Mastodawn

Okay, c'est donc parti pour ce #Vulgadredi en vitesse ! Comme indiqué il y a quelques jours, je n'aurai les retours que demain, mais je compte sur vos partages d'ici-là :-) Et donc, dans le dernier #VendrediVulga, nous en étions restés à la question de comment on détermine à quoi ressemblait un animal de son vivant à partir d'un tas d'os, souvent incomplet, ce qui nous occupera bien seize pouets.

On peut remonter pour ça aux travaux d'un certain Edward Tyson à la toute fin du ⅩⅦème siècle, dans lesquels il montrait que l'anatomie d'un chimpanzé est plus proche de celle d'un être humain que de celle des singes à queue. Nous savons maintenant, on en a parlé dans le thread sur le Cénozoïque, que c'est parce que les deux lignées se sont séparées il y a quelques millions d'années à peine.

2/16 Mais on ne savait pas encore ça à l'époque, et pire encore : la majorité des biologistes étaient encore fixistes, convaincus que les formes de vie étaient immuables dans le temps ; et donc la notion même de moment où deux lignées se sont séparées n'avaient pas encore de sens. Les travaux de Tyson ont néanmoins inspiré pas mal de ses collègues, dont un certain Georges Cuvier.

On a déjà évoqué le bonhomme plusieurs fois : partisan du catastrophisme, il pensait que la vie sur Terre avait été plusieurs fois détruite puis recréée, d'où l'existence de formes fossiles différentes des formes de vie actuelles. Et c'est notamment pour étudier ces formes fossiles qu'il a développé la discipline inaugurée par Tyson : l'anatomie comparée.

Ainsi que la paléontologie, qui n'avait pas encore ce nom, mais ça, on en a causé la semaine dernière : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B3zFiy7Wf66B3dbRj6

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Allez, on repart pour un nouveau #Vulgadredi ? Au cours des dernières semaines, nous avons passé en revue l'histoire de la Terre et des bestioles qui ont vécu dessus. Mais à part dans le tout premi...

3/16 Comparant le fonctionnement des organes sur un grand nombre d'espèces, il va ainsi associer les différents niveaux de regroupement des formes de vie (genres, ordres, classes, etc.) à certains organes particuliers. Ainsi, tous les mollusques (c'est Cuvier qui définit ce groupe en 1795) vont avoir un système nerveux qui leur est propre, différent de celui des arthropodes, ou des vertébrés.

Cuvier va donc poser que la structure du système nerveux est associé à l'embranchement (ou phylum). Le système respiratoire, pour sa part, va varier d'une classe à l'autre au sein d'un même embranchement, donc pour une même organisation du système nerveux. Il définit donc ainsi une « subordination des organes », permettant de faciliter les classifications.

Au fait, pour réviser un peu à propos de ces différents niveaux de regroupement, voyez par là : https://fadrienn.irlnc.org/notice/Ayq6HnZA7DBl1vwY2S

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Dans le #Vulgadredi de la semaine dernière, nous avions temporairement délaissé l'astronomie pour parler un peu de biologie. Puisque nous sommes de nouveau #VendrediVulga, on va rester un peu dans ...

4/16 Mais Cuvier va surtout constater qu'il existe une certaine cohérence entre les organes, qu'il appelle « corrélation des formes ». Ainsi, un animal se nourrissant essentiellement de viande va avoir un système digestif adapté à la digérer, mais également des dents efficaces pour la trancher, qui vont être très différentes des dents plus efficaces pour broyer que vont présenter les herbivores, etc.

Cette cohérence interne, qui semble environ systématique, est donc un indice majeur pour parvenir à reconstituer la forme générale à partir de restes incomplets : l'étude d'une simple mâchoire (les dents étant ce qui se fossilise le mieux) nous renseigne déjà sur le mode alimentaire de l'animal, ce qui permet de faire des suppositions quant à sa forme générale.

Ce sont, d'une certaine façon, des prédictions sur les fossiles plus complets qu'on pourra trouver plus tard, selon une logique dont on a déjà parlé : https://fadrienn.irlnc.org/notice/AybcCRXAswcqPg6ZLE

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Okay, en ce nouveau #VendrediVulga, on est donc repartis pour un nouveau #Vulgadredi, et cette fois-ci, pour changer un peu de l'astronomie, on va partir sur un autre de mes intérêts spécifiques, l...

5/16 Bon, vu que je suppose que tout le monde ici a déjà vu la vidéo de Faune Cool sur les ours (si ce n'est pas le cas, elle vaut sans doute le visionnage, donc n'hésitez pas), il faut sans doute que je précise que le panda géant n'a été scientifiquement décrit qu'en 1869, plus de trente ans après la mort de Cuvier, qui ne pouvait donc pas connaître ce remarquable contre-exemple.

