientifique", c'est comme si l'évolution avait expérimenté tout un tas de nouveautés pour faire face aux contraintes de l'environnement. Nous nous retrouvons ainsi face à des animaux complètement étranges dignes de scénarios de sciences-fiction !

Bon c'est très artistique mais voilà à quoi pouvait ressembler un écosystème marin au Cambrien ! 


Voilà, j'espère que cet article vous a plu, j'espère aussi qu'il n'a pas été trop technique ! Je voulais vraiment vous faire connaître, si cela n'avait jamais été fait, les faunes d'Ediacara et de Burgess qui témoignent de l'explosion de la diversité animale à cette époque. Cependant, sachez que la paléontologie est l'une des sciences qui est sans cesse révolue. Tout peut changer au fil des années et des progrès technologiques. Par exemple, la découverte d'un fossile peut tout bouleverser dans l'ordre des choses établies. C'est pour cela qu'il est dangereux d'émettre des lois fondamentales en paléontologie (et même en sciences). La science est sans arrêt mise au goût du jour. Lorsqu'on lit un bouquin scientifique, il faut, préalablement, se renseigner sur sa date de publication car lire des choses trop anciennes peut s'avérer finalement contre-productif...

Merci à tous de l'avoir lu et à bientôt sur l'Odyssée Terrestre ! 



Lexique :
- métazoaire = animal
- schiste : type de roche sédimentaire formé par des particules d'argile et de limon.
- chaîne trophique = chaîne alimentaire
- Céphalochordé : en gros, c'est un groupe rassemblant des animaux ressemblant à des poissons mais organisés de façon plus rudimentaire. Ce ne sont pas des Vertébrés !
- Myxines : ce sont des vertébrés aquatiques, allongés, sans mâchoires qui vivent dans les profondeurs des océans se nourrissant d'organismes en décomposition.

Sources :
- Histoire pittoresque de la paléontologie, Babin C et Gatet M, édition ellipses.
- Nature, vol. 530, pages : 268-270, February 18th 2016.   
- Intraspecific variation in an Ediacaran skeletal metazoan : Namacalathus from the Nama group, Namibia, Penny AM, Wood RA, Zhuravley AY, Curtis A, Bowyer F, Tostevin R - Geobiology, 2017, 15, 81-93.
- Pikaia gracilens Walcott : stem chordate, or already specialized in the Cambrian, Mallatt J et Holland N., Journal of experimental technology, part B, Molecular and Devlopmental evolution. 2013 June, 320(4), 247-271.
- wikipedia.org
- www.futura-sciences.com
- www.hominides.com
- "l'explosion cambrienne et les schistes de Burgess" - Sciences étonnantes (Youtube)
- http://godfra.chez-alice.fr/Docshv/docshv.html (photo de l'écosystème marin cambrien)

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dimanche 1 avril 2018

Le côté obscur de la Terre


Dans son poème "L'Homme et la mer" paru en 1857 dans "Les fleurs du mal", Baudelaire a écrit "Vous êtes tous les deux ténébreux et discrets : Homme, nul n’a sondé le fond de tes abîmes ; Ô mer, nul ne connaît tes richesses intimes !" #InstantPoésie.
Pour le coup, Charles avait raison (du moins, pour la mer).  La mer et ses fonds ont longtemps été sources de mystères et d’inconnus, délaissés au profit des écosystèmes terrestres plus faciles à étudier. Heureusement, comme l’a dit Ribéry, confrère poète de Charles, « la roue tourne a tourné », et depuis quelques années, les fameuses richesses intimes de ces grands fonds sont sujettes à de nombreuses recherches. 


Notre chère planète bleue doit, comme vous le savez tous, son surnom à l’eau (mers et océans) qui recouvre près de 70% de sa surface. Et si nous nous sommes longtemps limités à sa surface, ce sont pourtant les grands fonds qui dominent avec près de 2/3 de la superficie de la planète et 90% de la surface des océans. Ces grands fonds océaniques, aussi appelés "océans profonds" ou "abysses" (du grec "abyssos" signifiant "sans fond"), se situent entre 4000 et 6000 m de profondeur, au pied du talus continental.
Du fait de cette profondeur, les rayonnements lumineux sont totalement absorbés et l'obscurité règne : on ne trouve plus aucun végétaux (et oui, bye bye la photosynthèse*), c'est la zone aphotique. En plus de l'absence totale de lumière, ces plaines abyssales sont caractérisées par une température très froide (moins de 5°C) et une forte pression.
(NB : Souvent le terme d'abysses est utilisé à tort et à travers, juste pour dire que c'est profond et obscur).

Bon récapitulons : pas de lumière = pas de végétaux = pas de production primaire (base de la chaîne trophique !) = pas de nourriture, grand froid et forte pression... Autant dire que le développement de la faune ne s'annonce pas facile sur ces étendues sédimentaires.
Pourtant, la faune abyssale est très diversifiée, avec des représentants de presque tous les embranchements d'animaux marins : Échinodermes*, Mollusques, Arthropodes*, Cnidaires*,  "Poissons" (car oui les Poissons n'existent pas*)... Donc il y a une grande diversité certes, mais une faible biomasse (plus ou moins 1g/m²). Mais ils sont là ! En effet, ces organismes abyssaux ont développé au cours de l'évolution des adaptations à ces contraintes particulières.
Allez hop, c'est parti pour comprendre comment la faune abyssale survit dans ce milieu peu accueillant !

