Ne sous-estimez jamais les mollusques…

Hey lecteur sais tu que tu es un deutérostomien ? Sisi ! Ha oui, qu'est-ce qu'un deutérostomien... Ce mot vient de deutéro "deuxième" et "stomo" bouche (du Grec). Ce qui signifie que la bouche se forme en deuxième chez l'embryon après... L'anus ! Oui, il a eu un moment dans ta vie où tu n'étais qu'un cul... Dur dur hein ? Ho disons le plus poétiquement alors : le blastopore donnera l'anus en premier... Le blastopore c'est le premier "trou digestif" de l'embryon. Bon mais c'est bien chouette tout ça mais alors ? Ben alors les humains sont au même titre que les étoiles de mer des deutérostomiens (j'en ai parlé par-ci par-là dans le blog). Vous n'avez rien à voir avec une étoile de mer protesterez vous... Et bien si, embryonnairement parlant vous en êtes très similaire. C'est plus tard au court du développement que les choses se gâtent (au cours du développement de cet article aussi vous verrez).

Les deutérostomiens sont un des deux grands groupes d’animaux à deux côtés, les "bilatériens", l'autre groupe de bilatériens étant les protostomiens (cf la phylogénie animale une affaire pleine de rebondissements). Les protostomiens comprennent les « invertébrés » (cf les mystères de la phylogénie) que vous connaissez le mieux : mollusques, insectes, vers de terre etc. Les deutérostomiens comprennent les vertébrés, les étoiles de mers et quelques autres groupes qu'un non biologiste a peu de chance de connaître. Soyez heureux ! Si vous arrivez à la fin de cet article vous allez les connaître ! Le groupe des deutérostomiens est donc un large groupe et on peut penser que son évolution est bien connue depuis un bout de temps vu que nous y appartenons et que la grande injustice zoologique veut que l'on s’intéresse quasiment toujours plus à ce qui est proche de l’homme.

Voici un comparatif très simplifié du développement embryonnaire précoce chez les deutérostomiens et les protostomiens. Bon, vous me direz ça ne ressemble pas à grand chose. Source de l’image : comparatif proto/deutéro.

Commençons par présenter les sympathiques protagonistes de cette histoire :

Les Vertebrata (vertébrés pour les intimes) sont des animaux à vertèbres et à crâne. Oui, vous en êtes ! On y retrouve la plupart des animaux que vous connaissez bien, mais certains ont un crâne sans avoir de vertèbres. C'est la curieuse myxine. Tous les vertébrés ont au moins chez l'embryon une chorde (ou corde), un axe rigide cartilagineux dans le dos qui sert entre autre de squelette de soutien. Notre colonne vertébrale la remplace en quelque sorte plus tard dans le développement. Au moins originellement (c’est à dire au moins chez leurs ancêtres), les vertébrés ont un appareil branchial (la zone qui porte les branchies) qui se forme à partir du tube digestif et qui est percé de trous pour laisser passer l'eau.

Exemple de Vertebrata (même si celui-ci n’a pas de vertèbres). Voici la curieuse myxine imitant le sac de nœud phylogénétique dans lequel je me prépare à vous emmener… Source de l’image : Myxine en nœud.

Les Cephalochordata (céphalochordés pour les intimes) sont de petits « vers » à l'allure de "poisson" qui restent dans le sable et filtrent les particules. Ils ont aussi une chorde et celle ci va jusqu'à la tête d'où leur nom "Cephalochordata" qui signifie "chorde dans la tête" (cephalo = tête en grec et chordata simplement corde en latin). Les Cephalochordata ont eux aussi le même type d’appareil branchial que les vertébrés. Tout comme les vertébrés, ces animaux ont des muscles en bandes... pensez simplement à vos muscles abdominaux.

Exemple de Cephalochordata. Voici l’Amphioxus ou lancelet. C’est un cephalochordata. Source de l’image : lancelet.

Les Urochordata (urochordés ou tuniciers pour les intimes) ont la chorde dans la queue cette fois ci. Mais seulement à l'état adulte beaucoup d’entre eux perdent cette chorde contrairement à certains vertébrés (esturgeon, lamproie) et à tous les céphalochordés qui la gardent toute leur vie. Ces animaux sont pour la plupart très étranges. A un stade de leur vie ils se fixent à la roche ou autre et y restent toute leur vie. La chorde va disparaître comme chez certains vertébrés (par exemple chez nous la chorde est totalement remplacée par les vertèbres) et les branchies vont se développer énormément pour filtrer la nourriture en suspension dans l'eau et respirer. Vous l'aurez compris, ces animaux aussi ont le même type d’appareil branchial que nous.

Exemples de d’Urochordata. A gauche, une ascidie. A droite Oikopleura dioica. Si l’ascidie ressemble à un gros sac et perd sa chorde lors de son développement, Oikopleura lui garde sa chorde qui est présente dans sa queue et ressemble à un têtard. Source des images : Ascidie et Oikopleura.

Les Hemichordata (hémichordés pour les intimes), j'en ai parlé (cf le top 5 des animaux obscènes), ce sont les vers pénis mais aussi d'autres organismes étranges dont je vous épargnerais les détails de peur d'être trop long (ils sont si passionnants que je m'emporterais). Les hémichordés ont une "stomochorde" c'est à dire une sorte de bâtonnet de soutien très petit et confiné à leur partie avant. Ils ont un appareil branchial comme le nôtre. Les Hemichordata ont aussi un système nerveux qui n’est pas regroupé en nerfs et en ganglions mais en un ensemble diffus situé en contact de la peau (ou épiderme) : ils sont «épithéloneuriens».

Exemple d’Hemichordata : le balanoglosse ou ver pénis. Source de l’image : Blanoglossus.

Il est temps de s’arrêter brièvement pour comparer les Hemichordata et les Cephalochordata…

En haut un Hemichordata. En bas, un Cephalochordata. Remarquez la similitude de l’appareil branchial. La stomochorde n’est pas délimitée sur le schéma mais elle est à peu près là où indiquée. Remarquez aussi la différence de position du système nerveux. Source de l’image : un peu de comparaison.

Les Echinodermata (échinodermes pour les intimes) sont des animaux à 5 cotés... Enfin, pour faire compliqué, ce n'est pas le cas de la larve qui a deux cotés comme nous. Ces animaux ont un système nerveux diffus, comme les Hemichordata. Vous connaissez au moins l’étoile de mer et l’oursin et très probablement le concombre de mer.

Exemples d’Echinodermata. A gauche deux étoiles de met prises en plein acte obscène, au milieu un oursin crayon et à droite un concombre de mer. Source : Etoiles de mer exhibitionnistes, oursin crayon , concombre coloré.

Maintenant que vous avez fait la connaissance de tout ce beau monde, quelle classification leur a t-on donné ? Suivez le raisonnement phylogénétique et vous devrez la comprendre :

Tous ceux-là sont des deutérostomiens, on peut déjà les regrouper au sein des Deuterostomia. Céphalochordés et vertébrés ont des muscles en bandes. Hop, on les regroupe dans un groupe au nom barbare : les "Myomerozoa" ce qui signifie en gros "animaux avec des muscles en bande". Myomérozoaires et urochordés ont une belle chorde bien foutue sur tout le long du corps ou presque. On va les regrouper sons le nom de "Chordata", hop, c'est réglé. Hémichordata et Chordata partagent quelque chose de ressemblant, la chorde et la stomochorde. Mais vous verrez, ça se ressemble trop peu. Par contre ils partagent un bel appareil brancial, on va les appeler "Pharyngotrema" de pharynx et trema (du Grec) signifiant trou : ce sont les trous de l'appareil digestif qui forment l’appareil branchial. Les Echinodermes eux sont à part mais restent des deutérostomiens.

Présentons maintenant cette vision des relations de parentés entre Deutérostomiens :

Arbre phylogénétique (évolutif) « classique » des Deuterostomia. Remarquez que le vertébré est surpris de se retrouver au milieu de tout ce bordel... Source des images : Echinodermata , Hemichordata , Urochordata, Vertebrata, Cephalochordata.

Pour lire cet arbre c’est simple. Par exemple on peut dire ici que Vertebrata et Cephalochordata appartiennent au groupe des Chordata. Ce qui signifie aussi que Vertebrata et Cephalochordata sont plus proches entre eux qu’ils ne le sont des Echinodermata. Ou encore que les Chordata on un ancêtre commun qui avait une chorde, qui n’est pas celui des Echinodermata. Il n’est pas question de savoir lequel ici est le plus évolué mais qui est plus proche de qui.

Voilà voilà c'est très joli tout ça mais... Aujourd'hui la classification des deutérostomiens est tout à fait différente ! Rha pourtant c'était tout bien rangé, les systématiciens sont pourtant là pour mettre de l'ordre ! Oui mais l'ordre le plus intuitif n'est pas toujours le plus naturel. Or de nouveaux caractères sont parfois découverts qui chamboulent tout. La comparaison de l'ADN n'y étant pas pour rien non plus.

Premièrement les Hémichordés comme je l'ai dit ont une stomochorde... Mais celle ci se forme totalement différemment de la chorde des chordés. L’argument de la chorde, bien que séduisant ne tient finalement plus très bien. De plus, les hémichordés ont eux aussi un système nerveux épithéloneurien comme les échinodermes... Haaa mais ils ont aussi un développement similaire aux échinodermes et des larves semblables. Faudrait-il les mettre ensemble ? L'ADN et certaines analyses en morphologie (contrairement à ce qu'on pourrait penser) sont formels : oui. On va appeler ce nouveau groupe Ambulacraria en rapport avec un système de cavité appelé "système ambulacraire " chez les échinodermes (qui est un système de circulation d’eau de mer). Ha mais c'est bien joli tout ça mais que fait-on de l’appareil branchial ? Contrairement à la chorde et à la stomochorde qui au final ne se ressemblent pas plus que ça, l’appareil branchial des Hemichordata lui ressemble bien à celui des Chordés. Or les échinodermes n’en n’ont pas. On est donc obligé de supposer que les échinodermes avaient un appareil branchial qu'ils ont perdu.

Certains fossiles laissent supposer ça : les Stylophora, des fossiles, rappelant furieusement des échinodermes, bien que très bizarres laissent penser qu'il avaient un appareil branchial. Tout va finalement pour le mieux dans le meilleur des mondes... Mais, certains plaisantins ont eu la bonne idée de proposer une nouvelle théorie pour l'interprétation de la morphologie des échinodermes (la théorie EAT, j'y reviendrai probablement plus tard puis elle n'est pas facile à expliquer) qui ne considère plus les Stylophora comme d'anciens échinodermes avec branchies mais comme des échinodermes proches de ceux qu'on a aujourd'hui qui auraient perdus leur branchies depuis longtemps. La discussion est encore en cours mais zut ! Ce n'est plus si simple !

A gauche, un fossile de Stylophora… Mouais c’est de la paléontologie hein, on ne voit pas grand chose même si le fossile est assez joli. A droite, schéma plus simple d’un Stylophora avec trois interprétations morphologiques différentes. En a et en c, on a l’hypothèse « chordé » où les stylophora ne seraient finalement pas des échinodermes mais des animaux plus proches des Chordata. En d, l’hypothèse où les Stylophora sont des échinodermes modernes et en b, l’hypothèse selon laquelle les Stylophora seraient des échinodermes proches des actuels sans y être inclus. Evidement vous n’avez pas à comprendre tout ça, c’est juste pour montrer que leur morphologie peut être interprétée de différentes manières. Sources des images : Cothurnocystis et Morphologie des Stylophora.

Mais attendez, attendez ! les choses vont continuer à devenir plus complexes ! Admettons les Ambulacraria, ça tient bien même si on ne comprend pas très bien ce que les Echinodermes ont fait de leur appareil branchial (si on rangeait aussi...). L'Amphioxus, le petit céphalochordé, il ressemble quand même rudement à un vertébré avec ses muscles en bandes. Oui mais avouons le, les urochordés, à part la larve, eux ils ressemblent à rien alors bon, ça se trouve ils sont tellement modifiés qu'ils sont plus proches des vertébrés qu'on ne le pense. Paf ! Dans le mille ! les urochordés seraient plus proches des vertébrés que des céphalochordés. Rhaaaa ! Mais ça ressemble à rien ce groupe ! l'ADN l'a suggéré en premier puis la façon dont les gènes sont exprimés dans le développement aussi (oui un gène ça s'exprime, ça parle, si on sait l'écouter, on peut savoir où il agit dans le corps de l'animal). En gros la morphologie vient le confirmer. Le nom de ce groupe contenant les urochordés et les vertébrés ? Olfactores puisque qu’un organe impliqué dans l’olfaction (l’odorat) serait présent chez les vertébrés et les urochordés mais pas chez les céphalochordés.

Mais j'ai pas fini ! Ok on avait des groupes au départ on a tout chamboulé que peut-il y avoir encore ? A part enlever ou rajouter des groupes... Oui déjà on en a retiré, je vous renvoie à mon article à propos des Siboglinidae (d’ailleurs ce ne sont pas les seuls mais là je deviendrais vraiment long). Mais on en a aussi rajouté, je vous renvoie au même article à propos de Xenoturbella. Pour les flemmards je vous rappelle un peu tout ça. Xenoturbella pris en premier lieu pour un ver plat (proche du ver solitaire) puis ensuite considéré comme un mollusque s'est retrouvé projeté d'un coup chez les deutérostomiens. La structure de sa "peau" rappelle timidement celle des hémichordés. L'ADN le suggère aussi fortement. Soit, admettons, au point où on en est et vu que Xenoturbella ne ressemble pas à grand chose non plus on n’a pas beaucoup le choix. Xenoturbella serait donc proche des Ambulacraria dans un groupe appelé Xenambulacraria. Cependant ce résultat est de plus en plus largement accepté.

Xenoturbella, appartenant aux Xenoturbellida. Source de l’image : Xenoturbella.

Voici la situation aujourd’hui…

Mais restez assis ! Il reste encore des choses à dire ! C'est la situation aujourd'hui mais il est possible que nous les deutérostomiens accueillions de nouveaux venus ! Les Acoelomorpha ! Pour la petite histoire, le plus connu de ce groupe est un petit ver vert découvert en France à Roscoff. Ce petit ver vit en symbiose avec des algues (Aurélide vous parlera d’un mollusque qui copie furieusement notre ver vert). Symsagittifera roscoffensis, puisque c'est comme ça que s'appelle ce petit ver, grandit avec des « algues » en lui qui lui apportent de l’énergie. Bref, il y a d'autres vers dans ce groupe qui encore une fois ne ressemblent à pas grand chose. Supposés pendant longtemps comme proche des bilatériens (animaux à deux côtés), sans y être invités, une étude récente avec plein d'ADN et des calculs super compliqués en méthodes probabilistes en "Bayesian Inference" avec des "mixture model" en "General Time Reversible" (ça claque) semble suggérer que les Acoelomorpha seraient donc des deutérostomiens proches de Xenoturbella. En fait une étude ADN précédente avait suggéré que Xenoturbella et les Acoelomorpha sont proches entre eux mais que cet ensemble est proche des animaux à deux côtés sans en être (oui, Xenoturbella a beaucoup voyagé). Puisque les Acoelomorpha et les Xenoturbellida ont aussi des caractères morphologiques en commun et que Xenoturbella a lui même des caractères morphologiques en commun avec les Ambulacraria (Etoile de mer et ver pénis), finalement cette hypothèse qui demande à être confirmée ne semble pas si farfelue. Xenoturbellida et Acoelomorpha sont regroupés sous le nom super barbare des « Xenacoelomorpha »… Oui quand on contracte des noms barbares ça donne ça ! Les zoologistes sont fort à ce jeu.

Exemples de vers Acoelomorpha : A gauche Symsagittifera roscoffensis, le ver de Roscoff et de jolies acoeles d’Indonésie. Source des images : adorables Symsagittifera et jolis acoeles.

Ho, je passe outre le problème de l’appareil branchial qui se complique avec la venue des Xenoturbellida et des Acoelomorpha qui eux n'en n'ont pas, à proximité des Hemichordata. D’ailleurs ce n’est pas la seule perte, cette position des « Xenacoelomorpha » implique la perte de plein d’autres caractères au cours de leur évolution (la bouche par exemple est perdue chez les Xenacoelomorpha). Alors soit ce n’est pas interprétable morphologiquement et on a des caractères qui ont disparus sans explication, ce qui pose un sacré problème (faut pas déconner non plus ho les zoologistes !), soit on devrait trouver une trace de ces caractères. Parions que beaucoup de recherches se feront prochainement pour résoudre le mystère des caractères perdus... Et je vous passe aussi quelques problèmes au sein des vertébrés, notamment cette histoire de myxine sans vertèbres qui va être traité par Donald...

Voici donc une proposition de l’arbre des deutérostomiens plus « actuelle ». La position des Acoelomorpha est encore très incertaine. Celle de Xenoturbella moins mais restons prudents…

Le « nouvel arbre » des deutérostomiens. Et oui, ça a bien changé ! Source de l’image des deux nouveaux invités : Symsagittifera roscoffensis et Xenoturbella.

Pour aller plus loin :

-Classification phylogénétique du vivant de Guillaume Lecointre et Hervé le Guyader, éditions Belin. Vous y trouverez le vieil arbre des deutérostomiens et les arguments qui le soutien.

-Article de blog (en anglais) : Our faceless cousins ? Du blog Catalogue of Organisms.

-Cameron C. B. 2005. A phylogeny of the hemichordates based on morphological characters. Canadian Journal of Zoology. 83, 196–215.
-Clausen S. et Smith A, B. 2005. Palaeoanatomy and biological affinities of a Cambrian deuterostome (Stylophora). Nature. 438 (17), 351-354.
-Delsuc F., Brinkman F., Chourrout D. et Philipe H. 2006. Tunicates and not cephalochordates are the closest living relatives of vertebrates. Nature. 439.
-Philipe H., Brinkmann H., Copley R. R., Moroz L. L., Nakano H., Poustka A. J., Walberg A., Peterson K. J. et Teldford M. 2011. Acoelomorph flatworms are deuterostomes related to Xenoturbella. Nature. 470, 255-260.
-Swalla B. J. et Smith A. B. 2008. Deciphering deuterostome phylogeny : molecular, morphological and palaeontological perspectives. Philosophical Transactions of the Royal Society. 363, 1557-1568.

Ce blog s'appelle "les poissons n'existent pas". Il est grand temps pour moi de vous parler de poissons, ou plutôt de pourquoi ils n'existent pas. D'abord, voyons quels organismes on qualifie de "poissons".

Parler de "poissons", c'est parler de vertébrés. Qu'est-ce qu'un vertébré ? Un animal avec des vertèbres ? Malheureusement, c'est plus compliqué que ça !
Dressons le portrait-robot du "vertébré-cliché", l'animal qui concentre toutes les caractéristiques qu'on associerait à première vue à ce groupe :

Cliquez pour agrandir

Un animal au corps allongé, à symétrie bilatérale (un côté gauche et un côté droit, si vous préférez), avec des membres pairs (un de chaque côté). Il aura aussi éventuellement des appendices impairs (c’est-à-dire un seul pour les deux côtés) : pensez aux ailerons des requins, par exemple. Il aura une queue, une bouche à l'avant, entourée de mâchoires, un anus à l'arrière, deux yeux, deux capsules nasales et deux capsules auditives. A l'intérieur, on aura un cerveau prolongé par la moelle épinière dorsale, un cœur ventral et enfin un squelette interne dont un crâne qui entoura la tête. Ce squelette est constitué de carbonate de calcium, donc mangez du yaourt, les kids !
Ah oui, et j'ai oublié les fentes branchiales à l'arrière de la tête.

Comment ça "moi je suis un vertébré et j'ai pas de branchies" ? Certes, mais à l'âge adulte ! Chez les embryons de tétrapodes (les vertébrés terrestres, nous y compris), les fentes branchiales sont bien présentes avant de se résorber chez l'adulte. Et puis en ce qui concerne leurs structures associées, les arcs branchiaux… on en reparlera plus tard.

Finalement, ce vertébré "idéal" ressemble pas mal à un poisson… Vous voyez, quand je vous disais que parler des poissons c'est parler des vertébrés en général ! Et si on fait abstraction de certains caractères particuliers que nous avons, nous aussi ressemblons pas mal à ça ! Mais on y reviendra.

Bon, maintenant allons voir plus loin que ce "plan" idéal. En réalité, tous les vertébrés ne possèdent pas tous ces caractères, loin de là. En fait, les nouvelles classifications impliquent que tous les vertébrés n'ont même pas…de vertèbres !