1. Le régime alimentaire : Les organismes abyssaux sont des omnivores généralistes  : suspensivores, détritivores, carnivores, nécrophages. Cet opportunisme leur permet de profiter de tout ce qui est offert car la nourriture se fait rare dans ces fonds. Eh oui Jamy, comme expliqué, les végétaux ne peuvent pas s'y développer et aucune matière organique n'est donc directement produite. Une des seules sources de nourriture (en plus des rares proies) est donc la neige marine, c'est-à-dire l'ensemble des particules de la surface qui arrivent lentement vers le fond : environ 1 cm de restes d'organismes coulent et s'accumulent tous les 1000 ans !** Alors oui, autant sauter sur la moindre occasion qui se présente.

2. Une grande bouche : Les animaux des abysses ont souvent une grande bouche dotée de nombreuses dents, longues et pointues avec une mâchoire articulée. Cette adaptation leur permet de mieux profiter du peu de proies qui se présentent face à eux. Par exemple, les poissons du genre Malacosteus sont appelés "rat-trap fish", soit "poissons pièges-à-rats" du fait de leur mâchoire particulière. Autre exemple, le poisson-ogre Anoplogaster cornuta est l'animal possédant les plus grandes dents au monde proportionnellement parlant ! De ce fait, il ne peut même pas fermer sa bouche... (la loose quand même non ?).
Le Poisson-ogre (Anoplogaster cornuta)

Malacosteus niger 









3. La taille : Concernant la taille, 2 stratégies s'opposent. On peut observer des organismes de très petite taille : cela permet de limiter les besoins et l'approvisionnement alimentaire, ce qui est utile étant donné une densité de proies très limitée.
Autre stratégie antagoniste : le gigantisme abyssal. Ce phénomène est encore mal compris des scientifiques mais certaines hypothèses sont avancées. Par exemple, une grande taille permettrait de fonctionner à métabolisme réduit (car le ratio surface/volume est réduit) et donc de consommer moins d'énergie : utile quand la bouffe se fait discrète ! Ou alors, certains avancent que la rareté des ressources alimentaires retarderait la maturité sexuelle ce qui permettrait d'atteindre une plus grande taille (puisque davantage d'énergie est allouée à la croissance plutôt qu'à la reproduction).
Et attention les yeux, quand on parle de gigantisme, c'est pas du blabla ! 
Le calmar géant (Architeuthis dux)

Régalec (Regalecus glesne)
  
Isopode géant (Bathynomus giganteus)
4. Des yeux tubulaires Les poissons Opisthoproctidae forment une famille de petits poissons des profondeurs ayant des yeux en forme de petits tonneaux situés au milieu d'un crâne transparent. Cette structure permet à l'animal de mieux percevoir les silhouettes de ses proies mais aussi de ses prédateurs. 
Macropinna micostoma : ses yeux sont les 2 lobes verts dans le crâne transparent ! 

5. La musculature : Puisque les poissons abyssaux ne parcourent pas de grandes distances et ne sont pas soumis à des courants importants, ceux-ci sont munis d'une musculature réduite. Cette musculature peu développée représente alors un "gain" d'énergie. Comme vous l'aurez compris, tout est bon pour économiser son énergie dans les abysses (bah oui, les buffets à volonté là-bas c'est pas trop connu...) !

6. La transparence : Cette stratégie leur permet de se cacher dans la pénombre et l'obscurité, tel Harry Potter muni de sa cape d'invisibilité. Ou presque. La transparence totale est impossible, il existe toujours des organes colorés (gonades et glandes digestives). Ces organes sont donc concentrés et forment un nucléus visible de près mais pas de loin (du fait de la concentration). Voici quelques exemples d'animaux transparents.

Enypniaste est un concombre de mer des abysses
Clione limacina aussi appelé "Ange de mers"
(je vous laisse deviner pourquoi)















7. La bioluminescence : La bioluminescence est la production et l'émission de lumière par un organisme vivant. Cette lumière est émise par une réaction chimique entre une molécule, la luciferine, et une enzyme, la luciférase. Elle peut être produite directement par des cellules spécialisées du poisson, les photocytes (photophores quand elles sont regroupées), ou par des cellules glandulaires ou alors par des bactéries symbiotes, c'est-à-dire qui vivent au dépens de l'organismes hôte (dans ses tissus par exemple !). 
Pourquoi briller ?  Tout d'abord, cette stratégie permet d'attirer les proies ! Mais oui, souvenez-vous du Monde de Némo, quand Marin et Dory se perdent dans les abysses : ils se font "hypnotiser" et attirer par une petite lumière flottante pour au final se retrouver face à un poisson, on peut le dire, on ne peut moins chaleureux... #TraumatismeDeMonEnfance. Et bien ce n'est pas totalement une fantaisie de Pixar. Ce drôle de poisson s'inspire de la baudroie abyssale : dotée d'une très grande bouche ainsi qu'une sorte de tige luminescente dressée sur sa tête. Cette lumière est agitée devant son effrayante gueule et sert de leurre. En effet, la lumière émise, imitant un petit ver, attire les poissons qui foncent alors droit vers... la mort.
De la même manière, cette lumière peut constituer un leurre sexuel.

"Coucou"
Baudroie abyssale de Johnson (Melanocetus johnsonii)


La bioluminescence jouerait aussi un rôle dans les communications intra- et inter-spécifiques, bien que ce mécanisme n'est pas encore bien compris. 
Autre utilité : le countershading (littéralement "contre-illumination" pour les moins anglophones d'entre nous). La lumière émise est souvent ventrale et permet aux poissons de se fondre dans la lumière du jour en arrière-plan et donc de se camoufler (les poissons aux-dessus perçoivent bien la face dorsale sombre qui se fond avec la profondeur, et les poissons en dessous perçoivent une lumière similaire à la lumière pénétrant à la surface).
Swima bombiviridis
L'émission de lumière peut également servir de défense par éjection de sécrétions luminescentes sur le prédateur, l'aveuglant pendant quelques secondes ! C'est le cas du ver Swima bombiviridis qui forme des bulles bioluminescentes le temps de fuir au plus loin de ses prédateurs !
J'aurais aimé vous détailler encore plus cette partie mais il y aurait trop à dire, cela nécessiterait un article à part, je vais donc m'arrêter là pour la bioluminescence. 
Juste, un petit florilège d'animaux bioluminescents, parce qu'on va pas se mentir : ça en jette !

A gauche : Polyorchis penicillatus (haut), une méduse Schyphozoaire (bas).
A droite, poisson dragon noir (haut),
une méduse Cubozoaire (milieu) et un poisson (bas)


8. Compression latérale du corps : Comme on vient juste de le voir, certains organismes émettent de la lumière. Mais s'ils évitent la prédation en se camouflant avec une couleur sombre, cette émission de lumière les rend visible et peut même générer une ombre. Pas très pratique pour une partie de cache-cache face aux prédateurs... La compression verticale du corps permet alors de diminuer l'épaisseur de leur silhouette et donc de se faire plus discret. Futé ! 

9. Un corps gélatineux : Les animaux des abysses sont constitués de tissus et organes incompressibles essentiellement liquides et gélatineux. Cette particularité leur permet de résister aux fortes pressions pour ne pas finir écrabouillés (heureusement, vous imaginez que des crêpes flottantes ? Ce serait franchement moins fun ! Quoi que...). Mais cela implique qu'ils ne peuvent pas remonter à la surface, car leur pression interne est la même que la pression externe. Si cela venait à se produire, ils se dilateraient puis... BOOM ! Hardcore, je vous l'accorde. 

Finalement, comme vous l'aurez compris, l'évolution a façonné de nombreux morphes au cours du temps, de nouvelles adaptations à ces contraintes si hostiles qu'offrent les abysses. La faune, rare et dispersée de manière très hétérogène dans ces eaux profondes, est tout de même présente et de nouvelles espèces sont découvertes chaque jour. De quoi occuper et satisfaire nos amis les chercheurs. De plus que des écosystèmes particuliers se développent dans ces grands fonds marins : les sources hydrothermales qui regorgent d'une diversité et d'une biomasse foisonnantes ! Ces sources représentent de véritables hotspots de biodiversité dans ces eaux profondes normalement si peu habitées... Peut-être le sujet d'un prochain article ! 

En tout cas, j'espère que cet article vous a plu et fait découvrir une (infime) partie de la diversité abyssale ! A bientôt sur l'Odyssée Terrestre !

Lexique :
- *photosynthèse : processus par lequel le végétal capte le CO2 de l'atmosphère et les rayons lumineux lui permettant de libérer de l'O2 et de produire de la matière organique (sucres).
- *Echinodermes : c'est le groupe des oursins, étoiles de mer etc...
- *Arthropodes : c'est le groupe des Insectes, Crustacés, etc...
- *Cnidaires : c'est le groupe des anémones de mer, coraux et méduses...
- *les poissons n'existent pas : pour le comprendre, regardez cette vidéo vraiment bien expliquée !
- **Bon, je vous l'accorde, un cadavre de baleine tombe de temps en temps sur ces plaines abyssales... (lire l'article ici).

Sources (Consultées le 28 et le 29/03/18):
- www.notre-planete.info/environnement/biodiversite/abysses.php

- Claire Nouvian, Abysses, Fayard, 2006, 75 sur 256p
- wikipedia.org 
-www.futura-sciences.com/planete/photos/oceanographie-abysses-ces-merveilles-profondeurs-35-photos-686/
-www.gentside.com/animal/certaines-de-ces-especes-vivant-dans-les-abysses-comme-ce-poisson-se-trouvent-douees-de-bioluminescence_pic125030.html
- http://vie-dans-les-abysses.e-monsite.com/pages/adaptation-a-la-pression/
- scripps.ucsd.edu/zooplanktonguide/species/polyorchis-penicilhhlatus
- http://www.astronoo.com/fr/articles/vie-des-abysses.html 
- fishesofaustralia.net.au/home/species/1808
- www.science-et-vie.com