Si vous voulez un caractère qui permet de reconnaître à coup sûr un vertébré, le voici : les vertébrés ont des cellules de la crête neurale. Ces cellules, qui vont se séparer de la paroi dorsale de l'embryon pendant son développement (celle qui deviendra le système nerveux), sont à l'origine de tout un tas de structures propres aux vertébrés : les os de la face, les dents, la gaine qui entoure les neurones, les cellules pigmentaires… Pour l'instant on ne connaît des cellules de la crête neurale que chez les vertébrés.

Les vertébrés ont également des placodes, des zones épaissies sur les côtés de la tête de l'embryon. Elles donnent nombre de structures sensorielles elles aussi propres aux vertébrés : le cristallin de l'œil, la couche de cellules sensorielles présentes dans les narines et les oreilles, et le système de ligne latérale, des cellules qui détectent les mouvements d'eau chez les vertébrés aquatiques.

Enfin, tous les vertébrés connus ont également un crâne qui entoure le cerveau. Ce crâne, selon les groupes, peut être constitué d'os ou de cartilage (ce même cartilage qui est présent chez nous, par exemple aux articulations, au bout du nez, dans les oreilles…).

Les vertébrés ont une longue histoire. Les plus anciens connus remontent au Cambrien, il y a environ 530 millions d'années. Le Cambrien est la période pendant laquelle on observe les premiers fossiles de la plupart des grands groupes d'animaux, les arthropodes (comme les insectes et les araignées) et les mollusques (dont on a déjà parlé) par exemple.


Haikouichthys. Crédits : Wikipédia, © 2003 Nature, © 1999 Nature

Haikouichthys(voir ci-dessus) est le premier vertébré connu. Il provient de Chine, de l'écosystème dit de Chengjiang, qui nous a livré de magnifiques fossiles de toutes sortes d'animaux tous plus fous les uns que les autres. Malheureusement, ils sont tout aplatis, ce qui ne facilite pas l'observation de l'anatomie.

A première vue, Haikouichthys ressemble pas mal à un céphalochordé, qui n'est pas un vertébré (c'est quoi déjà un céphalochordé ?). Mais dans sa tête, les chercheurs ont observé des taches paires, qui pourraient bien être des yeux, des cavités nasales, et des capsules auditives. L'association de ces trois éléments fait bien penser à un vertébré. Pour couronner le tout, des petites taches en série le long du dos de l'animal font furieusement penser à des vertèbres. Comme ces marques ont été observées dans des centaines de spécimens, on considère qu'elles correspondent bien à des structures réelles de l'animal.

Mais Haikouichthysn'avait encore pas tout du vertébré idéal, loin de là ! C'était un animal tout mou, sans os, et il n'avait ni nageoires paires, ni mâchoires…

Parlons-en des mâchoires justement. Figurez-vous que même aujourd'hui certains vertébrés n'en ont pas ! Ce sont les lamproies et les myxines.

Lamproie marine (Petromyzon marinus). Crédits : ARKive

Voici la lamproie. Comme vous pouvez le voir c'est un animal allongé, sans nageoires paires, mou, et sans écailles. Son squelette interne est entièrement cartilagineux. Elle est peut-être familière à certains d'entre vous : les espèces européennes, si elles vivent en mer, se reproduisent en eau douce (comme les saumons). On parle d'espèce anadrome. En plus, il paraît que c'est très bon à manger !

Lamproie de rivière (Lampetra fluviatilis). Crédits : ARKive

Ce qu'elle aime, la lamproie, c'est parasiter d'autres "poissons" en se collant à eux (voir ci-dessus) et en leur suçant le sang à l'aide de sa bouche que voici :

La bouche-ventouse d'une lamproie marine (Wikipédia)

Une sorte de ventouse ronde, plein de petites dents et une structure en forme de piston (au milieu), qui va râper les chairs, mmmh !

Autour de cette bouche, il n'y a pas de mâchoires, juste un anneau de cartilage.

A noter que les larves des lamproies (appelées ammocètes) se nourrissent de manière très similaire aux céphalochordés (c'est quoi déjà un céphalochordé ?) : elles filtrent l'eau avec les fentes de leurs pharynx.

La lamproie est étrange, mais pas autant que la myxine, dont voici l'adorable frimousse :

La bouche de la myxine Myxine glutinosa (crédits).

Ne vous laissez pas prendre par les apparences : les rangées de dents qu'on voit ne sont pas des mâchoires, mais bien une "langue-piston" similaire à celle des lamproies. Leurs yeux ne sont pas visibles car ils sont couverts par une couche de peau et de muscles.

Les myxines vivent plutôt dans les profondeurs marines. Elles restent enfouies dans la vase pendant la journée, et sortent la nuit, pour chasser ou se nourrir des cadavres qui tombent au fond (comme les baleines par exemple). Vous pouvez voir ci-dessous une carcasse de baleine filmée à différentes étapes de sa décomposition. Toutes les petites bêtes qui ondulent au début sont des myxines ! A noter qu'on y voit aussi des vers polychètes du genre Osedax, que l'on trouve uniquement fixés dans les os des baleines mortes. Ces vers font partie de la famille des Siboglinidae, dont on a déjà parlé ici.

Les myxines ont aussi l'amusante particularité de produire un mucus (une sécrétion visqueuse) en grande quantité quand on les dérange. Regardez (ci-dessous) la quantité impressionnante de mucus que cette myxine produit !

Ce mucus a un rôle de défense contre les prédateurs, comme on peut le voir sur cette série de vidéos filmées en profondeur :

Les prédateurs qui essayent de boulotter ces myxines repartent sans demander leur reste, la bouche pleine de mucus ! (Regardez aussi, vers 2:50, la myxine faire un nœud avec l'arrière de son corps pour s'enfoncer dans le sédiment et attraper une proie).

Il paraît que dans certaines régions d'Asie de l'est, le mucus des myxines est consommé en cuisine, un peu comme du blanc d'œuf…

Nous l'avons vu, les myxines n'ont pas de mâchoires. Mais elles n'auraient pas non plus de vertèbres, étonnant pour un organisme que l'on classe dans un groupe nommé "vertébrés" ! Par contre, les lamproies ont des petites vertèbres rudimentaires et cartilagineuses. De la même façon, les myxines sont les seuls vertébrés à ne pas avoir de nerf qui contrôle les battements du cœur. Cette anatomie a longtemps fait penser à une plus grande parenté des lamproies avec les autres vertébrés (qui ont tous des vertèbres, eux) qu'avec les myxines. Aujourd'hui, les analyses génétiques semblent au contraire démontrer que les lamproies et les myxines forment un groupe monophylétique (ça veut dire quoi, "monophylétique" ?) : les cyclostomes. Ce groupe serait caractérisé par cette structure particulière que j'ai appelée "langue-piston", et par certaines séquences d'ADN bien particulières… Les myxines auraient perdu certains caractères au cours de l'évolution, comme le contrôle nerveux du cœur ou les vertèbres. Des études récentes sur des embryons de myxines ont d'ailleurs mis en évidence la présence de petites structures qui seraient les restes de ces vertèbres perdues… Aussi étonnant que ça semble paraître, les myxines semblent donc être des vertébrés très modifiés, par la perte de tout un tas de structures. Cela n'est pas sans rappeler les Acoelomorpha et Xenoturbella, dont on a déjà parlé, avec leur morphologie très modifiée.

Avec les lamproies et les myxines, on a donc des vertébrés sans os, sans mâchoires et sans membres pairs. Diantre ! Tous ces caractères seraient donc apparus au fur et à mesure au cours de l'évolution ? Ou alors ils ont été perdus chez les lamproies et les myxines ? Les fossiles peuvent nous éclairer à ce sujet.

Sacabambaspis. En haut, le fossile découvert en Bolivie. En bas, une reconstitution. Crédits : P. Janvier, Tree of Life

Voici Sacabambaspis (ci-dessus). C'est un vertébré fossile de l'Ordovicien (il y a environ 450 millions d'années), découvert en Bolivie par une équipe du Muséum National d'Histoire Naturelle de Paris. A l'avant, on peut voir sa bouche, entourée par les yeux. Lui non plus n'a pas de membres pairs, ni de mâchoires. Mais il a un truc en plus par rapport aux lamproies et aux myxines : un énorme bouclier osseux qui couvre tout l'avant du corps. De l'os, comme chez la plupart des vertébrés actuels ! Cette petite bête pourrait donc plus proche de nous, les vertébrés osseux, que des lamproies et des myxines, car nous partageons le caractère "squelette constitué d'os".

Pour qualifier l'ensemble de ces "poissons" sans mâchoires avec un bouclier à l'avant du corps, on a forgé un nom : "ostracodermes", ce qui veut dire " coquille sur la peau". Les ostracodermes ont eu une histoire florissante, et on retrouve leurs fossiles en grande quantité dans les gisements de l'Ordovicien, du Silurien et du Dévonien (ce qui constitue quand même un "règne" de plus de 100 millions d'années !).

En haut reconstitution de divers "ostracodermes" du groupe des ostéostracés. Zenaspis est en bas à gauche. En bas, le fossile de Zenaspis. Crédits : Philippe Janvier, Tree of Life

Voici Zenaspis (ci-dessus), un autre "ostracoderme", du Dévonien cette fois (à peu près 400 millions d'années). Sur la reconstitution (en haut, individu en bas à gauche), on peut voir que lui aussi a un bouclier à l'avant du corps (cette fois-ci constitué d'une seule plaque). Sa bouche (non visible car elle est ventrale) n'a pas de mâchoires : c'est juste un orifice dans le bouclier osseux. Mais regardez bien, à l'arrière du bouclier : on voit deux petites nageoires en forme de lobe. Des nageoires paires, les nageoires pectorales. Vous aussi vous avez des "nageoires pectorales" : vos deux bras !

Les "ostracodermes" du groupe des ostéostracés, comme Zenaspis, seraient donc plus proches de nous que de toutes les autres bestioles que l'on a vues jusqu'à présent ! Finalement, pour en arriver au "poisson" idéal du début à partir de Zenaspis, il ne manque plus grand-chose, dont des mâchoires ! Celles-ci sont propres au clade des gnathostomes, les vertébrés à mâchoires,dont je vous reparlerai dans un prochain article.

Les fossiles que l'on vient de voir nous démontrent une chose : à part certaines pertes de caractères qui ont eu lieu chez les myxines, leur anatomie à elles et aux lamproies est bien due à une absence ancestrale. En d'autres termes, l'os et les membres pairs sont apparus une seule fois : au sein de la lignée qui comprend les gnathostomes et les "ostracodermes". Les fossiles nous montrent des organismes qui présentent des combinaisons de caractères que l'on ne voit pas dans la nature actuelle. Ils sont donc très importants pour reconstituer l'évolution de ces caractères.

Avant de partir quand même, un petit arbre récapitulatif (eh oui, on aime bien les arbres ici !) :

Les caractères qui apparaissent aux nœuds sont : 1) crête neurale ; placodes épidermiques ; crâne ; vertèbres ; 2) "langue-piston" ; 3) os dermique ; système de canaux sensoriels de la ligne latérale ; 4) nageoires pectorales ; nageoire caudale avec un lobe dorsal. Les myxines sont caractérisées par une perte des vertèbres. Les gnathostomes sont caractérisés par la présence de mâchoires.

Les lecteurs les plus attentifs l'auront remarqué : certains de ces "poissons" sans mâchoires "ostéostracés" sont plus proches des gnathostomes (les vertébrés à mâchoires, c’est-à-dire nous) que d'autres "poissons" sans mâchoires "ostéostracés". Les "ostéostracés" sont donc un groupe paraphylétique, un groupe qui n'existe pas en systématique moderne (comme nous l'avons déjà expliqué ici). Mais surtout, les "ostéostracés", les lamproies et les myxines sont tous des "poissons" au sens traditionnel du terme. La conclusion est donc la même pour les "poissons". Vous commencez à comprendre le titre de ce blog ? Ah, mais ce n'est pas fini ! La suite au prochain numéro !

Quelques liens vers des articles scientifiques sur le sujet :

L'article qui soutient la présence de vertèbres chez les embryons de myxines : par ici
Article de P. Janvier (CNRS) sur la monophylie des cyclostomes : par là
Article de P. Janvier sur l'évolution des "poissons" sans mâchoires : hop !

Naldo

Qui n’a jamais entendu parler de sélection naturelle ? Mais si, vous savez, quand un individu a quelque chose que les autres de son espèce n’ont pas (des cornes pour se défendre, des yeux pour mieux repérer ses proies…) et qu’il parvient à mieux survivre, il a le temps d’engendrer plus de descendants. Et si ce trait est héréditaire, ses enfants seront aussi plus aptes à survivre que les autres et le trait sera susceptible de se répandre peu à peu à l’ensemble de la population, au fil des générations. C’est Charles Darwin qui a suggéré cette théorie de la sélection naturelle. En fait, Wallace avait fait la découverte exactement à la même époque, mais quand il a demandé l’avis du grand Darwin avant de sortir un article, ce dernier s’est empressé de publier son fameux livre L’origine des espèces. Et même si Darwin a également présenté les travaux de Wallace avant cette publication, l’histoire n’a retenu que lui, tout du moins aux yeux du grand public…

Mais revenons à notre sélection naturelle. Il y a quelque chose qui ne colle pas avec cette théorie. Comment expliquer par exemple la longue traîne du paon, qui est très voyante aux yeux des prédateurs et qui en plus a l’air handicapante pour voler ? Darwin répond lui-même à ce problème en invoquant ce qu’il appelle la sélection sexuelle. Si les femelles préfèrent les mâles colorés, ce sont ceux-ci qui se reproduiront le plus. Ainsi, chez de nombreuses espèces d’oiseaux, les femelles choisissent les mâles aux couleurs les plus chatoyantes, ce qui explique le fort dimorphisme observé (les femelles sont quant à elle souvent ternes et se confondent avec l’environnement). De même, si certains mâles parviennent à s’accaparer toutes les femelles, par exemple à l’issu d’un combat avec les autres mâles, ils auront le monopôle de la reproduction. L’exemple le plus frappant est peut être celui des harems, comme chez les éléphants de mer, où à l’issu d’un combat sanglant, le mâle victorieux s’accapare plusieurs dizaines de femelles.

Les choses semblent ainsi assez simples : plus un mâle est sexy ou fort, plus il pourra avoir accès à un nombre important de femelles, et donc plus il donnera de descendants (indépendamment de sa capacité à survivre qui est évidemment un paramètre crucial). Mais pas si vite, est-ce que copuler avec une femelle certifie de sa future paternité ? Pas si sur. En effet, chez beaucoup d’espèces, les femelles copulent avec plusieurs mâles avant de donner naissance. Et cette propriété ouvre les portes à une compétition plus discrète : la compétition spermatique.

Compétition spermatique ? Est-ce que les spermatozoïdes des mâles essaieraient de s’entre-tuer ? Eh bien, c’est à peu près ça.

Il y a de nombreuses formes de compétition spermatique, des plus simples aux plus extravagantes. Les mâles peuvent tout d’abord essayer de supprimer le sperme de leurs prédécesseurs, de manière chimique ou mécanique. Les drosophiles, par exemple, libèrent une toxine pour détruire les spermatozoïdes concurrents. A noter que ces toxines sont aussi néfastes pour la femelle et diminuent leur espérance de vie… Beaucoup d’odonates (libellules, agrions, etc.) possèdent une morphologie particulière du pénis avec des structures spécialisées (épines, soies, barbillons), leur permettant de racler le tractus génital de la femelle pour faire place nette.

Un pénis d'odonate (CCS Bio Blog)

Les mâles peuvent aussi diluer le sperme rival en inséminant une plus grande quantité de spermatozoïdes.

Une fois le sperme déposé dans le tractus génital de la femelle, les mâles ont tout intérêt à empêcher les autres mâles de copuler avec madame. Certains s’accrochent à la femelle jusqu’à la fécondation, effectuant ainsi ce qu’on appelle du gardiennage post-copulatoire. C’est pour cette raison que les mâles agrion restent littéralement accrochés à leur partenaire jusqu’à la ponte. Mais ce procédé empêche le mâle d’aller inséminer d’autres femelles pendant ce temps. D’autres mâles s’assurent de leur paternité en inhibant la réceptivité sexuelle de la femelle après leur passage. Chez de nombreux moustiques (par exemple Anopheles spp), les mâles transfèrent une substance dans leur liquide séminal qui rend la femelle non-réceptive quelques heures après l’accouplement. Chez d’autres espèces, de telles substances peuvent diminuer l’attractivité sexuelle de la femelle ou neutraliser les aphrodisiaques produits par d’autres mâles. C’est par exemple le cas chez certains papillons : bien que la femelle reste réceptive, les autres mâles ne sont plus attirés par elle.

Accouplement (à gauche) suivi de la ponte pendant laquelle le mâle reste fixé à la femelle (Crédits)

Les mâles peuvent aussi tout simplement obstruer les voies génitales de la femelle au moyen d’un bouchon spermatique, dont la composition est variable. Certains mâles (les bourdons par exemple) ont des glandes qui produisent une substance spéciale, une sorte de ciment qui forme une barrière à l’intromission. Chez des espèces de fourmis, le mâle sacrifie ses organes copulatoires pour boucher le tractus génital de la femelle. Enfin, Baker et Bellis ont proposé en 1988 « l’hypothèse des spermatozoïdes kamikazes », selon laquelle les spermatozoïdes non fécondants des mammifères aideraient à la formation d’un bouchon copulatoire. Cette hypothèse est cependant très controversée.

Ceci nous amène à une autre conséquence de la sélection spermatique : la diversité des formes de spermatozoïdes. Chez certains rongeurs par exemple, la tête des spermatozoïdes a une forme de crochet, ce qui leur permet de s’agréger en petits groupes et d’augmenter leur vitesse de déplacement.

A gauche, des têtes de spermatozoïdes de rongeurs en forme de crochets, qui permettent aux spermatozoïdes d'un même mâle de s'agglutiner (à droite). Les deux couleurs indiquent l'appartenance à deux mâles différents.

Mais une des conséquences les plus impressionnantes de la compétition spermatique reste peut être le géantisme des spermatozoïdes de la mouche Drosophila bifurca. Le mâle de 3 mm est capable de produire des spermatozoïdes longs de 58 mm. Ramené à l’échelle humaine, cela équivaudrait pour un homme à produire des spermatozoïdes de 30 mètres de longs… Ceux-ci forment des boules denses qui occupent toute la largeur du tractus génital de la femelle. Le premier mâle à copuler a donc la certitude de féconder autant d’œufs que de spermatozoïdes libérés.

A gauche, un mâle Drosophila bifurca entouré d'un des impressionnants testicules qui produisent les spermatozoïdes géants. Ces testicules représentent 11% de la masse du corps du mâle. Le mâle transfert les spermatozoïdes sous forme enroulée (Crédits).

Un seul spermatozoïdes de drosophile (Drosophila bifurca) sous sa forme compacte, enroulé sur lui-même (Crédits).

De nombreuses autres stratégies existent dans la compétition spermatique. Cette guerre est en effet de la plus haute importance puisqu’elle constitue la dernière étape, cruciale, avant d’accéder à la fécondation. Si les exemples que je viens de citer sont les plus représentés dans le monde animal, certaines espèces s’illustrent par l’originalité de leurs pratiques. Les punaises des lits (Cimex lectularius) sont peut être les championnes dans ce domaine : les mâles ont des comportements homosexuels et, à la manière d’une seringue, utilisent leur pénis perforateur pour injecter leur semence dans les corps d’autres mâles. Ces derniers, quand ils insémineront des femelles, injecteront au passage le sperme du mâle « parasite »…

Le pénis perforateur de la punaise (à gauche) permet au mâle d'inséminer la femelle dans n'importe quelle partie du corps... parfois même dans la tête ! (Crédits)

Références :

D'autres articles pour aller plus loin :

Si je vous dis que je vais vous raconter une histoire de pigeons, avec Darwin comme héros, la sélection comme énigme et la couleur comme indice...
Vous ne comprenez rien à ce que je veux dire? Alors lisez ce qui suit.

Un jour Darwin nous a parlé de pigeons…

Quand le célébrissime Charles Darwin nous a parlé de pigeons dans son oeuvre “On the origin of species”, c’était pour nous expliquer les nuances qu’il faut comprendre entre les notions de race et d’espèce. Il s’est intéressé au pigeon car cet animal a subi une sélection artificielle de longue date et son histoire est donc assez bien connue au travers de nombreux traités et écrits dans toutes les langues. Les pigeons étant des animaux domestiqués à la perfection, il mit en place son propre élevage avec le plus grands nombres de types de pigeon qu’il a pu rassembler à travers le monde (il n’a jamais confié le nombre exact dans son fameux ouvrage!). En guise de support empirique à ses hypothèses, il effectua une multitude des croisements. La question centrale qu’il se posait? Est-ce que toutes les variétés de pigeons qu’il avait pu réunir constituaient-elles des races différentes d’une même espèce ou alors étaient-elles issus de plusieurs espèces?