- la Grande Encyclopédie des Animaux (terres éditions)
- les cours
                                                                                                                                   

dimanche 4 mars 2018

La B.A. des végétaux

Dans ce blog, j'ai tort de peu parler des végétaux. Pourtant, ce sont eux qui sont à la base de nombreux réseaux trophiques. En effet, la lignée verte constitue l'ensemble des producteurs primaires, c'est-à-dire ceux qui sont capables de produire de la matière organique à partir de dioxyde de carbone et de lumière. Et cette matière organique est directement consommée par les consommateurs primaires (les herbivores principalement !).  
En plus d'être de véritables piliers écologiques au sein des écosystèmes, les végétaux sont davantage utilisés en tant que phytoremédiateurs... Oups, j'ai dit un gros mot ! Laissez-moi vous expliquer.  
La phytoremédiation consiste à utiliser des plantes vasculaires* et des algues afin de dépolluer les sols et d'épurer les eaux usées. 

Malheureusement, je ne vous apprends rien, beaucoup de milieux aquatiques (en France et dans le monde) sont fortement pollués par les activités anthropiques. Notamment, beaucoup d'hydrocarbures et de métaux lourds sont directement relargués par les usines dans les cours d'eau.
La phytoremédiation se base exclusivement sur les interactions se mettant en place entre les plantes et leurs micro-organismes et le sol au niveau de la rhizosphère*.
Et cette technique ne date pas d'hier (ni d'avant-hier !) ! Elle fut déjà pensée et appliquée (certes d'une manière moins sophistiquée qu'aujourd'hui) par les Grecs et les Romains lors de l'Antiquité !
Alyssum bertolonii 
Ce n'est qu'au XVIème siècle qu'un savant italien assez calé en botanique à l'époque, Cesalpino, a découvert une plante capable de se développer dans un milieu riche en métaux lourds, en l'occurrence le nickel (Ni). On l'a nommée : Alyssum bertolonii. Cette plante a la particularité d'accumuler ces substances toxiques dans ses tissus (les feuilles) et en plus grande concentration que celle présente dans le sol ! On parle alors de plante hyperaccumulatrice. Mais ce n'est qu'en 1970 que les Hommes commencèrent à l'utiliser à des fins de dépollution des sols.




Mais quels sont les principes de la phytoremédiation ? Et comment la plante peut-elle survivre en présence de ces quantités astronomiques de métaux lourds ?!
Les végétaux sont en connexion avec deux types de milieux aux conditions physico-chimiques totalement différentes l'un de l'autre. Les feuilles sont connectées au milieu aérien et pratiquent la photosynthèse. Les racines, quant à elles, se développent dans le sol et absorbent l'eau et les éléments minéraux nécessaires au métabolisme de l'organisme. Ces différents organes peuvent jouer le rôle de réservoirs et de dégradation de diverses substances toxiques.

  • Côté tige et feuilles
En premier lieu, en milieu aérien, certaines espèces végétales accumulent dans les cellules de la tige et des feuilles des métaux lourds absorbés par les racines dans le sol. Il ne reste plus qu'à prélever les feuilles et tiges "contaminées", les brûler et stocker les cendres. Même si cette technique de phytoextraction paraît simple, elle est aussi très longue à se mettre en place car elle est cadencée par le rythme de croissance du végétal... Or, un végétal, ça pousse pas si vite que ça...
Un exemple de plante hyperaccumulatrice métallophyte, malgré son nom, est le tabouret bleu (Noccaea caerulescens), une plante européenne assez banale en apparence mais qui est l'une des seules à pouvoir survivre dans des sols riches en zinc et en cadmium*. Chapeau bas. Elle stocke le zinc dans la vacuole* des cellules composant les feuilles et le cadmium dans l'apoplasme (autrement dit le milieu extra-cellulaire).

Centrale nucléaire dans l'Ain (01)



Tiens, puisqu'on parle de plantes hyperaccumulatrices, j'ai une petite anecdote. Savez-vous pourquoi l'on trouve des champs de tournesols à foison autour des centrales nucléaires ? Ces plantes à fleurs ont la particularité d'accumuler dans leurs cellules de grandes concentrations de métaux et d'éléments radioactifs rejetés par les centrales comme le Strontium ou l'Uranium !





Dans certains cas, l'absorption des substances toxiques et la biotransformation dans la vacuole peuvent être "boostées" par l'application dans le sol de chélateurs (prononcé "kélateur"). Ce sont des molécules qui s'associent par forte affinité aux molécules toxiques. Le complexe molécule toxique-chélateur est alors plus rapidement absorbé par les racines et transféré jusqu'aux feuilles par le biais de l'évapotranspiration*. On parle alors de phytoextraction assistée, car on utilise un chélateur pour accélérer le processus. A l'heure à laquelle je rédige cet article, très peu de plantes sont capables d'accumuler de très grandes quantités de plomb, arsenic, cadmium... L'ajout d'un chélateur synthétique, comme l'EDTA (un nom barbare se cache derrière cet acronyme : acide éthylènediaminetétraacétique) permettrait alors de stimuler l'absorption de l'élément chimique par les racines et de l'accumuler en plus grandes concentrations dans les feuilles ! Des travaux ont montré que le taux de plomb présent dans la partie aérienne du végétal pouvait dépasser 1% de la matière sèche (c'est-à-dire ce que l'on obtient lorsqu'on retire toute l'eau de la plante).


Principe de la phytoextraction


Chez d'autres espèces, les substances toxiques sont de même absorbées par le système racinaire et transférées jusqu'aux organes aériens (feuilles, tige). Mais ce qui diffère de la phytoextraction toute basique (la technique vue juste au-dessus), c'est que ces polluants sont transformés en composés volatiles dans les feuilles puis libérées dans l'atmosphère ! Certains composés toxiques à l'état solide perdent leurs propriétés et deviennent moins nocifs une fois sous-forme gazeuse !
Aux alentours de certaines usines ou raffineries, des petites mares artificielles sont mises en place où sont cultivées certaines plantes aquatiques. Parfois, jusqu'à 90% des métaux déversés dans la mare sont éliminés par cette phytovolatilisation ! Hallucinant, n'est-ce pas ?

Enfin, certaines plantes absorbent les substances toxiques et les dégradent soit de façon chimique soit avec l'aide des micro-organismes. Dans le premier cas, les cellules sécrètent des enzymes qui hydrolysent (c'est-à-dire qui détruisent) les molécules nocives en petits fragments biologiquement non actifs. Dans le second cas, ce sont les champignons et les bactéries qui se "nourrissent" totalement des produits toxiques.

  • Côté racines
Les feuilles ne sont pas les seules à jouer un rôle dans la détoxication des sols et des eaux ! Les racines ont aussi leur mot à dire ! Plusieurs espèces végétales exercent alors la rhizofiltration qui consiste à absorber et accumuler les polluants des eaux usées. On dénombre alors les roseaux, les menthes aquatiques, les joncs, la sauge, les peupliers et bien d'autres...
De plus, les racines peuvent aussi faire l'office de phytostabilisatrices lorsque le terrain est en pente ou le cours d'eau subit un fort courant. En fait, les racines retiennent simplement une forte concentration de l'élément toxique.

Résumé des différents processus de phytoremédiation



Ainsi, à ce jour, les végétaux sont les seuls êtres vivants à avoir colonisé quasiment tous les milieux sur Terre. Au cours de l'évolution, ils ont développé des caractères morpho-anatomiques leur permettant de s'adapter à une large gamme de milieux, même ceux aux conditions physico-chimiques les plus extrêmes tels que les milieux à forte salinité, à forte aridité ou à forte concentration en métaux lourds ! Beaucoup de personnes ne soupçonnent pas les végétaux capables de survivre dans des environnements fortement pollués chimiquement par l'Homme ou naturellement riches en éléments toxiques pour la plupart des êtres vivants sur cette planète. De plus, il est bien probable que l'accumulation de substances toxiques dans leurs feuilles ou leurs racines leur a conféré un grand avantage sélectif, celui d'être évités par de redoutables herbivores...

Merci pour la lecture et à bientôt sur l'Odyssée Terrestre ! :)


Lexique :
- plante vasculaire : plante composée de vaisseaux (toutes sauf les algues !).
- rhizosphère : partie du sol en contact avec les racines
- cadmium (Cd) : métal très toxique que l'on retrouve, entre autres, dans les cigarettes, les batteries et les piles.
- vacuole : organite (= zone fonctionnelle) des cellules de végétaux et de champignons. Elle est une grande réserve d'eau pour la cellule et permet de stocker tout type d'éléments (protéines, sucres, et molécules toxiques !).

Sources :
- mon cours d'écotoxicologie
- le dico de Bio - Romaric Forêt

- www.aquaportail.com/definition-5109-phytoremediation.html
- schéma phytoextraction : http://pf-mh.uvt.rnu.tn/33/1/SN232.pdf

dimanche 18 février 2018

Biodiversité tricolore

La France, un pays connu dans le monde entier pour son histoire, ses paysages, sa gastronomie, sa culture, ses innovations technologiques... Bref, une grande puissance ! Mais, je suis certain que la plupart des gens ne soupçonnent pas qu'elle abrite une riche biodiversité !

Mais, avant toute chose, il nous faut comprendre ce que représente vraiment la biodiversité. Sachez que ce terme aurait été employé pour la première fois en 1985. Ce n'est qu'en 1992, lors du sommet de la Terre qui s'est tenu à Rio de Janeiro, que ce concept a vraiment pris une ampleur considérable, dès lors que les gouvernements ont "réellement" pris conscience que l'Homme était le premier moteur de dégradation de la nature... La Convention sur la diversité biologique (CDB) ainsi signée définit la biodiversité comme "la variabilité des êtres vivants de toute origine y compris, entre autres, les écosystèmes aquatiques et les complexes écologiques dont ils font partie : cela comprend la diversité au sein des espèces, ainsi que celle des écosystèmes" (art. 2).

Forêt primaire de Bornéo

Pour comprendre le fonctionnement de la biodiversité, nous devons analyser ses trois niveaux d'organisation :

- la diversité écosystémique (les milieux)
- la diversité spécifique (les espèces)
- la diversité génétique (les gènes)
Sur notre planète, les forêts tropicales représentent le type d'écosystème abritant la biodiversité la plus élevée. Vous connaissez sûrement les massifs forestiers du Congo, d'Amazonie et de Bornéo qui sont des hot-spots de la biodiversité dans le monde.