Ses observations ont fait état d’un nombre assez important de caractères profondément différents entre les variétés de pigeon: taille et forme du bec, largeur de la caroncule (petite excroissance charnue qui recouvre la base du bec), longueur du tarse, largeur de certains os, taille des plumes, présence de plumes aux pattes (oui oui, y’a des pigeons qui ont des plumes vraiment partout), etc.

La caroncule sur le bec du pigeon

Quand notre grand Charles a fait la liste de tous ces caractères, il a cru bon penser que des espèces différentes étaient à l’origine des spécimens qu’il avait devant les yeux. Qui n’aurait pas fait la même chose!

Quelques exemples en photos:

http://www.zoomorphia.com/page3.htm

Mais il n’en était pas à ses premières réflexions sur le sujet et la question le titillait. Il choisit un caractère d’étude particulier, la couleur, et il décida d’entreprendre des croisements afin d’affiner la réponse à sa question.

Et finalement... Vous voulez savoir à quelle conclusion il en est arrivé? Un peu de patience, vous le saurez bientôt… Enfin si vous lisez cet article jusqu’au bout!

Une sélection? Oui mais par les Hommes!

Les pigeons sauvages ont été depuis des millénaires domestiqués pour tout un tas de raison, économiques, sociales, culturelles, et culinaires!!!!

Une des fonctions du pigeon est celle du messager. On a tous entendu parler des fameux pigeons voyageurs. Et bien, certaines variétés de pigeons ont été spécifiquement élevés dans cette optique et ont été beaucoup utilisés et efficaces en temps de guerre.

Vaillant, pigeon de combat, c’est un dessin animé, mais faut pas négliger le rôle des piafs pendant la guerre quand même ! (http://www.toutlecine.com/images/film/0010/00106272-vaillant-pigeon-de-combat.html)

Pline indiquait que les romains payaient les pigeons un prix considérable selon leur généalogie et leur provenance pour s’en servir ensuite comme monnaie d’échange.

Le pigeon faisait aussi office de cadeau entre les pays, comme l’Iran ou le Touran qui faisaient parvenir des oiseaux très rares à l’Inde il y a quelques siècles.

Du temps de la 4^ème dynastie égyptienne, il y a plus de 3000 ans avant notre ère, le pigeon était déjà inscrit au menu. Et malgré sa disparition de nos tables pendant quelques années à cause de l’image de saleté et vecteur de maladie qu’on lui collait (je vous rassure il n’y a aucun risque à manger du pigeon d’élevage), la culture culinaire du pigeon ne s’est pas perdue depuis les temps anciens puisque de nos jours encore, il constitue un met couramment dégusté.

Ca a l'air bon! (http://www.atelierdeschefs.net/blog/?tag/masterchef)

De nos jours, en France, le pigeon est élevé d’une part pour des raisons culinaires, mais aussi pour de la compétition. En effet, des concours de pigeons voyageurs sont fréquemment organisés. Ces pigeons, bagués, subissent des entrainements de longues haleines comme vous pouvez vous en douter. Ce sont des sportifs avant tout !

Ainsi quelque soit la raison qui a poussé les hommes à mettre en place des élevages, ils ont, dans un objectif de rendement, d’amélioration de la qualité, ou encore de choix de caractères particuliers, exercé une sélection forte sur les populations de pigeons depuis des millénaires et dans nombreux pays du monde. Et selon le but de la sélection, des caractères différents pouvaient être sélectionnés artificiellement sur plusieurs générations, jusqu’à obtenir des individus proches de la perfection (la perfection est toute relative!).

Les couleurs ne se discutent pas…

Comme Darwin s’est intéressé au critère de la couleur, je vous propose de passer en revue les pigeons qu’on peut croiser de nos jours à Paris et d’en noter les couleurs…

http://dakotad.com/2011/03/03/notre-dame-de-paris/

http://www.savoirs.essonne.fr/sections/actualites/shootez-les-pigeons/

Comme vous pouvez le voir sur ces photos, il y a des pigeons de couleurs très différentes… et encore ces photos ne sont pas réellement représentatives de la diversité de ce qu’on peut voir au détour d’une rue. Sur la place de la Contre Escarpe par exemple, devant Notre-Dame, ou encore, sur les toits de l’université de Jussieu !

Au milieu de toute cette diversité de motifs, on arrive à établir un classement approximatif mais qui sert néanmoins de base aux scientifiques qui étudient les pigeons.

Tout d’abord, il y a les pigeons tout blancs! Ceux là ne sont pas si fréquents que ça à Paris mais il est possible d’en observer si on fait bien attention. Les pigeons blancs sont assimilés aux colombes, symbole universel de paix. Il parait qu’il y a une région en Amérique du Sud, au Pérou il me semble, où la plupart des pigeons sont blancs. Et Nicobola m’a confié qu’ils sont aussi assez fréquents à Göteborg, en Suède. L’exact inverse de Paris et de Londres !

Après les pigeons blancs, il y a les pigeons gris clairs, qui ont deux barres noires/bleues à l’extrémité des ailes. Vous n’avez pas l’impression que ces pigeons là sont les plus fréquemment observes (ne serait-ce que sur les photos ci-dessus)? Encore un peu de patience et vous comprendrez pourquoi…

Ensuite, on trouve des pigeons gris tachetés avec du noir. Mais on voit aussi des pigeons noirs tachetés avec du gris. Quelle différence me direz-vous? Et bien la proportion de chaque couleur voyons! Les seconds donnent l’impression d’être plus foncés de ce fait. Dans les deux cas, les tâches forment un peu comme un damier sur la robe du pigeon.

Enfin, on a les pigeons …. Noirs ! Tout noir, de la tête à la pointe de la queue ! Ceux là sont facilement reconnaissables.

Un beau dégradé du blanc au noir...

Malgré les catégories que je viens de vous citer, il ne faut pas avoir l’esprit trop fermé, car la Nature est très originale et alors on trouve tous les intermédiaires possibles. Parfois même, un pigeon tout noir aura une ou deux plumes blanches sur chaque aile ou encore un pigeon tout blanc pourra avoir la tête toute noire !

Et un autre détail qu’il ne faut pas oublier…. Les nuances que je vous ai cité existent aussi dans les tons roux ! D’un roux plutôt blanc à un roux tout foncé en passant par les échiquiers blanc-roux et roux-blanc (regardez donc là dessous comme ils sont beaux).

Pour ceux qui se poseraient la question... Les couleurs chez les pigeons sont dues à des pigments particuliers qu'on appelle la mélanine. Cette molécule est la même que celle qui pigmente notre peau et notre poil. Il en existe deux types: l'eumélanine, qui est à l'origine de la couleur noire/brune, et la phéomélanine, qui est contenue dans la cellule et de la quantité de pigment total contenue, d'où la gamme de nuance de couleur de pigeon qu'on retrouve dans la Nature.

Alors … une ou plusieurs espèces ?

Trêves de suspens, il faut que je vous dise tout maintenant !

Darwin, suite à de longues réflexions et expérimentations en est arrivé à la conclusion que toutes les variétés de pigeons étaient différente races, mais de la même espèce. Ses arguments ? Et bien les voilà :

- Il aurait été difficile pour les hommes de domestiquer 7 ou 8 espèces différentes et de les faire se reproduire librement

- La domestication remonte à des temps anciens et dans des régions très variées et la sélection de caractères a eu le temps d’opérer de diverses façons sur l’espèce

- Ces espèces supposées ne sont connues nulle part à l’état sauvage et les espèces domestiques ne semblent jamais être revenues à l’état sauvage

- Les variétés présentent des « caractères très anormaux » par rapport aux autres espèces de colombidés mais en revanche elles présentent beaucoup de points communs avec les pigeons bisets

- Les couleurs bleues et les marques noires réapparaissent dans toutes les variétés qu’on les conserve pures ou qu’on les croise

- Les hybrides sont féconds

Un dessin des races issues du pigeon biset (http://www.ibri.org/Books/Pun_Evolution/Chapter3/fig3-06.jpg)

Ainsi, l’ensemble des variétés de pigeons seraient, selon Darwin, issus du pigeon biset, Columba liviaà robe grise avec 2 barres bleues/noires à l’extrémité basse des ailes. Je vous en ai parlé tout à l’heure en vous décrivant les différentes couleurs de pigeon qu’on voyait à Paris. Effectivement un grand nombre des oiseaux qu’on voit tous les jours ressemblent comme deux gouttes d’eau au pigeon biset sauvage, alors qu’ils sont en fait des pigeons domestiqués. Le pigeon biset sauvage nicherait au bord des précipices (est-ce que ça n’aurait pas un lien avec leur aisance à voltiger entre les grands immeubles qu’on trouve en ville? A cogiter !) et serait doué d’un vol puissant. Il se pourrait que certains oiseaux sauvages persistent encore sur les côtes de la Méditerranée.

Voilà un pigeon qui aurait les caractéristiques du pigeon biset sauvage!

Différentes couleurs... Et alors?

Maintenant qu’on sait que tous ces piafs sont de la même espèce et pourquoi il y en a de différentes couleurs, je suis sûre que vous voulez savoir ce que ça change pour un pigeon d’être noir, gris, blanc, ou roux. Les chercheurs émettent beaucoup d’hypothèses à l’heure actuelle et sont en train de les vérifier une à une. Je vais vous présenter certaines de ces hypothèses :

-Selon la couleur, un pigeon ne serait pas attaqué de la même façon par les parasites. En effet, les observations montre que plus un pigeon est foncé et plus il porterait de parasite dans ces plumes. Mais ça n’affecterait pas son état de santé pour autant. On pourrait penser que c’est parce qu’il est plus résistant que les pigeons clairs, non ?! Vous vous demandez pourquoi les pigeons noirs sont plus parasités? Peut-être parce qu’ils fréquentent des lieux où les parasites sont plus denses, il s’agirait donc d’une différence de comportement entre les oiseaux clairs et sombres... La question reste à éclaircir!

-Les pigeons de couleur sombre seraient plus gros! Les chercheurs pensent que soit ils arriveraient à mieux se nourrir que les pigeons clairs (ils passent plus de temps à chercher à manger, ou alors c’est qu’ils ont une force de persuasion plus forte face aux petits moineaux dans la lutte pour les miettes de pain!), soit ils alloueraient la plus grande partie de l’énergie acquise par l’alimentation dans la croissance.

-Les pigeons les plus foncés semblent stocker plus de métaux lourds dans leurs plumes. Les chercheurs pensent qu’il y aurait un rapport avec les pigments présents dans leurs plumes (la mélanine est une molécule qui a beaucoup d’affinité pour certains métaux lourds) et peut-être aussi avec leur meilleur capacité à se nourrir (c’est logique que s’ils mangent plus, ils ingèrent plus de cochonnerie aussi!)

-Des études menées aux Etats-Unis ont montré que les pigeons qui avaient des plumes blanches étaient beaucoup plus soumis à leur prédateur naturel en milieu urbain que ceux qui étaient entièrement colorés. Une des hypothèses est qu’un plumage sombre permet de mieux se camoufler au milieu de la grisaille de la ville que les plumes blanches.

-Théoriquement, le taux de reproduction des mâles foncés devrait être plus important que celui des mâles blancs car le processus de production de la mélanine implique la production d’une hormone mâle, la testostérone. Cette hormone est connue pour son rôle dans la reproduction.

J’espère que maintenant, quand vous prendrez quelqu’un pour un pigeon, vous y réfléchirez à deux fois et surtout vous n’oublierez pas de penser à sa couleur ;)

Pour finir :

- Un petit court-métrage de Sylvain Chomet :

http://vimeo.com/9603825

- Deux extraits d’une vidéo sur les pigeons à Paris proposé par Natural Movement et Anne Caroline Prévot Julliard (chercheur du Muséum National d’Histoire Naturelle) :

http://www.dailymotion.com/video/xb7r65_les-pigeons-dansent-la-ville-extrai_creation

http://www.dailymotion.com/video/xb7ryv_les-pigeons-dansent-la-ville-extrai_creation?ralg=thefilter#from=playrelon

- L’Origine des Espèces disponible en ligne en version anglaise :

http://www.literature.org/authors/darwin-charles/the-origin-of-species/index.html

- Un site sur les pigeons dont Darwin a parlé (en anglais of course !) :

http://darwinspigeons.com/#

- Un site internet sur Charles Darwin et l’Evolution :

http://www.christs.cam.ac.uk/darwin200/pages/index.php?page_id=b

- Un article cousin de celui là, mais qui parle surtout des différentes morphologies de pigeon :

http://ssaft.com/Blog/dotclear/index.php?post/2011/06/07/The-Domestication-Show%3A-Pigeons

Biblio

-Darwin (1859) On the Origin of Species

-Johnson et Janiga (1995), The feral Pigeon, Oxford University Press

-Ducrest, Keller, Roulin (2008) Pleiotropy in the melanocortin system, coloration and behavioural syndromes, Trends in Ecology and Evolution, 23/9: 502-510.

-Karimi (2010) rapport de stage au laboratoire Ecologie et Evolution

-Jacquin, Lenouvel, Haussy, Ducatez, Gasparini (2011) Melanin-based coloration is related to parasite intensity and cellular immune response in an urban free living bird: the feral pigeon Columba livia, Journal of Avian Biology, 42/1:11-15.

Battle

Petite introduction

Aujourd'hui nous allons parler des... plantes carnivores. Ahaha ! me diras tu, cher lecteur, chère lectrice, enfin des plantes qui bougent, qui chassent, qui dévorent des animaux ! Des plantes qui font autre chose que rester sans rien faire à se dorer la pilule au soleil toute la journée pour photo-synthétiser...

Que nenni, Petit Scarabée !

Tout d'abord, il faut se sortir de la tête toutes ces élucubrations et autres histoires à dormir debout à propos des plantes carnivores. Non, une plante carnivore ne peut pas manger un être humain... et encore moins un mammouth !

Ceci est un mammouth. Dans une plante carnivore. Si si...

d'après le film : Ice Age : Dawn of the Dinosaurs

Bien longtemps pourtant, on a considéré les plantes carnivores comme de véritables dévoreuses de chair animale. Pour preuve, le récit d’un certain Carl Liche, publié en 1881 et reprit à l’époque par de nombreux journaux. Cet explorateur relate une de ses aventures : à Madagascar, guidé par la tribu des Mkodo, il se retrouve nez à nez avec un arbre anthropophage. James W. Buel publie en 1887 Sea and Land dans lequel il rapporte le témoignage de nombreux voyageurs « de confiance » ayant aperçu une plante carnivore de grande taille en Afrique Centrale et en Amérique du Sud (deux zones de forêts denses), la Ya-te-veo (traduit littéralement par « Je te vois ») qui « ne se contente pas seulement des myriades d’insectes de grandes tailles qu’elle attrape et consomme, mais sa voracitéatteint le point de faire des humains ses proies ». En 1927, Chase Osborn reprend le récit de Liche dans son livre "Madagascar, Terre de l'arbre anthropophage". Ce n’est qu’en 1955 que la supercherie du récit de Carl Liche est révélée (ainsi d'ailleurs que l'existence factice de Carl Liche)(Chase et al., 2009).

La plante "Ya-te-veo", illustration de J.W. Buel, 1887

Source : wikipedia.org

On pourrait se dire qu'avec le temps, toutes ces histoires auraient pu être considérées comme de simples fables et oubliées... Néanmoins, le mythe de la plante carnivore et/ou anthropophage reste vivace dans la culture occidentale, que ce soit dans les livres (Le Seigneur des Anneaux, Harry Potter...), les bandes dessinées (Batman, Hulk, Tarzan), les films (La petite boutique des horreurs en 1960, Jumanji en 1995, Les Ruines en 2008...) ou les jeux vidéos (Super Mario, Pokemon).

Quelques exemples des plantes carnivores imaginaires obtenues par certains auteurs après avoir consommé des substances pas très légales... tu reconnaîtras, chère lectrice, chère lecteur, un Pokémon, un personnage de la série Batman, et des petits sorciers bien connus... ou bien encore des fonds d'écranà ne plus savoir qu'en faire !

Mais revenons à nos moutons. Enfin, à nos plantes carnivores réelles... car, oui, toutes ces histoires de plantes mangeuses d'hommes ont bien un fond de vérité : il existe des plantes qui sont capables de consommer de la matière animale pour assurer leur croissance.

Dès 1860, Charles Darwin (et oui, encore lui !) étudie les plantes du genre Dionaea, Drosera et Utricularia et publie ses résultats dans l'ouvrage Insectivorous plants en 1875... Même si, à l'époque, ses conclusions ne font pas l'unanimité car elles vont à l'encontre de certaines croyances religieuses (voyons, les plantes ne mangent pas les animaux, tout le monde sait ça, c'est contre nature !), cet ouvrage est l'un des premiers consacré exclusivement à ces plantes si particulières.

Mais au fait, c'est quoi une plante carnivore exactement ?

La définition d'une plante carnivore semble évidente, me diras-tu cher lecteur/chère lectrice. C'est une plante qui mange des animaux ! Ha mais oui bien sûûûûûûr. Où avais-je la tête ? Pas sur les épaules en tout cas...

Oui, parce vous me la trouverez, la bouche de la plante...

Alors, comment caractérise-t-on une plante carnivore ?

Thomas J. Givnish propose la définition suivante : une plante est dite carnivore si, et seulement si, elle possède un ensemble de caractères et de processus physiologiques qui lui permette d’attirer, de piéger et/ou de digérer des proies, mais également de récupérer les éléments nutritifsde ces proies, le tout ayant un effet sur sa capacité photosynthétique (Givnish et al., 1984; Juniper et al., 1989).
Quand on imagine une plante carnivore, on pense en premier lieu aux plantes typiques présentes dans les genres Nepenthes, Drosera ou même Dionae.
Il faut savoir que ces plantes, bien qu'elles possèdent des morphologies différentes, fonctionnent de la même manière : elles attirent, piègent et digèrent les insectes qui s'approchent un peu trop près...

La digestion des insectes est effectuée grâce à des enzymes protéolytiques (c'est à dire, qui lysent, fractionnent les protéines en plus petits éléments assimilables par la plante à travers ses parois cellulaires).
C'est cette caractéristique - la digestion - qui engendre pas mal de polémiques autour d'une définition claire et précise de la carnivorie végétale.
Ainsi, toutes les plantes considérées actuellement comme carnivores ne répondent pas entièrement à cette définition. En effet, certains auteurs introduisent la notion de "précarnivorie" et de "protocarnivorie".
Pour Juniper et al. (1989), une plante qui attire, qui capture et qui assimile les éléments nutritifs de sa proie, mais qui ne sécrète pas d’enzymes digestives (et dont la digestion repose donc sur une décomposition réalisée par des commensaux ou des bactéries) tombe sous un statut de « précarnivorie ». Non seulement elle n’est pas carnivore, mais l’appellation « précarnivore » sous entend une idée gradiste de l’évolution, c'est-à-dire un concept selon lequel certains organismes actuels sont « plus évolués » que d’autres organismes (actuels eux aussi) et que ces organismes « plus évolués » descendent des organismes « moins évolués ».
Pour Givnish et al. (1989), la protocarnivorie se définit par la possession de caractères permettant l’attraction, la capture ou la digestion d’une proie, mais dont ce n’est pas la fonction primaire et dont l’allocation d’énergie n’est pas dévouée à la carnivorie. Prenons l'exemple des plantes incluses dans le genre Nicotiana (c'est le genre où se situe N. tabacum, plus connu sous le nom de... tabac) : certaines d'entre elles sécrètent des mucilages (= une sorte de glu, de colle...) pour empêcher que les insectes phytophages ne les attaquent et ne les consomment. Elles tuent les insectes par le même procédé que les plantes du genre Drosera mais elles ne les consomment pas !

Je ne vais pas détailler les différents types de pièges qui existent, tu pourras très facilement, chère lecteur, chère lectrice, observer toutes les formes par toi même si tu te rends au magasin de jardinage le plus proche de chez toi, section "plantes d'intérieur", rayon "plantes tropicales", étagère "plantes carnivores", - 30% de réduction sur les pots marqués d'une pastille bleue oups désolé je m'égare un peu là où en étais-je...

Ah ? On me dit en régie que je dois quand même détailler les différentes plantes carnivores qui existent et les mécanismes qui leur permettent de consommer des insectes. Eh bien soit ! en avant la musique !

On distingue différents types de pièges permettant aux plantes carnivores de récupérer les Insectes en guise de casse-croûte… je vais vous en présenter quelques uns.

1) Les pièges passifs ou semi-actifs

Il s’agit des pièges qui ne nécessitent pas de mouvements de la part de la plante pour capturer l’insecte : ce dernier va au devant de sa propre mort de son plein gré… si l’on peut dire !

1.1) Piège à mucilage… ou piège « papier tue-mouche »

Les plantes qui possèdent ce type de piège attrapent leurs proies de la même manière que tous les humains qui en ont assez de voir tourner les mouches au plafond de leur cuisine : une simple bande de papier collant suffit à immobiliser les insectes bruyants pour les humains… mais les plantes, quant à elles, vont sécréter des enzymes digestives qui vont dégrader les protéines des insectes collés aux feuilles. Ensuite, les éléments issus de cette dégradation vont être absorbés par la plantes.

Ce type de piège se retrouve chez les genres Byblis, Drosera, Drosophyllum, Pinguicula, Roridula et Triphyophyllum. En réalité, il ne s’agit pas d’un véritable « papier tue-mouche » mais plutôt d’un tapis de petits poils glandulaires– appelés les trichomes – qui sécrètent des mucilages– liquide gluant – et des enzymes digestives (d’après Albert et al. 1992). Chez ces espèces, l’insecte piégé est lentement digéré sur place.

Une feuille de Drosera avec un insecte englué ; la feuille se replie progressivement sur la proie
Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Drosera_capensis_bend.JPG

Dans le cas des pièges semi-actifs des plantes du genre Drosera, on observe que quelques instants après la capture de l’insecte, les trichomes se replient et se collent à lui. L’insecte est alors définitivement piégé et pour faciliter le contact de celui-ci avec les glandes productrices d’enzymes, la feuille entière peut se replier sur la proie en quelques heures.

1.2) Pièges à urnes… ou comment finir sa vie noyé !

Urne de Nepenthes. Ce qui est important à retenir, c'est qu'il existe 3 grandes zones :

zone supérieure, constituée du péristome, des lèvres et du "chapeau", qui servent à l'attraction de l'insecte

zone médiane, correspondant à la zone glissante (où l'insecte va vraiment être pris au piège) et qui va l’empêcher de remonter et de sortir

zone inférieure, où l'insecte va être finalement digéré lentement et absorbé.

Cette stratégie est celle de plusieurs genres tels que Cephalotus, Darlingtonia, Heliamphora, Nephentes et Sarracenia. Ces pièges ont tous en commun le fait d’être des feuilles dont la partie supérieure se retrouve être l’intérieur de l’urne (Juniper et al., 1989). Les pièges de ces différents genres sont constitués de 3 zones principales correspondant chacune à une fonction bien précise.

Il existe d’autres pièges passifs chez d’autres genres, qui ne sont ni des « papiers tue-mouche » ni des urnes, mais je n’en parlerai pas ici. Sinon, cet article va finir par être trop long et personne ne pourra le lire jusqu’au bout sans mourir d’ennui !

2) Les pièges actifs

Attention ici, on retrouve LA plante carnivore emblématique, à savoir… la Dionae. Mais aussi un autre genre de plante mal connu…

2.1) Les pièges à mâchoires… gare aux morsures !

Les marges des lobes des feuilles de Dionaea sont parsemées de glandes qui sécrètent des glucides – c'est-à-dire des sucres simples. De plus cette zone absorbe les UV, la rendant attractive au regard des insectes. Quand une proie s’approche et excite des poils sensibles sur le piège, un courant ionique calcique se déclenche et a pour effet de changer l’acidité dans les cellules de la nervure centrale. Ce changement provoque une fermeture du piège par différence de pression hydrostatique. Ce mouvement est très rapide, de l’ordre du 1/30ème de seconde (Barthlott et al., 2008). Bon… peut être que là je vais clarifier les choses, c’est un peu abscond quand on ne connaît pas grand-chose à la biologie cellulaire. En gros, imaginez la chose : l’insecte se pose au centre de la feuille en mâchoire. A ce moment là, elle titille les poils sensibles présents dans le piège… ce qui a pour conséquence un changement de la quantité d’eau dans les cellules (et vous savez très certainement, chère lectrice, cher lecteur, que les cellules végétales contiennent un gros réservoir d’eau – entre autre – appelé vacuole) : cela permet au piège de se refermer brutalement. Un peu comme quand on appuie sur un ballon de baudruche fermé presque dégonflé : si on appuie fort, la matière plastique va redevenir tendue par l’air à l’intérieur. Eh bien, lorsqu’on parle de changement de pression hydrostatique, c’est un peu comme si les cellules étaient un ballon de baudruche dégonflé qui redevient gonflé instantanément…

Cela se passe de commentaire... en tout cas, l'insecte va y passer, ça c'est sûr !
Sources : http://www.dionaea-muscipula.com/culture.html

http://www.linternaute.com/nature-animaux/magazine/photo/le-cote-obscur-des-insectes/une-mouche-prise-au-piege.shtml

Au final, la proie continuant à se débattre à l’intérieur du piège provoque sa fermeture complète et hermétique en quelques heures. Ensuite la plante sécrète un ensemble d’enzymes (estérases, phosphatases, protéases) qui auront pour effet de dégrader la proie. Quelques semaines plus tard, le piège se rouvre sur la carapace vide de l’insecte et redevient fonctionnel (Juniper et al., 1989).

2.2) Les pièges à outres… totalement siphonnés !

On ne trouve ce type de pièges que chez les Utricularia, qui sont des plantes aquatiques d’eau douce. Elles possèdent des utricules (c'est-à-dire des outres) de taille variable, entre 0,2 et 1,2 cm de diamètre (Chase et al., 2009). Cette structure est refermée par un clapet qui porte des poils sensitifs. La pressionà l’intérieur d’une outre au repos est plus faible par rapport à celle du milieu extérieur (Adamec, 2011). Dès qu’un animal touche un des poils sensitifs, le clapet s’ouvre brusquement (1/50ème de seconde, Barthlott et al., 2008) et il est aspirédans l’outre avant que le clapet ne se referme. Des enzymes sont alors sécrétées à l’intérieur de l’outre afin de digérer la proie qui s’y trouve ; la plante peut ensuite récupérer les produits de la digestion (Chase et al., 2009).

Voici une petite outre d'Utricularia

Source : http://english.sina.com/technology/p/2011/0817/389462.html

Pour plus d'informations sur les différents pièges existants chez les plantes carnivores, cliquer ici .

Les plantes carnivores parmi les autres plantes à fleurs : pas si simple de s'y retrouver...

Bref. Passons à présent à la question qui m’intéresse plus personnellement et qui s'éloigne bien évidement de la sempiternelle ritournelle "la plante carnivore de ma petite sœur perd ses feuilles, faut-il que je l'arrose plus ?" ou encore "c'est quoi comme espèce ma plante ? c'est une rare ?" ; la question que vais développer ci-après est donc la suivante : où se situent les plantes carnivores dans l'arbre des plantes à fleurs ?

Attention, ici, lorsque je parle "d'arbre des plantes à fleurs", je fais bien entendu référence à la classification phylogénétique des plantes à fleurs - appelées aussi Angiospermes - dont j'ai déjà parlé dans la dernière partie d'un article précédent ici . Pour celles et ceux qui n'auraient pas lu cet article ou qui auraient tout simplement la flemme, je dirais seulement que "l'arbre des plantes à fleurs" est la manière actuelle de classer les Angiospermes, selon leurs relations de parenté.

Or donc, nous voici face à un problème concret : en bon scientifique que nous sommes - et particulièrement en tant que scientifique bien au fait des notions reliées à l'évolution en général - nous voulons savoir si le syndrome carnivore (autre nom de la carnivorie) est apparu une seule fois dans l'arbre des Angiospermes... c'est à dire si toutes les plantes carnivores actuelles sont directement reliées entre elles, phylogénétiquement parlant.

Pour Darwin, en 1875, toutes les plantes carnivores connues se répartissent dans trois grands groupes, disséminés parmi les autres groupes d'Angiospermes : les Droseraceae, les Lentibulariaceae, les Nepenthaceae. Par conséquent, Darwin considère que la carnivorie associée à ces groupes est également apparue trois fois de manière indépendante. Je parlerai plus en détail de cette notion d'apparition indépendante plus loin dans cet article.

Par contre, Léon Croizat, en 1960, considère que la carnivorie chez les plantes correspond à une divergence « à la base » du groupe des Angiospermes ; il pense que la carnivorie est aussi ancienne (si ce n’est plus) que le groupe des Angiospermes lui-même. En clair, cela signifie que pour Croizat, les plantes carnivores sont apparues antérieurement à toutes les autres plantes à fleur au cours des temps géologiques. Dans un article précédent, Nicobola a déjà parlé des travaux de Croizat ici .

Or, d'après les dernières études sur les plantes carnivores, il semble que ce soit la solution de Darwin qui soit la bonne... Voyez plutôt :

Phylogénie des Angiospermes avec mise en évidence des différentes lignées indépendantes de plantes carnivores (d'après Ellison & Gotelli, 2009).

Bon, d'accord... on ne voit pas très bien, c'est écrit très petit. Mais ce qui est important à voir ici, ce ne sont pas forcément les noms des plantes... mais les couleurs. Ainsi, en vert, on retrouve les groupes qui contiennent un ensemble de plantes strictement carnivores. En jaune, ce sont les groupes où seules quelques espèces de plantes sont carnivores, et enfin en bleu, il s'agit d'un groupe où la carnivorie d'une espèce est encore discutée.

Comme tu peux l'observer sur la figure précédente, cher lecteur, chère lectrice, toutes les plantes carnivores ne sont pas regroupées au sein de l'arbre des plantes à fleurs : elles sont disséminées parmi les autres groupes de plantes non carnivores.

Mais alors, comment cela est il possible d'avoir la même chose... différemment en plusieurs fois dans l'arbre du vivant... et au final, s'agit-il bien de choses identiques ou de choses qui semblent seulement identiques mais qui ne le sont pas ? C'est à dire, dans notre cas, est ce que les différentes plantes carnivores ont toutes les mêmes caractéristiques morphologiques, même si elles ne sont pas directement liées phylogénétiquement, ou bien est ce que ce sont des caractères morphologiques qui se ressemblent fortement mais qui ne font que "s'imiter" les uns les autres ?

Toutes ces questions - un peu tarabiscotées, certes - peuvent trouver une réponse simple et claire : la carnivorie est un phénomène de convergence chez les plantes à fleurs.

La convergence est, d'après Darlu et Tassy (1993), "l'apparition indépendante chez deux espèces (ou plus) d'un même caractère." Dans notre cas, il s'agit de la carnivorie végétale... Ce mécanisme de nutrition des plantes grâce à l'utilisation de matière organique azotée provenant des insectes est semblable chez différents groupes de plantes non apparenté directement... ce qui est bien la définition de la convergence.

Le mécanisme de convergence est fréquemment retrouvé au cours de l'évolution : il peut être le résultat de l'adaptation morphologique de deux espèces éloignées phylogénétiquement au même milieu de vie. C'est ce qui se passe chez les plantes carnivores - la carnivorie permet la survie dans des milieux très pauvres en matières azotées nécessaires à la croissance des plantes - mais je pourrais prendre un tout autre exemple... disons, celui du Thon et du Dauphin : ils vivent dans un même milieu (le milieu marin) et subissent donc des contraintes physiques identiques ; chez ces deux espèces, on trouve un corps effilé, profilé pour la vitesse et offrant peu de résistance à l'eau. Attention, il ne faut pas tomber dans le piège du finalisme quand on raisonne de cette manière : ce n'est pas parce que le Thon ou le Dauphin "veulent" aller plus vite que leur forme change, non, bien au contraire... mais ce sont les individus possédant les formes les plus effilées qui ont pu engendrer une descendance plus importante, ce qui a entraîné la sélection en faveur des individus les plus aptes à se mouvoir en milieu aquatique... et puisque ce milieu offre les mêmes contraintes physiques pour des groupes d'organismes différents, il est logique de penser qu'une forme générale - effilée et hydrodynamique - sera retenue au cours de l'évolution. D'où l'observation actuelle de convergences.

Si j'ai parlé ici des plantes carnivores, c'est donc pour démontrer une chose : il ne faut pas se fier aux apparences lorsqu'on étudie les sciences de l'évolution, car les éléments que l'on observe à priori n'ont pas forcément de relation phylogénétique proche entre eux !

Voilà, j'espère que tu auras compris et apprécié cet article, chère lectrice, chère lecteur... et que tu n'hésiteras pas à poser des questions si question il y a !!!

Je tiens à remercier tout particulièrement Simon Verlynde, qui m'a aidé dans la rédaction de cet article. Merci Simon !

Bibliographie

Adamec L., 2011, Functional characteristics of traps of aquatic carnivorous Utricularia species.Aquatic Botany. Vol. 95, n°3, p. 226–233.

Albert V.A., Williams S.E., Chase M.W., 1992, Carnivorous Plants : Phylogeny and Structural Evolution.Science, New Series, Vol. 257, n°5076, p. 1491-1495.

Barthlott W., Porembski S., Seine R., Theisen I., 2008, Plantes carnivores – biologie et culture. Editions Belin, Paris

Chase M.W., Christenhusz M.J.M., Sanders D., Fay M.F., 2009, Murderous plants: Victorian Gothic, Darwin and modern insights into vegetable carnivory . Botanical Journal of the Linnean Society. Vol. 161, n°4, p. 329–356.

Croizat L. 1960. Principia botanica, or beginnings of botany (with sketches by the author). Caracas, Venezuela.

Darlu P. & Tassy P., 1993, La reconstruction phylogénétique - conseils et méthodes. Masson

Darwin C., 1875, Insectivorous Plants. John Murray, London

Ellison A.M. and Gotelli N.J., 2009, Energetics and the evolution of carnivorous plants – Darwin’s ‘most wonderful plants in the world’. Journal of Experimental Botany. Vol. 60, n°1, p 19–42.

Givnish T.J., Burkhardt E.L., Happel R.E., Weintraub J.D., 1984, Carnivory in the Bromeliad Brocchinia reducta, with a Cost/Benefit Model for the General Restriction of Carnivorous Plants to Sunny, Moist, Nutrient-Poor Habitats. The American Naturalist. Vol. 124, n°4, p 479-497

Juniper B.E., Robins R.J, Joel D.M., 1989, The carnivorous plants. Academic Press, London.

Boris

D’innombrables exemples…

La coopération au sens très large (l’entraide entre plusieurs individus) est un caractère éminemment présent dans la nature, loin de concerner uniquement l’espèce humaine. Pour ceux qui ne seraient pas convaincus, et je doute qu’ils soient nombreux, sachez que l’on retrouve des actes de coopération chez tous les grands groupes d’organismes, indépendamment de leur complexité, et à tous les niveaux au sein d’un organisme.

Je ne parle pas de la coopération « grand public », vous savez ces vidéos qui font le tour de la planète où on voit un hippopotame bravant un féroce crocodile dans le but ultime de délivrer une antilope des dents acérées du monstre… Aussi attendrissantes que soient ces vidéos dont on donne des significations très anthropomorphiques, nul besoin d’invoquer ces soudains excès de bravoures au semblant altruiste pour parler de la coopération. Prenons plutôt quelques exemples des plus simples.

La plupart des animaux qui vivent dans des groupes sociaux coopèrent pour maints aspects de leur vie quotidienne. Prenez un groupe d’oiseaux en train de picorer, chacun va lever la tête relativement souvent pour s’assurer qu’aucun prédateur ne rode dans les parages. Chaque individu profite de la vigilance des autres du groupe, de telle façon qu’il n’a pas besoin d’être aussi vigilant que s’il était seul, et que malgré ça il serait averti plus rapidement de l’approche d’un prédateur.

Chez les chauves-souris vampire qui se nourrissent de sang, il arrive qu’un individu n’ait pas réussi à se procurer de la nourriture, et se trouve dans une situation critique pour sa santé. Qu’à cela ne tienne, il lui suffit de solliciter un de ses partenaires pour que celui-ci lui régurgite une partie de son propre repas. Il s’agit alors d’un acte que l’on peut qualifier d’altruiste, puisque le donneur doit payer un coût (le sang régurgité) et ne reçoit aucun bénéfice direct. Cependant, il pourrait arriver par la suite que cet individu ait à son tour besoin de nourriture, et qu’on lui rende la pareille.

Partage de sang chez les chauves-souris vampire [Source gauche, droite]

Dans une troupe de lionnes, une véritable coopération se met en place lors de la chasse. Au lieu de chasser chacune leur propre proie, elles réunissent leurs forces et se coordonnent pour attraper des proies plus grosses. Et au final, même si cette proie devra être partagée par l’ensemble du groupe, un individu y gagne plus que s’il devait chasser tout seul des proies forcement plus petites et moins faciles à attraper.

La liste des actes de coopération n’en finit pas. Elle concerne également d’autres règnes que les animaux. Les plantes peuvent par exemple coopérer en se prévenant par des signaux chimiques de l’attaque d’un herbivore. La coopération peut tout à fait concerner plusieurs espèces, comme ces stations de nettoyage sous-marines où des petits poissons (qui n’existent pas, non, non !) débarrassent leurs clients de leurs parasites en s’en nourrissant. J’ai également parlé d’une coopération au sein de l’organisme. Pensez à nos petites cellules qui coopèrent bravement pour faire fonctionner notre organisme !

Quelques exemples de coopération parmi les nombreux que compte le règne animal : défense contre les prédateurs chez le bœuf musqué [Source], épouillage chez les primates [Source], nombreuses espèces de poissons nettoyeurs [Source], partage de l’élevage des jeunes chez les suricates [Source]…

La coopération et l’évolution

Tous les exemples cités précédemment vous auront sans doute convaincu d’une chose : la coopération semble apporter d’énormes bénéfices à ses acteurs, ce qui vous paraît tout à fait logique puisqu’elle est soumise à la sélection naturelle. Cependant, la coopération a très longtemps posé problème, et continue de faire cogiter les chercheurs. Car malgré cette intuition de logique, comprendre comment la coopération a pu apparaître et se développer est loin d’être une chose aisée.

Pour vous expliquer simplement, reprenons un des exemples précédents. Un oiseau est plus en sécurité au sein d’un groupe puisqu’il profite de la somme des vigilances de tous les individus du groupe. Lui-même participe à cette vigilance commune, en observant autour de lui. Comme toutes les activités, être vigilant prend du temps et de l’énergie. Il faut sans cesse relever la tête, faut faire gaffe aux torticolis et puis ça empêche de se goinfrer comme il faut. Mais si jamais cet oiseau décidait de ne pas participer à la vigilance collective, il aurait tout loisir de manger tranquillement et ça ne changerait pas grand-chose à sa sécurité au final, pour une paire d’yeux de moins… Vous venez d’assister à l’apparition du premier individu dit « tricheur » de la population, et c’est justement, précisément, ce qui pose problème dans l’établissement et le maintien de la coopération. Car cette tendance à la tricherie risque de se répandre dans la population et d’engloutir dans le même temps la coopération.

Il en est de même pour les chauves-souris. Imaginez un individu qui sollicite les autres quand il est affamé mais refuse de partager sa nourriture lorsqu’on le sollicite à son tour. Si on reprend le raisonnement très simple de la sélection naturelle, comme il aura les bénéfices de la nourriture des autres et ne payera aucun coût pour en fournir aux affamés, il aura un meilleur succès que les autres, grandira plus vite par exemple, vivra plus longtemps ou pourra consacrer plus d’énergie à sa reproduction, si bien qu’il engendrera plus de descendants qui partagent le caractère « égoïste », et la population s’en trouvera alors envahie.

Pour finir de vous convaincre, les humains sont excellents lorsqu’il s’agit d’envahir une population d’individus tricheurs. C’est pour cette raison que les sociétés basées sur l’échange de services, et où l’argent n’existe pas, ne sont souvent que des utopies. Je vais vous citer l’exemple formidable qui m’a permis de comprendre la théorie des jeux. Dans une ville, les gens ont le choix entre aller au travail en voiture ou en bus. Evidemment, moins il y a de voitures qui circulent, plus la route est dégagée et plus les véhicules sont rapides pour acheminer les habitants à leur lieu de travail. Mais la voiture reste quand même toujours plus rapide que le bus. Si tout le monde prenait le bus, les routes seraient bien dégagées et le trajet mettrait disons 15 minutes. Sauf qu’en voiture, il ne faut que 10 minutes… Du coup les petits malins commencent à prendre leur voiture, quitte à faire ralentir les bus, mais aussi les voitures ! Petit à petit, comme il est toujours plus rapide de prendre sa voiture, tout le monde va s’y mettre si bien qu’au final il faudra une demi-heure de route en voiture (les routes étant saturées !) et trois quarts d’heure pour les irréductibles écologistes et les gens sans permis qui prennent toujours le bus.

Pour comprendre ce graphique, prenez n’importe quelle personne prenant le bus (en orange). La courbe bleue étant en dessous (temps de trajet plus faible), cette personne aura toujours intérêt à prendre la voiture. D’où le point de stabilité atteint au moment où tout le monde prend sa voiture, alors que le trajet serait plus court si tout le monde coopérait pour prendre le bus.