Mais, comment peut-on mesurer la biodiversité ? "Ce n'est pas trop abstrait ?!" Oui, c'est vrai, dénombrer toutes les espèces et écosystèmes ne s'avère pas être une tâche facile, ça paraît même un peu absurde... Pourtant, il existe bien des techniques d'estimation de la biodiversité qui ne se basent pas seulement sur la diversité spécifique, c'est-à-dire le dénombrement et l'abondance des espèces, mais aussi sur les diversités phylogénétique et fonctionnelle. La diversité phylogénétique* prend en compte l'histoire évolutive accumulée par une communauté d'espèces et peut être associée à la résilience* des écosystèmes faces aux changements environnementaux. La diversité fonctionnelle est l'ensemble des caractéristiques morpho-anatomiques qui influencent des processus écosystémiques.
Dans d'autres cas, nous pouvons suivre l'évolution des "espèces bio-indicatrices", sensibles à la moindre modification environnementale, pouvant faire connaître l'état global d'un écosystème. Par exemple, les larves de trichoptère font partie des indicateurs de bonne qualité des eaux douces.
BREF, mesurer la biodiversité est compliqué mais réalisable (approximativement) via plusieurs techniques d'estimation plus ou moins complexes !

Larve de trichoptère dans un fourreau qui la camoufle dans son environnement


Mais, en quoi la France serait un pays abritant une riche biodiversité ?
Notre pays, englobant la métropole et les territoires d'outre-mer, s'étend sur 675 000 km² et possède alors une grande diversité de milieux. D'une zone à l'autre, l'altitude, la distance par rapport à la mer, les climats, la géologie peuvent être totalement distincts.
Déjà, la France métropolitaine compte 4 grandes zones biogéographiques différentes (sur 6 présentes sur les territoires de l'UE !) : les zones atlantique, continentale, méditerranéenne et montagnarde. Ce large éventail écosystémique place la France au premier rang des pays les plus riches biologiquement en Europe !
Ainsi, notre pays héberge près de 6 000 espèces de plantes supérieures vasculaires (comprenez les plantes à fleurs et les conifères), sans compter les 4 000 espèces indigènes, c'est-à-dire celles qui ne sont pas originaires de France... A cela s'ajoutent les 3 000 espèces de plantes non vasculaires, c'est-à-dire dépourvues de véritables vaisseaux conducteurs, telles que les mousses, les hépatiques et les algues.

Ophrys aveyronensis est endémique de l'Aveyron et du nord de l'Espagne

Ces végétaux constituent l'étage le plus basal de la pyramide trophique. Viennent ensuite à l'étage supérieur, les Métazoaires (autrement dit, les animaux !).
Le sol français compte plusieurs dizaines de milliers d'espèces d'invertébrés. Parmi ceux-là, le groupe le plus abondant (en France et même dans le monde) est celui des insectes qui comprend près de 40 000 espèces, à lui seul !
Côté vertébrés (poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux et mammifères), le territoire français en compterait 1 500 environ, dont plus de la moitié vivant dans les écosystèmes marins. Ce nombre n'englobe pas les espèces domestiques et introduites.
En fait, l'Hexagone a l'avantage d'être un carrefour européen en terme de migrations animales. En effet, de nombreuses espèces d'oiseaux affectionnent les milieux humides dispatchés dans la France en guise de pause et détente migratoires. Par exemple, les étangs languedociens et la Camargue offrent à tous ces piafs une aire de repos et un garde-manger importants sur l'autoroute migratoire. C'est le cas, parmi d’innombrables autres, de certaines espèces de canards qui effectuent chaque année de longs voyages entre la Scandinavie et l'Afrique du Nord et qui viennent se reposer en Camargue !
Les oiseaux ne sont pas les seuls à effectuer de folles migrations, de nombreux papillons sont aussi connus pour ces trajets annuels, comme le Vulcain, la Belle-Dame, le Morio et bien d'autres...

Canard souchet (Anas clypeata)
Vulcain (Vanessa atalanta)



Et devinez où est-ce que la biodiversité est la plus riche en France métropolitaine ?! C'est en PACA ! Pas étonnant, cette région se caractérise par des reliefs très variés s'étendant du pourtour méditerranéen (altitude 0) jusqu'au massif des Alpes. Elle abrite alors diverses espèces tant terrestres que marines ! Par exemple, elle héberge 85% des espèces de mammifères présentes sur le territoire français métropolitain.

Néanmoins, comme nous le disions au début, la France est aussi connue pour ses nombreux territoires éparpillés partout dans le monde, notamment de nombreuses îles. Or, ce sont souvent les territoires insulaires qui hébergent le plus d'espèces endémiques. Ainsi, d'après l'Inventaire National du Patrimoine Naturel (INPN), un territoire comme l'île de Rapa en Polynésie Française grande comme quelques arrondissements de Paris, abriterait près de 300 espèces endémiques !
Imaginez alors en Nouvelle-Calédonie, à La Réunion ou en Guyane !