Pour résumer, si tout le monde coopère en prenant le bus, chacun ne met que 15 minutes pour rejoindre son travail. Mais irrémédiablement, la tricherie va envahir la ville et les habitants devront subir au minimum les 30 minutes de voiture !

Vous comprenez où je veux en venir ? Même si les habitants auraient tous intérêt à prendre le bus, la population tendra naturellement vers l’opposé. De même que dans la nature. Dans une population où tout le monde coopère, il suffit qu’un individu tricheur apparaisse et qu’il profite de la coopération des autres sans en payer le coût pour que la population bascule vers une population de tricheurs ! D’où le problème du maintien de la coopération.

Le problème est encore plus pointu pour l’apparition de la coopération, et non son maintien. En effet, si on considère au départ une population totalement égoïste, où tout le monde ne s’occupe que de lui, comment la coopération pourrait se répandre ? Si un individu tout gentil apparaît spontanément dans la population, tout le monde profitera de lui et il aura un succès encore plus faible que les autres, donc aucune chance de répandre son caractère coopératif en engendrant plus de descendants.

La solution ?

Pourtant, la coopération existe bel et bien, et elle est très répandue. La question ne se pose plus quant à son intérêt, puisqu’on a vu qu’elle apportait nombre de bénéfices à ses acteurs. Mais son apparition, son évolution et son maintient ont soulevé depuis longtemps de nombreuses théories. Je ne vais pas ici les expliquer en détail, il faudra attendre d’autres articles. Cependant, il est trop cruel de vous tenir en haleine sans vous lâcher quelques bribes d’explications.

La sélection de parentèle, mise en lumière par Hamilton, est une des principales hypothèses quant à l’apparition de la coopération. Un individu avide de répandre ses gènes aura tout intérêt à aider ses enfants, parents, frères et sœurs qui portent une grande partie de ses gènes. D’ailleurs la coopération observée est souvent plus importantes entre individus apparentés, pour cette raison.

J’ai parlé plus haut de la théorie des jeux. C’est un thème qui sera abordé dans ce blog et qui apportera pas mal de réponses, notamment à propos du maintient de la coopération. Sachez seulement qu’un équilibre entre tricheurs et coopérateurs pourra s’établir. Les tricheurs peuvent également être évincés de la population, ou punis, et la coopération se maintient alors sous la menace. Encore une hypothèse qui fonctionne à merveille chez les humains : la menace d’une punition encourage très fortement la coopération.

Enfin, la sélection de groupe revient en force dans le thème de la coopération. Toutefois, il faut prendre ce concept avec une infinie précaution. Nous sommes loin de la théorie de la sélection de groupe de Wynne-Edwards (1962), qui a été très vivement critiquée notamment par Williams (1972), et finalement considérée comme fausse. Loin également de Lorenz (1963) qui l’invoquait pour expliquer l’agressivité (selon lui, les individus se battent entre eux dans le but d’éliminer les plus faibles…). Depuis, la sélection de groupe est un peu tabou parmi les biologistes. On n’ose pas en parler, les étudiants se font taper sur les doigts s’ils en font allusion… Mais elle refait surface comme une bête de l’ancien temps qui se réveillerait d’une longue hibernation… Bon bon j’avoue je m’égare ! En attendant un article dévoilant le mystère de la coopération, je vous laisse cogiter !

Bibliographie

Pour les impatients, les articles clés expliquant l’évolution de la coopération :

- Nowak, M.A. 2006. Five rules for the evolution of cooperation. Science, 314, 1560-1563.

- West, S.A., Griffin, A.S. & Gardner, A. 2007. Evolutionary explanations for cooperation, Review. Current Biology, 17, R661-R672.

Pour le “retour” de la nouvelle théorie de la sélection de groupe, voire le magazine « New Scientist » n°2824 (aout 2011)

Sophie

La théorie de l'évolution, sous ses airs simples, est complexe… ou l’inverse selon certains ! Souvent, dans les médias par exemple, l’idée sera véhiculée que l’évolution mène vers plus de complexité. Cette affirmation est engendrée par plusieurs facteurs, notamment les représentations visuelles que l'on peut rencontrer de l'évolution. Mon idée ne sera pas de savoir ce qu’est la complexité (c’est un sujet bien trop complexe !) mais plutôt de montrer que l’évolution vers la complexité est quelque chose que l’on peut critiquer. Je vais donc accepter une « définition » intuitive de la complexité pour plus de simplicité.

La première illustration utilisée pour représenter l’évolution est celle ci :

La marche de l’homme vers le progrès… Source ici : hominides.

Je l'ai trouvée d’ailleurs en premier résultat de google image France lorsqu’on tape « évolution ». Bon, je vous l’accorde, en fait l’illustration est tirée d’un site où justement cette représentation est critiquée. Je vous conseille d’ailleurs d’aller faire un tour sur cette page pour y voir les critiques (ici !). Cette image ne joue pas directement sur cette idée de complexité mais sur celle de progrès. Mais le progrès vers quoi ? Très probablement la complexité justement. Et qui est le plus complexe à la fin ? L’humain. C’est d’ailleurs un sacré hasard qu’on discute autant de l’évolution vers la complexité lorsque l’on se considère soit même comme complexe.

A propos de représentations, Stephen Jay Gould, un auteur bien connu de vulgarisation scientifique sur l’évolution, fait aussi remarquer une chose : dans les représentations de l’évolution au cours du temps sur la Terre, on montre toujours dans les premiers temps des organismes évolutivement éloignés de l’homme (par exemple dans les mers anciennes : des crustacés et des méduses). Mais plus on approche de l’apparition de l’homme, plus on voit des organismes proches de l’homme (Puis, à partir d’une période géologique donnée quasiment tous les animaux représentés sur terre, sur mer ou dans l’air sont des vertébrés à quatre pattes (ou tétrapodes) !). Comme si les autres organismes présents antérieurement dans le temps avaient disparus où étaient en voie de disparition ! Alors que ces organismes n’ont pas cessé d’évoluer pour autant !

Mais il sera rare (voire impossible) de trouver sur une de ces fresques (cf illustration plus bas) la période d’apparition des coléoptères (pourtant les plus nombreux des animaux en termes de nombre d’espèces), des escargots terrestres (pourtant loin d’être rares et sujets à un passage évolutif de l’eau à la terre ferme tout comme nous) ou même de groupes importants de bactéries ! Certes on ne peut pas tout représenter mais quel favoritisme pour l’homme et les organismes qui lui sont évolutivement proches !

Une fresque biaisée de l’évolution. Remarquez par exemple qu'au Tertiaire les insectes ont disparus ! (cliquez pour agrandir. Fresque de l'évolution)

Vous vous en doutez, le sujet a été largement traité. Mais une des premières objections que l’on pourrait faire est : si l’évolution tend vers plus de complexité alors toutes les lignées devraient tendre vers la complexité. Or si l’on juge certains groupes actuels comme « simples »… alors l’évolution ne tend pas nécessairement vers une complexité générale car cela implique que ces groupes n’ont justement pas tendu vers cette complexité ! Mais Gould a aussi traité ce problème d’un point de vue plus statistique : oui, l’humain est complexe, c’est quand même qu’il y a quelque chose qui l’a poussé à devenir complexe ! Gould réfute cette idée en abordant le problème par ce qu’il appelle « un mur de gauche » ou « la marche de l’homme (ou de la femme) ivre » : imaginez une personne saoule (ou tentez vous même l’expérience, le seul défaut c’est que vous risqueriez de ne pas vous en souvenir) marchant dans la rue. Cette personne titube de manière aléatoire à gauche comme à droite. A gauche se trouve un mur et à droite rien. Heuuu imaginons aussi qu’il n’y a pas de trottoir ni de voitures dans la rue, comme ça cette personne peut aller à droite autant que possible (bon, ho ! je bidouille comme je veux la métaphore dans mon esprit hein !). Cette personne ne peut pas traverser le mur mais peut aller loin à droite. Statistiquement elle va revenir plusieurs fois au mur mais elle peut aller aussi loin que possible du mur (sachant que la probabilité d’atteindre un point qui est loin à droite diminue avec sa distance au point de départ). Et bien remplacez le mur par la complexité minimale (à gauche) et la droite par la complexité maximale. Lâchez des centaines de personnes bourrées et la plupart seront collées au mur (voir effondrés dessus hein) et très peu loin du mur. Cette hypothèse suppose que l’évolution vers plus ou moins de complexité est aléatoire (pas que l’évolution elle même est aléatoire, là encore on peut discuter longtemps). Gould constate que dans le vivant c’est effectivement le cas : les organismes les plus présents sur la planète sont les bactéries, organismes simples alors que l’ « être suprême » serait unique : ce serait l’humain. Certains dirons que les primates sont plus complexes au sein des mammifères, les mammifères plus complexes au sein des vertébrés, les vertébrés plus complexes au sein des animaux, etc. Oui, mais la personne ivre part nécessairement d’un point qui est plus à droite que le précédent pour continuer à droite. Voici un schéma illustrant ce problème :

« La mode de la bactérie» : on ne peut pas aller « plus à gauche » que la complexité minimale mais on peut toujours aller à droite. Cependant la proportion d’organismes à droite diminue avec la distance.

Bon maintenant on a brassé du théorique, c’est rigolo… mais voyons des cas plus concrets :

L’homme est-il réellement plus complexe ? Au niveau de la cognition ça ne fait pas de doute. Mais l’homme a aussi perdu beaucoup de caractères au cours de son évolution : sur ces points il a donc perdu en complexité. Notamment les branchies (A History of Fish 1 : Sans mâchoires y a de l'espoir !), la queue, pas mal d’os du crâne, différents types de poils (l’homme n’a pas de « moustaches » ou vibrisses comme les souris ou les chats). On pourra me dire « oui mais l’homme a plus de caractères complexes que simples ». Le problème c’est que chaque caractère est indépendant des autres donc comparer des choses indépendantes n’a pas de sens.

Mais d’autres exemples peuvent être cités : admettons alors que pourquoi pas, les primates sont plus complexes au sein des mammifères, les mammifères plus complexes au sein des vertébrés, les vertébrés plus complexes au sein des animaux, etc. Alors c’est supposer que les « invertébrés » (entre guillemets parce qu’ils n’existent pas (Les mystères de la phylogénie...) !) sont moins complexes que nous (même si comme je l’ai dit plus haut, mesurer la complexité générale a peu de sens).

Que nenni ! Prenez une éponge (cf illustration plus bas) : la plus amorphe créature au sein des animaux. Elle ne bouge pas, n’a pas d’organes, pas de système nerveux, filtre l’eau,... Bref, les éponges sont ce qu’on appelle le « groupe frère » des animaux, c’est à dire qu’à part être des animaux elles n’ont rien de commun avec les autres animaux. Premièrement il fallait bien que quelqu’un se dévoue pour cette place, on peut donc les féliciter pour leur sacrifice. Deuxièmement les éponges ont leurs propres caractères parfois bien complexes. En effet, on ne les définit pas seulement par les caractères d’animaux qu’elles n’ont pas (ce serait bizarre comme définition et de toute façon ça marche pas (cf encore Les mystères de la phylogénie...) ). Elles ont ce qu’on appelle un système aquifère, c’est à dire un système de canaux internes qui font circuler l’eau et qui peut se diviser en sous chambres reliées par d’autres canaux. Bref, un labyrinthe de cavités dans lequel se paumerait le Minotaure (qui n’a au final qu’à suivre le courant !). Pas mal pour des "êtres inférieurs".

Voici le type d’organisation labyrinthique que l’ont peut trouver dans une éponge : l'éponge labyrinthe.

Un autre caractère complexe présent chez beaucoup d’éponges, ce sont les spicules : des petites épines parfois aux formes compliquées servant de microsquelette aux éponges. Si la forme des spicules peut être complexe, leur agencement lui aussi peut l’être et est loin d’être aléatoire, formant un véritable macrosquelette cette fois. Et j’en connais qui n’ont pas de structures comme ça ! Quels êtres inférieurs a-spiculés ces humains, ils sont tellement simples qu’ils n’ont pas de spicules…

A gauche les spicules d’une éponge. Quand on a eu à retenir le nom de chaque type de spicule (et il y en a un certain nombre) on ne voit plus ça comme quelque chose de simple (diversité des spicules). A droite l’organisation d’une éponge avec la façon dont les spicules s’organisent (squelette de spicules).

Bon puis je n’allais pas clore le sujet sans une belle image d’éponge, juste pour les yeux :

Belle éponge.

Bon mais alors qu’est-ce que je vous fais depuis tout à l’heure ? Suis-je en train de vous montrer le contraire de ce que je voulais vous faire comprendre ? Finalement les éponges elles aussi sont complexes, tout le monde tend bien alors vers la complexité ! Non non, ici je veux montrer que la complexité revêt des formes auxquelles en tant qu’humain on ne pense pas forcement. Et que tout être vivant tend différemment vers la complexité ou la simplicité selon les caractères ou les critères considérés. Ce qui illustre que l’évolution ne semble pas se diriger vers une tendance générale.

Mais vous voulez des exemples d’êtres qui se complaisent plus dans la simplicité que dans la complexité ?

Un des premiers types d’organismes que l’on peut citer est celui des parasites souvent morphologiquement simples. Mais ils peuvent avoir des cycles de vie très complexes par ailleurs. Par exemple cet article que j’ai écrit où j’insiste sur le développement complexe de certains parasites, cet article renvoyant lui même vers d’autres articles sur leurs cycles alambiqués (les néodermates).

Nos amies les ascidies sont de drôles d’organismes. J’en ai déjà parlé sur ce blog (deutérostomiens). Qu’est-ce qu’une ascidie ? Un sac planté au fond de l’eau qui filtre. Une éponge quoi ? Non non non ! Les ascidies sont des organismes qui ont bien plus à voir avec nous (les vertébrés) qu’avec les éponges. D’ailleurs il suffit de voir la larve pour s’en convaincre : c’est la larve d’un chordé typique (les vertébrés sont eux même des chordés). Une chorde dorsale de soutien du corps, un système nerveux au dessus de la chorde, etc. Mais lors de la métamorphose c’est le drame. Les ascidies se fixent par la tête et se transforment en cette espèce de sac filtreur qui ne peut plus se déplacer (cependant elles restent capables de mouvements).

Schéma de la terrible métamorphose de l’ascidie (Métamorphose !)…

La larve a des organes sensoriels à l’avant comme un œil. Le système nerveux à l’avant forme aussi un épaississement, tout comme notre cerveau. Ces caractères, présents chez les chordés (et donc les vertébrés) sont alors perdus lors de la métamorphose. En gros passer d’une forme active et nageuse à un sac passif ça fait penser spontanément à de la simplification. Je me rappelle bien avant un examen de zoologie en Licence, lorsque nous révisions au dernier moment avant de rentrer dans la salle, une de mes camarades m’a alors fait la remarque suivante : « mais comment ça se fait que des animaux évolués comme les chordés (parce que nous en sommes) deviennent finalement si simples ? ». Simplement parce que ça fonctionne ! Allez sur une plage rocheuse, retournez un caillou et si vous êtes observateur vous trouverez des ascidies ! On les trouve quasiment partout. En fait les ascidies sont évoluées à leur manière. Et ce serait trop simple de dire qu’elles sont simples : leur branchies sont super développées, elles présentent un « manteau » ou une « tunique » qui les protège qu’on ne trouve pas chez les autres animaux et fait intéressant… le battement de leur cœur change régulièrement pour inverser le sens de circulation du sang… bien qu’on ne sache pas pourquoi c’est comme ça, c’est un fait apparemment unique chez les animaux !

Bon allez, la zolie image :

Clavellines jolies.

Mais chez les animaux on trouve encore quelqu’un de plus étrange : notre ami Trichoplax adherens le placozoaire. Lorsque le groupe des éponges est apparu, le groupe des autres animaux appelés « eumétazoaires » a également fait son apparition (je ne vais pour vous expliquer d’où vient ce nom, c’est une honte… Allez si ! ça signifie « vrais animaux » comme si les éponges en était des faux ! Ah ces humains, indécrottables !). Ce qui signifie que les éponges ne sont pas plus vieilles que nous puisque nous avons divergé au même moment. Bref, le groupe des eumétazoaires aurait divergé ensuite en donnant d’un côté le groupe des placozoaires et de l’autre celui des autres eumétazoaires (donc les eumétazoaires sont aussi vieux que les éponges et les placozoaires sont plus jeunes que les éponges au sein des eumétazoaires, capiche ? Bon allez, jetez un œil sur l’arbre qui suit, ça vous aidera peut-être).

Voici un arbre très simplifié de l’évolution des animaux dont je parle pour que ce soit plus clair. J’en ai profité pour rajouter les animaux à quatre pattes ou « tétrapodes » (entre autre nous) et les ascidies. Notez cependant que certains auteurs placeront Trichoplax autre part…

Les placozoaires selon cette hypothèse n’auraient donc pas les caractères spécifiques aux autres eumétazoaires comme par exemple un système digestif. Décrivons déjà un placozoaire : c’est un truc. Ok plus précisément : il est constitué d’une couche de deux cellules, plate, qui rampe au fond de la mer ou des aquariums (là où on l’a découvert !). Ces animaux n’ont que quatre formes différentes de cellules, encore moins que les éponges ! Là désolé, je ne peux pas les sauver comme les éponges ou les ascidies, morphologiquement ils sont simples, point. Mais que nous a révélé le génome de Trichoplax ? Que bien qu’il n’ait pas le plus complexe des génomes chez les animaux, il contient tout de même plein de gènes qu’on ne s’attendrait pas à trouver ici notamment des gènes du développement qu’on retrouve chez les autres eumétazoaires. Cela est étrange sachant que la morphologie est très simple chez cet animal mais qu’on retrouve un grand nombre de gènes responsables de la morphologie plus complexe des autres eumétazoaires chez Trichoplax ! Mais alors à quoi ça peut bien servir à notre timide Trichoplax ? Plusieurs hypothèses : soit l’ancêtre de Trichoplax était un animal déjà complexe qui s’est simplifié en gardant ses gènes, soit ces gènes avaient au départ une autre utilité que celle qu’on leur connaît aujourd’hui. Il est encore difficile de trancher mais cette complexité génétique de Trichoplax reste surprenante pour un animal morphologiquement si simple…

Trichoplax adherens… Là il n’y a rien que je puisse faire… Ca ne ressemble à rien…

Même en vidéo ça ne ressemble toujours à rien...

Bon allez, un dernier petit exemple, je vais m’aventurer très timidement chez les plantes, Boris devrait vous en reparler en détails. Chez les plantes à fleur on distinguait deux grands groupes : les dicotyledones et les monocotyledones (les détails viendront plus tard). On considérait les dicot’ comme plus évoluées car ayant une structure plus complexe et les monocot’ moins évoluées car moins complexes. Les dicot’ sont aujourd’hui considérées comme paraphylétiques, c’est à dire qu’elles n’existent pas plus que les "poissons". Mais elles sont paraphylétiques parce que les monocot’ proviennent des dicot’ ! C’est à dire que les monocot’, supposées simples proviennent de plantes plus complexes. Simples vraiment ? Les « dicot’ » ont un vrai bois bien organisé alors qu’en substance ben les monocot’ c’est que des feuilles emboîtées… Que faire de ça ? C’est pas très compliqué… Et bien si ! C’est sans compter sur l’ingéniosité de ces plantes : rien qu’en emboîtant des feuilles on a des palmiers, de l’herbe, des orchidées, du bambou… Comment faire compliqué à partir du simple ! Les Shadocks auraient aimé ! Et ces plantes se retrouvent partout… Mais laissons Boris vous en parler plus en détails plus tard, toujours est-il que si l’évolution poussait vraiment vers la complexité, on ne devrait pas s’attendre à ce que la simplicité fonctionne aussi bien !

A gauche une foret de bambous, à droite d’étranges Bromeliacea… Y’a un monde entre leurs morphologies et leur mode de vie et pourtant, c’est toujours le même principe…

Voilà pour un petit tour de la question. Bien sûr il y aurait beaucoup de choses à dire en plus, ce problème est loin d’être évident. Mais ces quelques exemples montrent qu’on trouve de la simplicité dans la complexité et de la complexité dans la simplicité. Peut-être est-il trop schématique de caractériser dans sa totalité un organisme comme simple ou complexe…

Pour aller plus loin :

Srivastava M. et al. 2008. The Trichoplax genome and the nature of Placozoans. Nature, 454-955.

Rossenlenbroich, B. 2006. The notion of progress in evolutionnary – the unresolved problem and an empirical suggestion. Biology an philosophy, 21, 41-70.

Gould S. J. L’éventail du vivant : Le mythe du progrès. 2001. Editions points.