J'espère alors que vous vous rendez compte de la richesse du patrimoine naturel de la France. Malheureusement, de nombreux milieux subissent une pression anthropique importante. Nos activités érodent davantage ces écosystèmes très fragiles. Je parle, par exemple, de la surpêche, de la déforestation pour la mise en place de zones agricoles et d'axes routiers et de bâtiments, du dégagement de produits polluants... Bref, vous savez déjà tout cela...

Parcs nationaux (en rose) et parcs régionaux (en vert)
Mais comment protéger alors la biodiversité ? Enfin, comment ralentir sa dégradation ?
Aujourd'hui, la France est composée de 10 parcs nationaux : La Vanoise, les Écrins, le Mercantour, Port-Cros, les  Calanques de Marseille, les Cévennes, les Pyrénées, la Guadeloupe, la Guyane et la Réunion. La réglementation très stricte permet de protéger le milieu naturel, sa faune et sa flore. A la différence d'un parc naturel régional, son but premier n'est pas de développer la vie économique et touristique.
Il y a aussi quelques réseaux qui rassemblent de nombreux sites naturels et semi-naturels qui ont une grande valeur patrimoniale, tels que Natura 2000 en Europe.
En fait, on dénombre plusieurs directives nationales et européennes, plusieurs conventions signées à l'international. Je ferai probablement un article qui portera exclusivement sur la protection de la biodiversité en France, en Europe et même dans le monde, car il y a beaucoup de choses à dire !



En tout cas, j'espère que vous avez apprécié la lecture de cet article plutôt particulier et que vous avez pris conscience de la chance que l'on a de vivre dans un pays exceptionnellement riche en biodiversité. Je pense qu'aujourd'hui et dans les années futures, la clé d'une éventuelle amélioration des relations entre l'Homme et la nature repose sur l'éducation des jeunes générations. La nature est belle et fragile, nous avons besoin d'elle comme elle a besoin de nous, alors préservons-la.

Merci et à bientôt sur l'Odyssée Terrestre ! 

Lexique :
- phylogénie : c'est l'étude des liens qu'il existe entre espèces plus ou moins apparentées. On peut finalement dessiner de gros arbres phylogénétiques qui retracent l'histoire évolutive des feuilles de cet arbre (c'est-à-dire les espèces).
- résilience d'un écosystème : capacité d'un écosystème à retrouver un fonctionnement "normal" après avoir subi une perturbation importante (ex : un incendie).

Sources :
- inpn.mnhn.fr
- www.francebleu.fr
- http://www.conservation-nature.fr

- mes cours d'éco

lundi 12 février 2018

D'où viennent tous nos toutous ?

Ils sont partout. Sur tous les continents. Dans tous les pays. Dans toutes les civilisations. Ils existent sous plusieurs formes, couleurs, tailles... Bref, je parle évidemment de nos compagnons les toutous ! Actuellement, 500 millions de molosses peupleraient notre planète ! Un nombre hallucinant !
Mais, savez-vous vraiment quelle est origine commune de tous ces clebs ? Est-ce que le chien est une espèce à part entière ? Pouvons-nous créer de nouvelles "races" ? 

Avant tout, une petite présentation s'impose. Le chien, de son vrai nom Canis lupus familiaris, fait partie de la famille des Canidés, qui comprend aussi les renards, dingos, chacals et... loups ! Mmh, à vrai dire, cette phrase sonne faux ! Le chien est une sous-espèce du loup, plus précisément une sous-espèce domestique !
L'ancêtre du loup et du cabot aurait divergé dans le courant du Paléolithique, soit entre -27 000 ans et -40 000 ans ! Or, aussi bizarre que cela puisse paraître, ce n'est qu'en 2015 qu'une étude suédoise a pu prouver cette date de divergence chien/loup. Jusqu'à ce moment, les débats scientifiques étaient animés ! Reprenons depuis le début.

En fait, il faut savoir que l'Homme aurait commencé à côtoyer le loup il y a peut-être 400 000 ans, d'après la découverte de restes ostéologiques. Nos ancêtres, les chasseurs-cueilleurs, auraient capturé des petits louveteaux et les auraient apprivoisés pour la chasse et la surveillance des camps.

Grotte de Denisova dans le massif de l'Altaï

Cependant, les plus anciens restes de chien domestique ont été retrouvés notamment dans les grottes de Goyet en Belgique (datant de 36 000 BP*) et analysés au carbone 14. D'autres parties squelettiques ont été découvertes en Sibérie, dans les montagnes de l'Altaï, d'où le nom de "chien de l'Altaï". En analysant brièvement ce "spécimen", nous pouvions noter déjà que, morphologiquement, les os du museau du crâne étaient proportionnellement similaires à ceux d'un chien actuel (pas un chihuahua bien sûr, mais du genre Husky ou Berger Allemand...). Mais, ce sont les dents qui ressemblaient plus à celles d'un loup européen actuel. Toutes ces informations ont permis aux scientifiques d'émettre l'hypothèse que cette créature découverte dans la grotte était en phase de domestication.
Les analyses d'ADN exploitable, provenant de la dent du chien de l'Altaï, ont confirmé cette idée. Ce début de domestication aurait été permise par une sédentarisation progressive de l'Homme.