Les mondes darwiniens, L’évolution de l’évolution, coordonné par Heams T., Huneman P., Lecointre G. et Silbersetin M. 2009. editions Syllepses. Lecointre G. Récit de l’histoire de la vie ou De l’utilisation du récit.

SSAFT : [Le sur-sur-mercredi, on converge] Les Poissons Amphibies

SVT Colin : Lettre ouverte aux finalistes et aux gradistes...

Dessin d'un rhinograde, d'après la publication originale (Stümpke, 1961)
[Source]

L'une des rares photos d'un rhinograde dans son habitat naturel
[Source]

Les Rhinogrades sont un groupe d'animaux ayant pour particularité de se déplacer à l'aide de leur nez.

Contrairement à une idée répandue, les Rhinogrades ne sont pas des mammifères. Ils n'ont pas de poils et n'allaitent pas leurs petits. Les pseudo-poils des Rhinogrades sont en réalité composés d'os lamellaire, comme les écailles des carpes ou des soles. Ils sont recouverts de kératine, comme nos cheveux ou nos ongles... ou même les fanons des baleines !

D'un point de vue phylogénétique, les Rhinogrades appartiennent en réalité au groupe des Pleuronectiformes, comme les soles, les limandes ou les turbots. L'intérieur de leur corps est fait d'arêtes osseuses.

Comme tous les Pleuronectiformes, les Rhinogrades se métamorphosent en passant à l'âge adulte. Bébés, ils ont les formes des "poissons" comme on se les imagine souvent : corps ovoïde, yeux de chaque côté du corps, disposition des nageoires...

A l'âge adulte, les Pleuronectiformes se métamorphosent : les yeux migrent du même côté; une face devient le bas, l'autre le haut. Le fait que le haut du corps soit la face droite ou gauche dépend des espèces : le côté droit devient le haut chez la sole commune (Solea solea), tandis que c'est le côté gauche chez le turbot (Scophthalmus maximus).

Chez les Rhinogrades, Pleuronectiformes hautement dérivés, c'est le nez qui se métamorphose principalement lors du passage à l'âge adulte. De nombreuses zones d'ombre subsistent, mais l'on sait qu'un gène inédit, la Primapriline, intervient dans la migration du nez des Rhinogrades. Ces animaux, comme les grenouilles ou les crapauds, sont ainsi purement aquatiques à la naissance, et terrestres à l'âge adulte.

Sachez que les Rhinogrades sont actuellement mis à l'honneur par une exposition temporaireà la Grande Galerie de l'Evolution, au Muséum national d'Histoire naturelle de Paris.

Voici un super reportage de Guillaume Lecointre (directeur du département Systématique et Evolution du Muséum) et Franz Jullien (taxidermiste et responsable de la collection de Rhinogrades du Muséum) :

N'hésitez pas à aller voir :

Labat & Sigissui 2009 : description de 3 nouvelles espèces de Rhinogrades, provenant de l'île Santo (Pacifique)
Stümpke, Harald 1961 : Bau und Leben der Rhinogradentia. 1. Auflage, 83 S., Stuttgart: Gustav Fischer Verlag, 1961 : la publication originale par le Dr. Harald Stümpke (université de Karlsruhe)
La convergence évolutive est présente partout ! JP Colin a lui aussi publié (sans que l'on ne se concerte) aujourd'hui un article sur ce groupe saisissant : Le Nasoperforateur de Bouffon

Article signé Micropangolin (auteur invitée)

Cela n'aura sans doute pas échappé à votre attention, ces rhinogrades sentent méchamment le truc-qui-n'existe-pas du premier avril ! Si notre hypothèse sur leur position systématique est complètement nouvelle, les rhinogrades eux-mêmes sont un vrai canular, célèbre dans l'histoire des sciences (et le livre de Stümpke, un faux nom, existe réellement et a même été traduit en français). L'exposition au MNHN aussi est réelle, n'hésitez pas à aller y jeter un coup d'oeil !

Les paléontologues sont des gens qui savent souvent faire preuve d'abnégation. Comme par exemple lorsqu'il s'agit d'étudier pendant des décennies des organismes dont on ne connaît ni la nature, ni l'apparence, ni le mode de vie… Prenez les conodontes, par exemple. Ces fossiles, qui ressemblent à des dents (d'où leur nom qui signifie "dents en cône") sont connus depuis le milieu du XIXème siècle. Ils sont minuscules (de l'ordre d'un millimètre), et donc difficiles à étudier. Pourtant, il existe de nombreux conodontologues à travers le monde. Pourquoi ? Eh bien figurez-vous que les conodontes sont d'excellents fossiles stratigraphiques. Cela signifie qu'on les trouve en grande quantité dans certaines roches, à savoir dans les sédiments marins de l'ère Primaire et du Trias.

Quatre types différents de conodontes sur une tête d'épingle (MEB). Source

Pour situer un peu, je rappellerai que l'ère Primaire (ou Paléozoïque) constitue la première portion (la plus longue) de la période où l'on connaît la plupart des fossiles (même si l'histoire de la vie a commencé bien avant le début de cette période, peu de fossiles aussi anciens qui permettraient de la raconter sont connus). Au début de l'ère Primaire, il y a 540 millions d'années, sont probablement apparus la plupart des grands groupes d'animaux actuels, comme les arthropodes, les mollusques ou encore les deutérostomiens ; cette période dite "explosion cambrienne" a été relatée par le grand paléontologue et vulgarisateur de l'évolution Stephen Jay Gould dans son ouvrage La Vie est Belle. Les premiers conodontes connus datent de la fin de cette époque cambrienne, et sont donc vieux de 500 millions d'années.

Un aperçu de la vie animale durant le Cambrien, il y a 500 millions d'années. Les étranges organismes représentés sur cette image constituent les premiers représentants connus de nombreux groupes du vivant. Ils sont connus principalement grâce à des fossiles du Canada et de Chine. Source et légende

Le Triasest la première période de l'ère Secondaire (ou Mésozoïque). Il a commencé il y a 250 millions d'années, s'est terminé il y a 200 millions d'années et a vu apparaître notamment les dinosaures, les mammifères, les crocodiles (du moins leurs proches parents éteints), les requins modernes, les coraux constructeurs de récifs modernes ou encore les diptères (mouches et moustiques)…

La fin du Trias a été marquée par une extinction massive de nombreux groupes d'êtres vivants (il y a eu quatre autres de ces "crises" majeures, dont la plus célèbre et la plus récente a eu lieu à la fin du Crétacé, il y a 65 millions d'années). On ne trouve pas de conodontes dans les terrains plus jeunes, on peut donc supposer que les organismes qui portaient ces conodontes n'ont pas survécu à cette extinction massive.

Pendant ces longs 250 millions d'années d'existence, les organismes qui les portaient ont laissé des fossiles de conodontes partout. Et pendant ce temps, ils ont évolué. Et vite. Assez vite pour que les spécialistes puissent déterminer, en fonction de la forme de conodonte qu'ils ont trouvé, à quelle époque l'animal correspondant vivait. En somme, les conodontes peuvent être utilisés comme "point de repère" temporel, à chaque période étant associé son (ou ses) forme(s) (on dit aussi "espèces", même si ce ne sont pas des espèces au sens biologique) de conodontes. C'est de là que provient le terme de "fossile stratigraphique" (la stratigraphieétant la discipline qui étudie la succession des couches géologiques à travers le temps). Et c'est cette application (parmi d'autres) qui rend les conodontes si utiles à la géologie - les compagnies pétrolières, par exemple, s'en sont beaucoup servi.

Mais voilà, tout ça ne nous dit pas ce que c'est un conodonte. Cette question a été posée dès leur découverte, et n'a pas encore trouvé de réponse définitive. Du fait de ce questionnement et de leur importance, la nature des conodontes fut longtemps l'un des plus grands mystères de la paléontologie. Menons donc l'enquête : que peuvent-ils bien être ?

Dès leur découverte dans les années 1850 par Christian Pander, une hypothèse a été proposée : les conodontes seraient des dents de "poissons". En effet, ces fossiles sont composés de cristaux de phosphate de calcium, un composé chimique qui n'est pas très répandu chez les êtres vivants. Il compose notamment l'os et les dents des vertébrés. Cela pose cependant deux problèmes : aucune dent de vertébré connue n'a l'apparence d'un conodonte, et aucun conodonte n'avait été trouvé associé à un organisme. Toutes les possibilités d'interprétation restaient donc ouvertes.

Ainsi, au fil des années, les conodontes ont été assimilés à des os qui soutiennent des branchies de vertébrés, à des mâchoires de "vers" ou de mollusques, à des spicules (sortes de petites épines dans la paroi du corps) d'épongesou encore d'algues… Presque tous les groupes d'animaux (et même en dehors) y sont passés !

Dès le début du XXème siècle, des conodontes de différentes formes ont été retrouvés associés entre eux. Ces "appareils conodontes" (voir image ci-dessous) ont relancé l'hypothèse "dents" ou "mâchoires" (car ils démontraient que les conodontes faisaient partie d'une structure plus large), mais toujours sans organisme entier pour la soutenir. Cet "animal conodonte" est un peu devenu un symbole de la paléontologie : un organisme dont on savait l'existence (puisqu'on connaissait les appareils conodontes), mais sans l'avoir jamais trouvé.

Un "appareil conodonte", c'est-à-dire un ensemble de conodontes de types (ou "espèces") différents que l'on retrouve connectés entre eux. Source : Palaeos

En 1973, on a pensé avoir trouvé l'animal conodonte : l'empreinte fossile d'un organisme allongé du Cambrien, qui possédait des conodontes dans son tube digestif ! Hélas, il fut démontré que cet animal avait plus vraisemblablement mangé celui qui portait les conodontes, d'où la présence de ces derniers dans son estomac. En effet, d'autres restes de divers animaux étaient mélangés aux conodontes, ceux-ci étaient en vrac et non pas arrangés de la même façon que dans les "appareils" qu'on avait déjà trouvé, et certains spécimens du même animal n'avaient pas de conodontes dans leur tube digestif. L'animal porteur de conodontes restait donc inconnu.

Il a fallu attendre…1983 pour que ce Saint-Graal soit découvert. Mais si vous imaginez que les paléontologues l'ont mis à jour dans une contrée lointaine, au terme d'une longue marche et au prix d'un dur labeur, vous serez déçus. L'animal conodonte a été découvert…au fond de la collection d'un musée !
C'est en fouillant dans des tiroirs remplis de plaques de roche provenant d'Ecosse, et vieilles du Carbonifère (entre 350 et 300 millions d'années) qu'Euan Clarkson a observé un étrange animal, allongé, portant à l'avant des conodontes. Bien caché dans son tiroir, à Edinbourg, il n'avait jamais vraiment été remarqué auparavant ! Clarkson publia sa découverte avec deux collègues, dans un article sobrement intitulé "The Conodont Animal" (voir image et reconstitution ci-dessous). Elle a été par la suite confirmée par la découverte d'autres spécimens similaires. Pouvions-nous donc (enfin) savoir qui étaient les porteurs de conodontes ? Pas si sûr…

L'animal conodonte du Carbonifère d'Ecosse (cliquez pour agrandir). A gauche : photo du spécimen fossile, tirée de la publication originale (Briggs et al. 1983, Lethaia). A droite : schéma interprétatif montrant les différentes structures visibles sur le spécimen, et leur(s) interprétation(s) possible(s).

Là se pose un problème souvent rencontré par les paléontologues. Ils n'ont pas toujours la possibilité d'identifier une structure qu'ils observent, n'ayant que rarement accès à des techniques disponibles sur des espèces actuelles (observation du développement embryonnaire, génétique, structure et composition des tissus…).

Ce qui est sûr, néanmoins, c'est que cet animal conodonte est allongé, symétrique, et n'a pas de membres latéraux. Il n'y a pas d'autres pièces squelettiques dures, à part les conodontes eux-mêmes. Ils sont disposés comme dans les "appareils conodontes" déjà connus, et leur position à l'avant du corps, juste derrière l'emplacement supposé de la bouche, est cohérente avec leur fonction présumée (des mâchoires, des dents ou un appareil portant les branchies) ; tout cela démontre selon les auteurs que les conodontes faisaient bien partie de l'animal (et n'avaient donc pas été ingérés). A l'arrière du corps on observe des sortes de "nageoires" supportées par des rayons. Juste devant les conodontes, probablement au niveau de la tête, deux larges expansions. Le long de l'axe du corps, il y a au moins une structure linéaire. Et des séries de blocs répétés le long du corps, qu'on devine en forme de V.

Problème : cette description peut correspondre à deux groupes d'animaux, très différents.

Le premier, ce sont les chordés. Cet animal conodonte ressemble en effet furieusement à un céphalochordé, une myxine ou une larve de lamproie. Les nageoires seraient alors de même nature que celles des vertébrés, les expansions à l'avant seraient des yeux (très développés), la ligne horizontale serait la chorde (un caractère qui définit les chordés) ou le tube digestif, et les blocs répétés seraient des blocs musculaires - ou myomères. Pour rappel, ces blocs musculaires sont propres aux chordés : on les trouve chez les céphalochordés et chez les vertébrés. On les voit bien dans les "filets", de saumon par exemple (voir ci-dessous). Pour plus d'informations sur les caractères des chordés et des vertébrés, vous pouvez aller voir nos articles ici et ici.

Des exemples de chordés. L'amphioxus Branchiostoma lanceolatum : notez les blocs musculaires en forme de V et la chorde (ligne plus claire le long du corps qui se prolonge à l'avant). En bas à droite : de la chair de saumon montrant les blocs musculaires (en rose) séparés par des myoseptes (en blanc). Sources : ici et ici

L'autre possibilité, ce sont les chétognathes. C'est un groupe mal connu de "vers" (terme qui ne veut rien dire, soit dit en passant : les "vers" en tant que groupe n'existent pas !) marins nageurs. Eux-mêmes, on ne sait pas les classer : les phylogénies basées sur l'ADN les rapprochent des protostomiens, qui incluent les mollusques, les arthropodes et les annélides, alors que leur développement embryonnaire est identique à celui des deutérostomiens, dont on a déjà parlé. On sait (par des fossiles très bien conservés venus de Chine) qu'ils existent au moins depuis le Cambrien.

Les chétognathes (voir ci-dessous) sont de forme allongée, transparents, ont des "nageoires" sur les côtés, un capuchon à l'avant (qui pourrait correspondre aux expansions de notre animal conodonte ?), la ligne longitudinale pourrait être le tube digestif… Restent les séries d'éléments en V, inexpliqués par cette hypothèse car les chétognathes ne sont pas segmentés.

En haut : vue générale du chétognathe Sagitta gazellae. Notez les "nageoires". En bas : zoom (MEB) sur la région de la tête d'un chétognathe. On distingue bien les "mâchoires" sur le côté, et le capuchon autour. La bouche est au milieu. Sources : ici et ici

Mais que faire des conodontes eux-mêmes ? Les chétognathes ont bien des sortes de "mâchoires" fines et recourbées (d'où leur nom, qui signifie "mâchoires en forme de cils"), qui font penser à certains conodontes (voir ci-dessus). Mais elles sont en chitine, un tissu non-minéralisé que l'on retrouve dans la carapace des insectes et autres arthropodes par exemple. A l'inverse, les conodontes sont en phosphate de calcium, un minéral que l'on retrouve, on l'a vu, chez les vertébrés, et notamment dans leurs dents !

Le mystère serait-il entièrement résolu ? C'est le cas pour beaucoup de spécialistes, qui pensent que ces caractères démontrent plutôt que les porteurs de conodontes sont bien des chordés, voire carrément des vertébrés sans mâchoires. C'est ce parti qui a été pris dans la jolie reconstitution ci-dessous :

Reconstitution d'un animal conodonte, interprété selon l'hypothèse qu'il s'agit d'un vertébré. Dessin de Livia Bascher.

Mais cela n'exclut pas quelques problèmes. On a vu que les structures pouvaient être interprétées différemment. Et ici, l'analyse phylogénétique des caractères n'est pas d'un grand recours, puisque le résultat dépendra de la façon dont les observations ont été interprétées, et donc codées dans l'analyse sous la forme de caractères. C'est l'anguille qui se mord la nageoire caudale !
Si l'animal conodonte est un vertébré, cela ne résout d'ailleurs pas tout. Les conodontes ressemblent à des dents, mais celles-ci sont en principe apparues chez les gnathostomes (ou un de leurs proches parents, selon des recherches récentes), un groupe défini par la possession de nombreux caractères que l'animal conodonte n'a pas : il lui manque les mâchoires, mais aussi la présence d'ossifications, et les nageoires paires ; caractères qui apparaissent chez des vertébrés non-gnathostomes sans mâchoires ni dents (pour mieux comprendre, vous pouvez vous référer à l'arbre phylogénétique en fin de mon article précédent). Il faudrait donc imaginer que l'animal conodonte a perdu tous ces caractères, ou (plus probable) que les conodontes et les dents soient apparus indépendamment, dans deux lignées différentes.

Sur la base de ces doutes, certains militent pour l'hypothèse que l'animal conodonte fasse partie d'un groupe à part au sein des chordés, voire carrément en dehors. Un point de vue que tous ne partagent pas, d'autant plus que pour avoir des financements de recherche, il vaut mieux dire qu'on étudie des vertébrés plutôt que des "vers" marins…

Malgré ces débats apparemment sans fin, les paléontologues ne se découragent pas. Avec toujours autant d'abnégation, ils continuent pour la plupart d'entre eux d'utiliser les conodontes pour dater les roches, comme si de rien n'était. Les autres essayent de reconstituer l'animal qui les portait, et de lui donner une place dans l'arbre métaphorique de l'évolution, en se disant que les mystères comme celui-là font tout le sel de leur métier…

Quelques références :

L'histoire du mystère des conodontes a aussi été racontée par l'incontournable Stephen Jay Gould dans un court essai. On peut le trouver dans le recueil Le Sourire du Flamant Rose. D'ailleurs même si ce n'est pas pour lire cet essai, je ne saurai que vous conseiller chaudement de lire un recueil (n'importe lequel) de Stephen Jay Gould ! Incontournable vous dis-je !

L'article de référence où l'animal conodonte a été décrit pour la première fois : D.E.G. Briggs, E.N.K. Clarkson, R.J. Aldridge, 1983. The conodont animal. Lethaia, vol. 16, fasc. 1, p. 1-14

Une page de l'University College de Londres (ici) et une autre tenue par un amateur (ici), avec des images montrant la diversité potentielle des conodontes, et des exemples d'applications.

Naldo

Lorsque l’on parle de plancton, la plupart des gens vont penser au krill, le met préféré des baleines. L’image qu'on en a est souvent est celle de petites crevettes microscopiques gigotant dans l’eau. Mais la définition du plancton est en fait différente. Les organismes planctoniques sont ceux qui sont incapables de nager à contre courant. Ce sont donc les organismes passifs par rapport aux mouvements de l’eau. A l’inverse, le neuston est l’ensemble des organismes capables de nager à contre courant par exemple nos chers faux amis les « poissons » ou les calmars. La première distinction connue est celle entre zooplancton et phytoplancton. Le zooplancton c’est le plancton animal et le phytoplancton c’est celui qui est capable de photosynthèse. Reste aussi le bactérioplancton constitué de bactéries et le virioplancton de virus. Bien que la plupart des organismes du zooplancton bougent, ils ne peuvent pas résister au courant (dès que celui-ci n’est plus négligeable)… Au sein du zooplancton on en croise deux sortes : le méroplancton et l’holoplancton. Dans l’eau on aime bien tout balancer partout (gamètes et bébés), beaucoup d’organismes ont donc d’étranges larves qui lorsqu’elles se métamorphoseront tomberont au fond et rejoindront le benthos (les organismes du fond). On parle de méroplancton. A l’inverse les animaux planctoniques qui restent toute leur vie dans la colonne d’eau (pelagos) sont appelés holoplanctoniques. C’est essentiellement de ça dont je vais vous parler, les larves, ce sera pour plus tard. Par ailleurs, je vais me concentrer sur le plancton marin plutôt que d’eau douce.

Une « crevette » du krill, le plus people des planctons. Source : pitit krill !

Et une représentation anthropomorphisée (on dirait des humains-crevette) du krill provenant de Happy Feet 2. Source : happy krill.

Les possibilités de formes que l’on trouve dans l’univers planctonnique semblent infinies, c’est là qu’on y trouve les animaux les plus ahurissants. Il semble qu’une des contraintes majeures soit de flotter et donc de trouver les formes les plus bizarres pour cela semble être un défi d’envergure… Que beaucoup relèveront avec brio !

Premièrement parlons du plancton le plus commun… Allez sur un bateau, prenez un filet adapté à la prise de plancton, filtrez et vous aurez très probablement trouvé deux protagonistes en grand nombre. Le plus commun de tous c’est Monsieur Plancton ! Oui celui de Bob l’éponge ! Et bien c’est un copépode ! De petits "crustacés" qui nagent avec deux longues antennes et avec un seul œil au milieu ! Tels de petits cyclopes. Les copépodes sont de loin, les organismes les plus communs du plancton. Si vous buvez la tasse il y a de fortes chances pour que vous en avaliez quelques-uns. Autant dire que leur importance dans toute la chaîne alimentaire des océans est primordiale.

Une représentation d’un copépode en furie. Source : Mr Plankton.

Parce que Bob l’éponge c’est rigolo mais graphiquement c’est limité, voici une des magnifiques planches d’Haeckel qui nous représente les copépodes d’une manière légèrement différente ! Source : planche d'Haeckel : copépodes.

Nos seconds amis sont les appendiculaires. Ils appartiennent au groupe des tuniciers dont j’ai déjà parlé ici : deutérostomiens et ici : complexité. Ces petits tuniciers ressemblent à des virgules. Ils filtrent les particules alimentaires de l’eau comme la plupart des tuniciers. Pour cela ils créent une loge en mucus (gélatineuse quoi) à l’allure très compliquée. Ils vont la changer jusqu’à 10 fois par jour (pas très économes !) très probablement pour se débarrasser des débris trop gros qui restent coincés dans la loge de mucus. Et ce qu’il y a d’important, c’est qu’ils vont participer à la « neige organique ». Cette loge de mucus contenant principalement des sucres va couler et servira de gourmandise aux organismes vivant profondément, là où la photosynthèse ne se fait plus… Quelle générosité ! Ils distribuent des sucreries à tout le fond des océans.

A gauche un appendiculaire en forme de virgule (source : appendirgule), à droite un appendiculaire avec sa loge en mucus. Arriverez-vous à y retrouver l’animal ? (source : appendimaison)

Avec ces deux exemples vous voyez comme quoi même si on ne paye pas de mine, on peut gouverner les océans… Mais nos deux compères sont relativement petits… Or rien dans la définition du plancton ne nous parle de la taille ! Et oui, dans le plancton on peut en trouver des maous costauds…

Dans le mille ! Les méduses sont du plancton ! Et si beaucoup ont effectivement une taille inférieure à 1cm usuellement attendue d’autres peuvent être gigantesques comme la problématique Nemopilema nomurai dont Taupo a parlé sur SSAFT.

Z’avez peur des méduses à la plage ? Evitez donc celle ci… Source : ça c'est de la méduse !

Un de mes amours de zoologiste c’est le groupe des cténaires, normal, je les ai étudiés lors de ma deuxième année de master. Si certains rappellent superficiellement les méduses (dont ils ne sont probablement pas particulièrement proches) d’autres ont des formes bien plus atypiques. Notamment la ceinture de vénus ou Cestum veneris, d’après moi le plus beau et le plus gracieux des cténaires (y’a pourtant de la compet’). Je ne vais pas m’y attarder parce que là aussi je pense que j’en reparlerai plus tard ! Cette forme de grand ruban peut atteindre jusqu’à 1,50m. Alors si vous me dites encore que le plancton c’est des petits animaux je deviens tout rouge !

Cténaires et méduses sont des prédateurs mais d’autres plus discrets et plus actifs sévissent dans le plancton. Parmi les plus communs se trouvent d’étranges animaux inconnus du grand public. Les chaetognathes (ou vers sagittaires car ils ont la forme élancée d’une flèche, Naldo les a évoqués ici : conodontes) ne sont connus quasiment que par les gens qui ont eu un jour ou l’autre des cours de niveau universitaire en zoologie… Et encore ! Ces terribles prédateurs chassent les copépodes (autant dire qu’ils ont de quoi manger), ils sont donc très important dans la régulation des populations de copépodes ! Aussi méconnus qu’importants... Quelle injustice ! Ces animaux transparents peuvent faire jusqu’à plus de 10cm. Et ils se servent de deux terribles mâchoires formées de crochets pour semer la terreur chez les copépodes… D’ailleurs « Chaetognatha » signifie « mâchoire soyeuse ». Le plus curieux avec ces vers sagittaires c’est leur position dans la classification des animaux. Rarement un animal aura été aussi réticent à se laisser classer ! Et Darwin lui-même (z’avez vu, on aime beaucoup parler de lui ici) a dit des chaetognathes qu’ils sont « remarquables pour l’obscurité […] de leurs affinités ».

Un chaetognathe en pleine orgie. Miam miam ! Source : chaetognathe heureux.

Un ver élancé et prédateur ! Tiens, il y a aussi le magnifique Tomopteris. C’est une annélide ou ver à anneaux ! Hmmm je pense que l’image parlera d’elle-même. Je vais me passer de commentaires pour cette fois !

Vous avez le droit de pleurer tellement c’est zouli. Et croyez-moi, à voir nager ça l’est encore plus ! Source : Tomopteris.

Mais attendez, si les formes jusque là sont déjà incroyables préparez-vous, là ça va envoyer du lourd.

Une de mes plus incroyables expériences zoologiques qui m’a fait adorer les mollusques encore plus est celle ci : j’effectuais un stage dans une collection zoologique où je devais ranger la collection de mollusques. Tout allait très bien, je découvrais des formes de coquilles géniales, j’étais content comme un ~~poisson~~ bigorneau dans l’eau ! Jusqu’au moment où je suis tombé sur un truc difforme ! Ça :

Un heuuu… enfin heuuu…. J’avais dit quoi déjà ? Ah oui, Pterotrachea. Remarquez sa forme de… heuuu de… enfin… de rien ! Source : mollusque mystère.

Alors là c’est une belle photo hein mais imaginez ça dans de l’alcool au fond d’un tiroir de collection… C’en était sûr : Les mollusques sont vraiment pleins de surprises. Vous détailler d’où lui vient cette forme étrange serait long et fastidieux et même moi, je ne la comprends pas très bien ! Sachez cependant que ces mollusques sont des gastéropodes : en gros ce sont des escargots très étranges (mollusques). Certains mollusques très proches de Pterotrachea ont encore une toute petite coquille conique… Voilà qui est rassurant !

Restons dans les formes bizarres et présentes sur nos côtes avant de plonger dans les abysses. Les siphonophores déjà traités par JP Colin (Les siphonophores sont les plus forts) sont des organismes coloniaux proches des méduses. A plusieurs on peut faire du bon travail et certains vont jusqu’à atteindre plusieurs dizaines de mètres ! Trop fort les siphonophores ! Et si quand on est seul on peut avoir des formes psychédéliques, quand on est plusieurs les possibilités sont multipliées ! Regardez donc ces étranges formes de cloches !

C'est vrai que les siphonophores sont très forts. Source : siphonoforts.

En parlant de colonies, d’autres aussi font du bon travail de groupe : les pyrosomes. Ces étranges colonies de tuniciers (encore eux ? Ben oui ce ne sont finalement pas que des sacs passifs), s’organisent en doigt de gant en une forme étrange et gracieuse. Chaque individu de la colonie avale l’eau par l’extérieur et la rejette dans une loge commune à l’intérieur du doigt de gant permettant alors la nage à réaction ! S’ils ne peuvent pas atteindre la vitesse d’un calmar au moins ils ont le mérite d’essayer !

Bon y’a du jeu dans les couleurs mais quand même, avouez que ça fait du bien aux mirettes ! Source : pyrosome.

Parce qu’il n’est pas facile de comprendre comment ça fonctionne, voici un schéma de pyrosome. Source : pyrosome en coupe.

Un pyrosome très géant et d’autres tuniciers planctoniques.

D’ailleurs dans cette vidéo vous voyez deux autres sortes de tuniciers planctoniques : des dolioles qui sont simplement des sacs qui nagent à réaction et les salpes, des colonies linéaires de tuniciers que l’ont voit à la fin de la vidéo… Oh et donc sachant que je suis un amoureux des cténaires, je ne peux pas m’empêcher de partager cette photo d’une Lampea (un cténaire amateur de salpe) se faisant un festin… Bataille de plancton !

Ça me donne presque faim... Source : Lampea gourmande.

Les siphonophores et beaucoup de cténaires se trouvent entre autre justement dans les abysses. Et qui va t’on y croiser ? Notre cher ami le Chaetopterus pugaporcinus ou ver cul de cochon, notre fameux gagnant du concours de l’animal le plus obscène. On ne se privera pas d’une image supplémentaire de cette autre étrange annélide (bande de cochons)…

Bon, la photo parle d’elle-même… Source : notre grand gagnant.

Dans le genre « moi j’suis un animal que personne il m’attend à me voir flotter mais j’m’en fout j’le fais quand même » on a certains concombres de mer ! Et oui, nos deuxièmes sur le podium des animaux obscènes laissent parfois de côté leur forme phallique et se laissent aller à la flottaison… Tout en n’oubliant pas de garder de drôles de formes comme ce mystérieux concombre de mer :

Oui oui c’est un concombre de mer ! Source : l'étrange concombre...

Mais il y a aussi le drôle Enypniastes eximia qui est aussi un concombre de mer :

Voilà, pour finir une chouette vidéo où l'on retrouve quelques-uns de nos protagonistes :

Et une autre vidéo avec des images sublimes et bien contée en plus !

Ce petit tour du plancton était un prétexte pour vous montrer encore une fois que la diversité au sein des animaux est hallucinante et que malheureusement beaucoup de magnifiques formes qui pourtant ont une importance primordiale dans les écosystèmes marins sont pourtant quasiment inconnues du grand public…

Pour aller plus loin, n'hésitez pas à cliquer sur les liens dans l'article ou à aller sur wikipédia ;)

Une fois n’est pas coutume, partons de science fiction pour aborder l’évolution. Comment expliquer de façon ludique le principe de la spéciation dite allopatrique ? Je vais prendre un cas très intriguant, connu sous le nom d’évolution insulaire. Un phénomène qui est à l’origine du nanisme et du gigantisme de certaines créatures des îles…

Vous avez sans doute déjà vu ces images. Une troupe d’américains débarque sur une île du nom lugubre de Skull Island (l’île du crâne), où une créature y est vénérée comme un dieu. Une créature qui a toute l’apparence d’un gorille… hormis la taille ! Et pour cause, il est littéralement géant. Alors que tout un chacun est subjugué par le film, les scientifiques dans l’âme ne pourront s’empêcher de se poser la question fatidique : mais comment est-ce possible ? Est-ce crédible ? Comment un gorille géant peut-il exister ?

King Kong en version 1933 et 2005

Evidemment, le roi Kong appartient à la science-fiction, et je doute fort qu’un jour il soit découvert un singe de sa taille. Néanmoins, s’il devait y avoir une explication plausible à la présence de Kong sur cette île (une explication qui ne ferait intervenir ni gorille mutant, ni expériences de clonage ayant mal tourné et encore moins des petits hommes verts), elle pourrait se formuler en deux mots : spéciation allopatrique (du grec « allo » = différent, et « patrida » = patrie). Le principe est tout simple. Deux populations (ou groupes d’individus) d’une espèce sont séparées géographiquement, et ne peuvent donc plus se reproduire entre elles. Chacune de ces deux populations va donc évoluer en prenant des chemins différents, si bien qu’au final, ces deux populations vont former deux espèces différentes. Les îles se prêtent particulièrement bien au principe de cette spéciation. D’ailleurs ce n’est pas pour rien qu’un des exemples les plus connus de Darwin, les pinsons, provienne d’une spéciation insulaire. Mais revenons à King Kong. Comment diantre expliquer son existence ?

Localisation supposée de Skull Island (source)

Il y a plusieurs scénarios possibles, mais prenons le plus simple. Au départ, aucun singe géant sur aucune île. Mais une population de gorilles de taille tout à fait banale, et habitant encore plus banalement en Afrique, comme nos gorilles actuels. Cette population peut d’ailleurs ressembler fortement à nos gorilles actuels, même si elle est un peu plus vieille. Ce sont en fait leurs ancêtres. Et puis quelque part, plus à l’Est et à peu près à la même latitude, se trouve une île. Nos gorilles et l’île (Skull Island vous l’aurez deviné), sont séparés par un océan. Cet obstacle est infranchissable, sauf selon une probabilité tout juste suffisante à ce que quelques gorilles, un jour, le franchissent. Il peut s’agir par exemple de gorilles importés par les humains de l’île lors de leur arrivée par bateau. Toujours est-il qu’un jour, quelques gorilles d’Afrique sont parvenus sur cette île. Et qu’ont-ils fait alors ? Et bien comme tout le monde, en tentant de survivre, ils se sont adaptés aux conditions locales. Et leur taille a augmentée, au fil des générations. Il se peut que cela soit dû à une nourriture plus abondante, à des conditions météorologiques ou des pressions de prédation différentes… Et c’est ainsi qui naquit King Kong ! (d’ailleurs, si Kong semble le seul singe géant de l’île dans la dernière version cinématographique, sachez que le reste de la population est caché, puisqu’un film sorti en 1933 relate des aventures du fils de Kong !). Il est à noter que la petite taille de la population d’origine (une poignée d’individus) augmente la chance d’obtenir rapidement des changements assez impressionnants, même si ces changements ne sont pas adaptatifs, c'est-à-dire qu’ils n’augmentent pas forcement les chances de survie ou de reproduction des individus. Par exemple, s’il se trouve qu’un des individus qui arrivent sur l’île porte une mutation bizarre (concernant sa taille ou quoique ce soit d’autre), il risque de la répandre même si elle n’apporte aucun intérêt, tout simplement puisque cet individu sera à la racine de la nouvelle population qui va envahir l’île. On parle de goulot d’étranglement.

Les exemples de gigantisme ou de nanisme passionnent tant ils sont impressionnants. Je pourrais également vous citer les aventures de Gulliver et sa rencontre avec les Lilliputiens (des hommes minuscules), ou encore de leurs homologues géants et moins connus les Brobdingnagiens. Et puis les réalisateurs s’en donnent à cœur-joie pour créer des insectes gigantissimes ou des éléphants minuscules, comme dans la récente adaptation cinématographique du célèbre roman « L’île mystérieuse », de Jules Verne. Mais peut être que des exemples réels seraient plus parlants.

Les disproportions du film « Voyage au centre de la terre 2» s’expliquent par l’évolution insulaire. Celle-là même qui a pu faire diminuer les Lilliputiens.

Et bien sachez que les éléphants de taille miniature ont bel et bien existé ! Ils peuplaient certaines îles méditerranéennes durant le Pléistocène et n’atteignaient pas un mètre de haut. Du côté des hommes aussi la fiction rejoint la réalité. L’homme de Florès, Homo floresiensis, habitant d’une île indonésienne il y a quelques dizaines de milliers d’années, mesurait également aux alentours d’un mètre de hauteur. Si les îles sont des paradis de spéciation allopatrique, il convient également de prendre le terme d’île dans un sens plus large, c'est-à-dire tout environnement favorable à une espèce et séparé des autres environnements favorables par une barrière quelconque. Par exemple, pour une plante vivant exclusivement en altitude, chaque montagne est une île et chaque vallée joue le rôle d’un océan. Si l’on en revient aux hommes, le principe de nanisme insulaire peut alors expliquer la petite taille des populations pygmées, même si la spéciation (différenciation en deux espèces distinctes) ne s’est pas encore produite. Aucune île, mais un espace de vie séparé des autres hommes a permis cette évolution différente.

Reconstitution de l’éléphant nain de Sicile Elephas falconeri. Chaque île méditerranéenne abritait une espèce d’éléphant nain différente (source)

Reconstitution de deux cerfs nains du Pléistocène : Megaceros cretensis (à gauche), de l’île de Crête et Megaceros algarensis (au milieu) de Sardaigne, comparé à leur ancêtre continental présumé Megaceros verticornis (Benton et al. 2010)

Du côté des géants, nous pouvons trouver par exemple le rat de l’île Tenerife (qui fait partie des îles Canaries), éteint lui aussi, et qui devait atteindre un kilo. Ou tout simplement des tortues géantes qui peuplent plusieurs îles.

Enfin pour finir, sachez que la spéciation allopatrique est un phénomène très important dans la création de nouvelles espèces, mais que d’autres types de spéciation existent. Peut-être que l’exemple de Godzilla servira à les expliquer dans un prochain article !

Bibliographie

Benton, M. J., Csiki, Z., Grigorescu, D., Redelstorff, R., Sander, P. M., Stein, K., & Weishampel, D. B. 2010. Dinosaurs and the island rule : The dwarfed dinosaurs from Haţeg Island. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 293, 438-454.

Poulakakis, N., Mylonas, M., Lymberakis, P. & Fassoulas, C. 2002. Origin and taxonomy of the fossil elephants of the island of Crete (Greece): problems and perspectives. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 186, 163-183.

Van Heteren, A. H. 2012. The hominins of Flores: Insular adaptations of the lower body. Comptes Rendus Palevol, 11, 169-179.

Sophie

Salut à toi, chère lectrice, cher lecteur. Tu l’as certainement remarqué si tu regarde au moins une fois par jour par la fenêtre, c’est le printemps ! Et si tu as bien regardé, les plantes s’en donnent à cœur joie ! C’est à qui sortira la première la tête du sol et fleurira en premier pour attirer les insectes… Mais pas seulement les insectes ! Car dès que le printemps est là, les botanistes sont de sortie !

Aujourd’hui, donc, je m’en vais te présenter un grand groupe de plantes à fleurs : les Monocotylédones. Quoi qu’est-ce ? me diras-tu. Eh bien, sous ce nom un tantinet barbare se cachent de nombreuses plantes, dont voici un aperçu :

Un exemple de la diversité florale des Monocotylédones : Sabot de Vénus,Fleur de Bananier,Oiseau de Paradis, Perce Neige,Tradescantia,Tulipe

Ah, tout de suite, avec une image, c’est plus simple, on a une idée plus claire. Maintenant, laisse moi t’éclairer sur ce que sont vraiment les Monocotylédones… même si, tu t’en rendras bien vite compte, tu en connais plus que tu ne le pense sur ces plantes au nom étrange.

Voici comment je compte présenter ce groupe : cet article va certainement paraître un peu « catalogue », mais la diversité est grande dans ce groupe et je vais avoir du mal à faire un tri dans tout ce qui compose ce grand ensemble. Si vous souhaitez, vous pouvez donc parcourir l’article en fonction des illustrations qui le jalonnent et vous arrêter où vous souhaitez, pour lire un paragraphe sur un groupe en particulier (ils seront reconnaissables à la typographie particulière) ou bien tout lire dans son ensemble, paragraphe après paragraphe. Comme vous le sentez ! Dans l’ensemble, j’ai pris des exemples que vous connaissez tous mais pas forcément en détail.

Plan :
Les Monocotylédones (où sont ils situés dans l'évolution des plantes à fleurs ?)
Les Alismatales (ça existe ça ?)
Les Pandanales (un jeu de mot mal placé ?)
Les Liliales (un ordre royal !)
Les Asparagales (elles sont belles mes asperges, on en profite !)
Les Commelinids (où nains et géants se côtoient...)

Les Monocotylédones (où sont ils situés dans l'évolution des plantes à fleurs ?)

Les Monocotylédones sont un groupe de plantes situé au sein des Angiospermes : il s’agit d’un clade, encore appelé groupe monophylétique (pour ceux qui auraient oublié, cela correspond à un ensemble d’êtres vivants qui regroupe un ancêtre et tous ses descendants).

Un arbre des Angiospermes simplifié (voir aussi cet article sur ce même blog)

Parmi les Amborellales, on ne trouve qu’Amborella trichopoda ; parmi les Nymphaeales, on trouve toutes les espèces proches de Nymphaea alba que l’on connaît aussi sous le nom de Nénuphar. Les Autrosbaileyales sont un ordre qui ne contient qu’une famille (les Austrobaileyaceae) qui ne contient elle-même qu’un genre et qu’une espèce : Austrobaileya scandens. Les Magnollids quant à eux regroupent plus de plantes, entre autre les espèces du genre Magnolia (comme ici, Magnolia grandiflora ) ou encore les espèces de l’ordre de Piperales, qui regroupent les différents poivres consommés dans nos assiettes. Nous avons également les Monocots, appelés Monocotylédones en français – nous en reparlerons plus tard – et les Eudicots, appelés Eudicotylédones en français, qui sont un groupe très largement représenté à la surface de la Terre ; vous avez ici un exemple d’Eudicots : Bellis perennis appelée aussi Pâquerette.

Mais revenons à nos Monocotylédones. D’après l’arbre ci-dessus, il ne s’agit que d’un groupe de plantes à fleurs parmi tant d’autres… et pourtant, je vais vous montrer plus en détail qu’il s’agit d’un groupe extrêmement diversifié, dans lequel les phyllum sont nombreux et possèdent chacun leurs spécificités.

Arbre phylogénétique des Monocotylédones, d'après Chase et. al 2009

D’après l’arbre ci-dessus, les Monocotylédones présentent un grand nombre d’ordres : je vais faire de mon mieux pour vous présenter, par la suite, ceux qui me semblent les plus intéressants.