MAIS, il y a environ 26 000 ans, les conditions climatiques se sont dégradées. Durant le dernier épisode glaciaire que notre planète ait connu*, les hommes ont donc réadopté un mode de vie nomade pour tenter de fuir ces rudes conditions. Cette mobilité a rompu les interactions prolongées entre l'homme et les canidés, et donc bloqué tout processus de coévolution entre les deux espèces...
Ce n'est qu'aux alentours de -10 000 ans que la lignée des chiens modernes a pu s'établir progressivement jusqu'à nos jours.

Ainsi, lors de l'apparition de l'agriculture, le chien s'adapte peu à peu à l'alimentation des hommes plus diversifiée et acquiert la capacité à digérer l'amidon, via l'amylase, une enzyme qui demeure absente chez les loups ! De plus, il a été montré que les chiens produisaient des quantités plus importantes d'ocytocyne (une hormone liée à l'affectivité) que le loup ! C'est ce qui explique, sans doute, la très bonne amitié qu'entretiennent les Hommes et les clébards. C'est beau. 

Bon, ayant à présent une idée plus ou moins précise des origines de la domestication du chien, comment expliquer cette diversité des races ? Il est compliqué d'imaginer que nous sommes partis de la photo de gauche (ci-dessous) à la photo de droite...





Au départ, Charles Darwin pensait que toutes les races de chiens qu'il observait à son époque avaient été domestiquées indépendamment d'espèces différentes. Hélas, pour une fois, le naturaliste anglais avait tort sur ce point. Comme on l'a vu, toutes les races actuelles dérivent d'une seule espèce :  Canis lupus, le loup gris.

Dans la nature, les mutations (génétiques) créent de la nouveauté (dans notre génome). Certaines de ces mutations permettent à un individu de mieux survivre, et d'autres l'en empêchent. Grosso-modo, il existe alors un processus qui permet d'éliminer les mutants ne parvenant pas à survivre et de conserver ceux adaptés à l'environnement. Ce processus n'est rien d'autre que la sélection naturelle qui filtre les nombreux variants produits par les mutations ! Pour mieux comprendre, citons l'exemple du cou de la girafe qui a animé de nombreux débats entre Charles Darwin et Jean-Baptiste Lamarck. Imaginez une population de girafes ayant toutes un petit cou. Or, la taille du cou de la girafe est codée génétiquement, vous le savez. Imaginez alors une mutation se produire de façon aléatoire au niveau du gène correspondant. Cette mutation aurait permis d'allonger le cou de l'animal. Ce dernier serait privilégié pour atteindre les plus hauts feuillus. Les girafes à long cou se nourrissant mieux se reproduisent mieux et laissent plus de descendants. La sélection naturelle a favorisé les spécimens à long cou et, en revanche, défavorisé ceux à petit cou. La longueur du cou aurait été façonnée, à long terme, par des mutations aléatoires et par l'effet "filtration" de la sélection naturelle (en partie !).

Théorie de Charles Darwin

Bref, c'était une parenthèse pour vous expliquer les grands aspects de la sélection naturelle.
Mais, quand l'Homme intervient dans cette étape de filtration des variants (des individus, si vous préférez), on ne parle plus de sélection naturelle mais de sélection artificielle !
Depuis que l'Homme est devenu quasiment sédentaire, il sélectionne les chiens pour son propre intérêt, selon différents caractères. Au fil des millénaires, en croisant des variétés avec d'autres, nous avons abouti à un large éventail de formes de chien !
Au début, les chiens plutôt imposants et musclés étaient utilisés pour différents labeurs. Les plus petits étaient convoités dans les parties de chasse de rongeur.
Aujourd'hui, on distingue plusieurs morphes :
- les molossoïdes (bouledogue, Saint-Bernard) qui interviennent dans la garde notamment ;
- les braccoïdes (les Beagles, labradors...) utilisés dans la chasse ;
- les lévriers qui sont fins, musclés et puissants, utilisés dans la chasse aux animaux rapides ;
- les lupoïdes qui ressemblent aux loups (berger allemand...) ;
- plein d'autres petits chiens (yorkshire, chihuahua...) qui ont surtout le rôle d'animaux de compagnie.

Voilà, je n'ai rien d'autres à dire de plus, me semble-t-il ! Sachez que la période et le lieu de divergence du loup et du chien restent encore flous. J'ai sélectionné les informations récentes qui me semblaient les plus pertinentes. J'espère que cet article vous a plu ! Merci de l'avoir lu et à bientôt sur l'Odyssée Terrestre !

Photo de chien mignon pour la fin 


Lexique :
- BP : "Before present", traduction : "avant aujourd'hui".
- le dernier épisode glaciaire, c'est la glaciation de Würm qui s'est terminée il y a plus de 10 000 ans. 

Sources :
- http://archaeology.about.com/od/domestications/qt/dogs.htm
- wikipedia.org

- www.science-et-vie.com

- http://www.dinosoria.com
M. Germonpré, M.V. Sablin, R.E. Stevens, R.E.M. Hedges, M. Hofreiter, M. Stiller et V. Jaenicke-Desprese, « Fossil dogs and wolves from Palaeolithic sites in Belgium, the Ukraine and Russia: osteometry, ancient DNA and stable isotopes »,  Journal of Archeological Science.