Nous avons donc vu que les Monocotylédones étaient un clade à part entière, inclus dans le grand arbre des plantes à fleurs. Maintenant, je vais te présenter quelques caractères propres (=synapomorphies) aux Monocotylédones.

Avant toute chose, je vais utiliser des termes morpho-anatomiques décrit précédemment dans cet article.

De manière générale, les Monocotylédones possèdent des fleurs trimères, c'est-à-dire que le nombre de pièces florales au sein d’un verticille (rappelons que l’on trouve la plupart du temps 4 verticilles au sein d’une fleur : les sépales, les pétales, les étamines, le pistil) est un multiple de 3 ; par exemple, prenons la Tulipe :

Une tulipe (vue générale,vue rapprochée)

On y trouve 6 tépales (équivalent des sépales et pétales non différenciables entre eux), 6 étamines et 3 carpelles constituant le pistil. Nous avons bien ici des multiples de 3 uniquement. Je vous ai peut être un peu perdu… voilà de quoi bien fixer les idées :

Schéma d'une coupe de fleur de Monocotylédone "typique"

Mais attention, la présence d’une fleur trimère n’en fait pas une synapomorphie ; en effet, les chercheurs se sont aperçu que ce caractère souvent retrouvé chez les Monocotylédones était en réalité un caractère ancestral : il s’agit donc ici d’une symplésiomorphie, c'est-à-dire d’un caractère ancestral partagé par l’ensemble des Monocotylédones. (d’après Simpson, 2010) Par exemple, Amborella trichopoda, précédemment citée dans le premier arbre phylogénétique dans cet article, peut tout à fait posséder 6 tépales… et pourtant, ce n’est pas une Monocotylédone ! Cette trimérie est donc bien une symplésiomorphie.

Une des synapomorphies (cette fois ci, c’en est vraiment une !) de ce groupe est la présence d’un seul cotylédon (d’où le nom : « mono » – un– « cotylédone » – cotylédon). Rappelons que les cotylédons sont les premières feuilles à sortir de la graine lors de la germination. Ce sont aussi des organes de réserves nutritives disponibles pour l’embryon présent dans la graine (chez certaines espèces uniquement).

Les Monocotylédones possèdent également des feuilles à nervures dites parallèles (voir photo suivante) : ce caractère est une autre synapomorphie du groupe.

A gauche, une feuille avec des nervures en réseau,à droite, une feuille avec les nervures parallèles

Parmi d’autres synapomorphies intéressantes, citons également l’absence de croissance secondaire chez tous les Monocotylédones : ces plantes ne fabriquent pas de bois et n’ont pas d’accroissement en largeur (mais seulement en hauteur). Je discuterai de ce point plus tard. Ajoutons à cela que les vaisseaux conducteurs des sèves des Monocotylédones ont une disposition particulière : on parle d’atactostèle par opposition à la disposition que l’on trouve chez d’autres plantes que les Monocotylédones, telles que les Eudicotylédones :

A gauche, une actatostèle (typique des Monocotylédones), à droite, une stèle typique des Eudicotylédones

A présent, je vais présenter quelques familles emblématiques des Monocotylédones ; tu verras qu’en fin de compte, tu les connais bien, ces plantes là !

Les Alismatales (ça existe ça ?)

Parmi les Alismatales (voir arbre phylogénétique plus haut) se trouve la famille des Araceae. Kesako ? me direz vous. Eh bien, dans cette famille, on trouve bon nombre de plantes bien connues présentes dans toutes nos jardineries ! Entre autre, les Phylodendrons, qui sont des lianes tropicales, mais on en trouve aussi sous nos latitudes, comme par exemple l’Arum Tacheté Arum maculatum… ou encore les Lentilles d’eau ! Si si parfaitement !

Les plantes de cette famille possèdent une synapomorphie facilement identifiable (sauf chez les Lentilles d’eau) : il s’agit de l’inflorescence, très particulière, composée d’un spadice entouré d’une spathe. Mais encore ? me diras tu… de quoi s’agit il ? Avec un dessin, c’est toujours mieux.

Dessin de l'inflorescence d'un Arum

Chez l’Arum Tacheté, largement réparti en milieu tempéré, la pollinisation est assez peu conventionnelle : la présence d’une spathe et d’un spadice permet un fonctionnement très spécial. En effet, cette plante est pollinisée par de petits moucherons. Elle attire ces insectes en produisant, au niveau de l’inflorescence, une odeur de charogne en décomposition ; elle produit aussi de la chaleur, ce qui renforce l’impression, pour l’insecte, qu’il s’agit d’un animal mort à consommer (Bournérias & Bock, 2006). L’insecte entre dans la spathe, descend au fond de l’inflorescence en espérant trouver à manger. Au passage, il se frotte aux étamines et récupère involontairement du pollen sur son corps. Une fois arrivé au fond de l’inflorescence, il ne peut plus remonter car il est bloqué par des fibres rigides… Est la fin ? me direz vous. Mais pas du tout ! Il faut attendre quelques temps que l’inflorescence arrive à maturité : à ce moment, les fibres se ramollissent, ce qui permet un passage de l’insecte, qui s’envole vers d’autres ~~cieux~~ fleurs d’Arum, qui elles ne sont pas encore matures et produisent une odeur de charogne. Les moucherons rentrent alors dans cette nouvelle inflorescence, chargés de pollen ; ils se dirigent une nouvelle fois vers le fond et… au passage déposent du pollen sur les stigmates, situés au fond de l’inflorescence ! Il y a donc eu un transport de pollen d’une plante à une autre, ce qui permettra une fécondation croisée et réduira le risque de « consanguinité » chez ces plantes.

A gauche, une feuille d'Arum maculatum, au centre une inflorescence d'Arum maculatum, à droite une coupe dans la spathe d'Arum maculatum, permettant de voir les moucherons piégés dans l'inflorescence

Un autre caractère particulier de cette famille est que, contrairement à ce que j’ai dit au début, les feuilles de certaines espèces présentent une nervation qui n’est pas parallèle mais réticulée (c'est-à-dire en réseau) : il ne faut donc pas se fier aux apparences premières et bien étudier tous les caractères d’une plante avant de proposer une identification correcte ! par exemple en regardant plus précisément l’organisation interne de la tige (actatostèle ou non, voir plus haut) ; c’est grâce à ce genre de caractères que l’on peut savoir dans quel groupe se situe la plante étudiée.

Les Pandanales (un jeu de mot mal placé ?)

Parlons à présent d’un autre ordre (voir arbre phylogénétique plus haut) : les Pandanales. Et en particulier, une famille de plante qui se trouve dans cet ordre, les Pandanaceae. Cette famille contient le genre Pandanus, qui est économiquement un genre très important dans les îles du Pacifique. En effet, ces plantes sont utilisées dans la construction d’habitations, mais aussi en tant que nourriture (les fruits sont consommés).

Une particularité des plantes de ce genre est qu’elles possèdent une croissance sympodiale. Mais encore, me direz-vous ? Eh bien c’est le contraire de la croissance monopodiale. Oui, bon, ça ne nous aide pas non plus…

Schéma d'une plante à croissance monopodiale (en haut) et d'une plante à croissance sympodiale (en bas). Les ronds noirs sont les bourgeons qui ont une croissance limitée dans le temps.

Dans le cas d’une croissance monopodiale, l’ensemble de la plante est initié, fabriqué, par un seul et même bourgeon terminal, appelé méristème apical caulinaire. C’est le même bourgeon tout au long de la vie de la plante. C’est comme ça que se construit une très grande majorité de Monocotylédones. Mais dans le cas des Pandanus, la croissance est sympodiale, c'est-à-dire que la plante est d’abord initiée par un méristème apical caulinaire - appelé aussi bourgeon terminal- qui fini par mourir. La croissance est alors reprise par des méristèmes axillaires - des bourgeons situés à l’aisselle des feuilles, qui ne se développent que lorsque le bourgeon terminal meurt - qui se succèdent dans le temps car ils cessent de fonctionner au bout d’un moment. La conséquence de ce type de croissance est un port avec beaucoup de ramifications (généralement dichotomiques, c'est-à-dire ramifiées en forme de Y).

Les Liliales (un ordre royal !)

Nous avons vu une particularité des Pandanales – à savoir la croissance dichotomique – et maintenant, nous allons nous concentrer sur un autre ordre, celui des Liliales. Suite à la dernière classification APG III (oui souvenez vous, c’est le nouveau système de classification des plantes à fleurs, qui prend en compte les relations évolutives entre les différentes familles de plantes ; voir aussi cet article ), le groupe des Liliales, qui regroupait auparavant de nombreuses familles de Monocotylédones, a explosé, c'est-à-dire que les familles auparavant « rangées » dans le groupe des Liliales se sont retrouvées « rangées » dans d’autres groupes. Depuis, il ne reste que 10 familles présentes dans ce groupe. Je vais ici présenter la famille des Liliaceae que beaucoup d’entre vous connaissent, j’en suis sûr. En effet, dans cette famille se trouvent toutes les plantes du genre Lilium c'est-à-dire… le Lys, symbole des royautés ! mais aussi d’autres plantes telles que les Tulipes (dont nous avons déjà parlé plus haut).

En voilà une belle fleur de Lys !

Ces plantes possèdent des fleurs typiques de Monocotylédones : 6 tépales (sur deux rangées), 6 étamines (sur 2 rangées également) et un gynécée composé de 3 carpelles soudés supères. C'est-à-dire que la partie femelle de la fleur est constituée de 3 carpelles (là où sont enfermés les ovules) qui sont soudés entre eux, et situés au dessus de l’insertion des tépales sur le pédoncule. Comme vous le voyez, la trimérie (c'est-à-dire une fleur en base 3) est évidente.

Les Asparagales (elles sont belles mes asperges, on en profite !)

A présent, je vais vous parler des Asparagales. Tiens c’est bizarre, ce nom me rappelle celui des Asperges… C’est bien normal ! Les Asperges se situent dans la famille des Asparagaceae, elle-même dans l’ordre des Asparagales. Mais d’autres plantes se situent dans cet ordre ; je suis sûr que vous en connaissez un grand nombre. Voyez par vous-même…

Une Orchidaceae, une Iridaceae, une Alliaceae

Je suis certain que vous connaissez les Orchidées… ou encore appelées Orchidaceae. Sachez qu’il s’agit d’une des familles de plantes où l’on retrouve le plus d’espèces. Environ 27000, d’après ce site , réparties dans 925 genres. Mais le plus impressionnant, c’est que les fleurs de ces plantes sont toutes ou presque construites sur le même plan d’organisation. En effet, lorsqu’on voit une fleur d’Orchidée, on sait immédiatement que c’en est une. Pourquoi ? Eh bien tout d’abord, elle présente une symétrie bilatérale, c'est-à-dire qu’elle n’a qu’un seul plan de symétrie. On appelle ça une fleur zygomorphe.

Un Geranium (Geraniaceae) possède une symétrie radiale, appelée aussi actinomorphie, tandis qu'un Paphiopediulm (Orchidaceae) possède une symétrie bilatérale, appelée aussi zygomorphie.

Ensuite, elle possède bien 6 tépales… dont un est transformé ! Il s’appelle le labelle et sert en quelque sorte de « piste d’atterrissage » pour les insectes qui viennent polliniser la fleur. Si les 5 autres tépales se ressemblent tous un peu entre eux, le labelle quant à lui peut prendre des formes, des tailles et des couleurs extrêmement variées. Voyez par exemple ces deux Orchidées et leurs labelles si différents !

A gauche, Ophrys Abeille,à droite, Orchidée Vampire. Il s'agit de la même famille, et pourtant la morphologie est très différente...

Bon, je ne vais pas m’étendre sur le sujet plus longtemps, je pourrais y passer des heures… Peut être cette thématique fera t elle l’objet d’un prochain article plus détaillé sur cette grande famille, qui sait ?

Parmi les Asparagales, on trouve également les Iridaceae. Cette famille est représentée dans nos jardins par un grand nombre d’hybrides mais on peut aussi trouver d’autres espèces sauvages, tel que l’Iris des Marais Iris pseudoacorus.

Une fleur d'Iris pseudoacorus, avec en arrière plan à gauche les feuilles correspondantes

Une des particularités de ces fleurs, c’est la présence d’un style pétaloïde : le style (la structure qui porte le stigmate, là où se dépose le pollen) a la forme d’un pétale, d’où le nom. Là encore, on remarque que la fleur est typique d’une Monocotylédone (en base 3). De plus, la croissance de ces plantes s’effectue à l’aide d’un rhizome, c'est-à-dire une tige à croissance agéotropique (plus simplement, à croissance horizontale)… Eh oui, un rhizome est bien une tige, et non pas une racine, comme on le pense souvent. Il suffit pour cela de faire une étude de l’anatomie interne et on s’en rend compte immédiatement (mais je ne vais pas le faire ici, c’est trop long). Les feuilles sont également facilement reconnaissables : elles ont une forme effilée avec un bout pointu, typique des Iridaceae.

Au sein des Arsparagales, on trouve aussi la famille des Alliaceae. Elle regroupe toutes les plantes du genre Allium, c'est-à-dire les Aulx (ou Ail au pluriel !) qui sont beaucoup utilisés dans la cuisine européenne. Entre autre, le Poireau, dont le nom scientifique est Allium porrum ! ou bien encore l’Oignon Allium cepa.

Allium cepa, inflorescence et bulbe

En règle générale, la tige des plantes de cette famille est très réduite. Elle est tellement condensée qu’elle n’est pas visible ! Mais alors, comment la plante fait elle pour grandir si elle n’a pas de tige ? Petite explication : comme vous le savez certainement, les plantes à fleurs sont toutes construites sur le même modèle, à savoir que l’élément morphologique de base est le phytomère (voir schéma suivant) autrement dit un ensemble formé par un nœud, où se situent la feuille, la bractée (qui est une sorte de petite feuille) et le bourgeon, et un entre nœud, qui correspond à la tige.

Schéma d'un phytomère, donnée originale

Chez l’Oignon, par exemple, ce qu’on appelle le bulbe, c’est en réalité l’ensemble formé par une tige souterraine condensée et des feuilles non photosynthétiques gorgées de réserves, très charnues : les entre nœud (=la tige) sont tellement raccourcis que les nœuds s’empilent les uns sur les autres !

Photo d'une coupe longitudinale d'Oignon. 1 : écailles charnues, ou feuilles de réserve ; 2 : bourgeon ; 3 : écailles sèches ; 4 : plateau = tige réduite ; 5 : racines adventives ; 6 : restes des feuilles de l'année précédente

Lorsqu’on ouvre un oignon et qu’on le découpe pour l’utiliser en cuisine, ce qu’on met dans la poêle, ce sont en réalité des feuilles charnues, non photosynthétiques, qui servent à stocker des réserves pour le fonctionnement de la plante.

Les Commelinids (où nains et géants se côtoient...)

A présent, passons à un autre groupe de plantes : les Commelinids. Vous connaissez très bien certaines plantes de ce clade… si si je vous assure ! Vous allez voir ça tout de suite.

Dans ce groupe se trouve les Arecales, un ordre comportant une famille unique, celle des Arecaceae… encore appelée famille des Palmiers ! Ah, tout de suite, on voit à quoi ça correspond. Sachez en tout cas qu’une des synapomorphies de cette famille est la présence d’une structure appelée stipe, qui permet dans la majeure partie des cas un port arborescent. Attention cependant, bien que les Palmiers puissent atteindre jusqu’à 30 m de haut, ils de produisent pas de bois ! Comment ça, pas de bois ? Mais oui ! En effet, le bois est un tissu végétal issu de la croissance secondaire (autrement dit, une croissance en épaisseur, initiée par un tissus spécifique appelé le cambium, et qui donne des structures concentriques : les cernes)… et chez les Monocotylédones, il n’y a pas de croissance secondaire ! Pour en être certain, comparons une coupe de tronc d’arbre et de stipe de palmier :

A gauche, un schéma d'une coupe transversale de stipe de Palmier, à droite, un schéma d'une coupe transversale d'un tronc de Dicotylédone. Voir aussi ici et là.

Comme on peut le voir chez le Palmier, les faisceaux conducteurs de sève sont répartis dans la « chair » centrale de la plante tandis que dans le tronc d’un arbre, le bois est constitué de successions de vaisseaux conducteurs, mis en place année après année (au passage, c’est ce phénomène d’accumulation qui engendre la formation des cernes du bois… qui permettent de donner l’âge d’un arbre !).

D’autres plantes bien connues du grand public se trouve au sein des Commelinids, comme par exemple celles situées dans l’ordre des Zingiberales, dans la famille des Musaceae… qui est la famille de la banane ! Là encore, bien que les bananiers se développent en plantes de plusieurs mètres de hauteur, ils ne fabriquent pas de bois… ni de stipe ! Comme une grande majorité des Monocotylédones, ces plantes sont constituées d’éléments successifs emboités les uns dans les autres ; seulement ici, les gaines des feuilles sont persistantes et permettent l’élaboration d’un « tronc » qui contribue à porter en hauteur les nombreuses feuilles. Attention, ce n’est pas un vrai tronc, car il n’y a ni croissance secondaire, ni tissus ligneux (=tissus comportant une molécule appelée lignine, responsable de la rigidité du bois) ! J’utilise ce terme uniquement pour vous donner un point de comparaison.

Ce sont des plantes dites hapaxantiques, c'est-à-dire qui meurent après avoir effectué leur seule et unique floraison, qui peut avoir lieu plusieurs années après la germination de la plante. Après floraison, elles produisent des fruits bien connus dont j’ai déjà parlé plus tôt : il s’agit des bananes. Mais… c’est bizarre ça, quand on mange une banane, on ne trouve pas de graines ! Comment cela est il possible ? Eh bien, les bananes que l’on trouve dans nos supermarchés sont produites par des arbres sélectionnés exprès : ils possèdent un génome triploïde et n’engendrent que des fruits sans graines ! Mais à l’état sauvage, les bananes possèdent bien des graines !

En haut, une coupe dans une banane sauvage... on distingue toutes les graines ! à droite, une coupe dans une banane cultivée, sans graines

Notre promenade parmi les Monocotylédones va bientôt se terminer. Mais j’ai gardé le meilleur pour la fin ! Je vais à présent vous dévoiler l’existence d’une famille très commune, mais qui se retrouve dans toutes les parties du globe il s’agit de la famille des Poaceae (située dans l’ordre des Poales) anciennement appelée famille des Gramineae. Elle comporte environ 668 genres et 9500 espèces ! Elles doivent leur capacité de colonisation de tous les milieux en particulier à leur système de multiplication végétative sous forme de rhizomes ou de stolons ; elles restent ainsi facilement ancrées dans le sol et supportent le piétinement, l’arrachage ou l’herbivorie car elles peuvent malgré toutes ces contraintes reformer leur appareil végétatif aérien (=toute la partie aérienne dévouée à la photosynthèse et non à la production de fleurs et de graines) lorsque la perturbation est passée. Vous voyez de qui je veux parler ? Non ? De l’herbe en général. Eh oui, ce que l’on nomme « le gazon », « les mauvaises herbes », « le chiendent », « le foin » et encore plein d’autres… ce sont des Poaceae !

A gauche, Arrhenatherum elatius, une Poaceae très commune des bords de chemin, à droite, Elytrigia sp.

Les Poaceae produisent des fleurs très modifiées, dont le périanthe (c'est-à-dire l’ensemble formé par les sépales et les pétales) est très différent de tout ce qu’on a pu voir jusqu’à maintenant. Avec un schéma, c’est plus simple.

Schéma d'une fleur de Poaceae typique. Comme on peut le voir, le périanthe est extrêmement réduit alors que les pièces fertiles (androcée et gynécée) sont hyper développées.

Ici, les fleurs sont regroupées en inflorescences appelées épillets… eux même généralement regroupés en épis. Ainsi, la plante peut produire un nombre de graines très importantes dans un petit espace. Mais pourquoi faire des fleurs si petites ? Pourquoi avoir un périanthe si réduit et si pauvre en couleur, me direz vous ? En réalité, si les fleurs sont si petites, c’est certainement parce qu’elles sont pollinisées par le vent (on parle alors d’anémogamie) et non par les insectes : la présence d’une grande corolle colorée n’a pas lieu d’être lorsqu’il suffit que les étamines s’ouvrent et libèrent leur pollen pour assurer la pollinisation !

Mis à part l’herbe, vous connaissez beaucoup de Poaceae : le blé (Triticum aestivum), le maïs (Zea mays), le riz (Oryza sativa) qui sont les trois céréales majoritairement consommées dans le monde et à base de l’alimentation de milliards de personnes ! Comme quoi, on en mange tous les jours, mais on ne sait pas forcément à quoi ça correspond…