Cet animal a en effet une morphologie complète (des dents jusqu'au système digestif) de mangeur de viande, comme tous les autres ours, mais se nourrit pourtant quasi-exclusivement de bambou. Il s'agit vraisemblablement d'un changement dans son régime alimentaire trop récent, à l'échelle de l'évolution, pour que des mutations adaptées aient eu le temps d'apparaître.

6/16 Chez des animaux se reproduisant plus rapidement, les changements morphologiques peuvent cependant être plus rapides. Un exemple bien documenté est ainsi celui du lézard des ruines (ou lézard sicilien, Podarcis siculus), dont les femelles pondent trois à quatre fois par an. En 1971, une équipe de scientifiques a introduit une petite population de lézards, alors insectivores, sur une île où ils étaient jusque là absents.

L'île a ensuite été interdite d'accès (en partie à cause de la situation géopolitique des Balkans), et l'équipe n'a pu y retourner qu'environ trente ans plus tard. Cela avait suffit aux descendants de ces lézards pour devenir herbivores, avec plusieurs changements morphologiques associés (membres plus courts, mâchoire plus forte, nouvelle structure dans le système digestif).

7/16 Une fois encore, comprendre l'évolution a donc permis de donner du sens aux travaux des biologistes. En l'occurrence, le lien de parenté entre les espèces explique pourquoi on retrouve des structures internes comparables entre des organes qui ont des fonctions assez différentes.

Par exemple, une main humaine, une aile de chauvesouris et une nageoire de cétacé ont une disposition des os assez similaire, les trois dérivant d'une même forme ancestrale, même si leur aspect général est moins proche car elles se sont spécialisées pour des usages différents. On exprime ce lien de parenté en disant qu'il s'agit d'organes « homologues ».

8/16 Bien sûr, deux organes homologues peuvent avoir conservé une forme et une fonction proches. Pour reprendre le même exemple, les pattes d'un certain nombre d'autres mammifères, quoique présentant une diversité assez notable, restent utilisées principalement pour la marche (je zappe quand même ici pas mal de cas, dont celui des pinnipèdes).

Parfois, cependant, un organe a tellement changé de fonction que l'homologie ne saute pas immédiatement aux yeux. On a ainsi pu déterminer qu'une partie de notre oreille interne est dérivée des branchies de nos ancêtres aquatiques, ayant complètement changé de rôle. À l'inverse, il est possible que deux organes non-homologues aient fini par dériver vers un rôle et un aspect environ similaires.

9/16 On peut ainsi mentionner les nageoires des requins, d'aspect extérieur assez proche de celui des cétacés, même si leur composition interne est complètement différente (les requins n'ayant, on l'a déjà vu, pas de squelette osseux, mais simplement du cartilage). Encore plus éloignés, les ailes de certains papillons rappellent assez celles des colibris.

On parle alors d'« analogie » pour désigner ces caractères proches, indépendamment de leur lien de parenté. Bien sûr, deux caractères peuvent être à la fois homologues et plus ou moins analogues : on a déjà évoqué ici les ailes des ptérosaures, dont la structure est très proche de celle des chauvesouris malgré l'éloignement important entre ces deux lignées d'animaux, mais les deux restent des pattes avant de tétrapodes, comme nos bras.

10/16 Pourquoi des organes prennent-ils des formes similaires alors qu'ils ne sont pas forcément très apparentés ? Parce que leurs porteurs vivent dans des environnements qui se ressemblent, et qui vont donc leur imposer des contraintes plus ou moins identiques. C'est ce que l'on appelle la « convergence évolutive ».

Si les mutations se produisent au hasard, le mécanisme de sélection naturelle va favoriser celles de ces mutations qui présentent un avantage dans un environnement donné. La même pression de sélection va donc favoriser des mutations aux effets proches, ce qui peut entraîner une certaine ressemblance même si les espèces concernées sont plutôt éloignées l'une de l'autre.

11/16 Un bon exemple de ça peut être celui des pandas. Ce mot désigne en effet deux espèces assez différentes : les pandas géant, dont on vient de parler, mais aussi les pandas roux. Ces derniers ne sont pas des ours (ils sont plus proches des mustélidés), mais ils vivent dans les mêmes régions riches en bambous, et les deux ont développé le même trait particulier : une extension de l'os du poignet qui leur permet de saisir les branches.

Cette extension particulière leur fait une sorte de sixième doigt, et, puisqu'elle joue un rôle analogue à celui du pouce opposable chez les primates, on l'a baptisée « faux pouce ». Ce détail anatomique a d'ailleurs servi de titre à un ouvrage de Stephen Jay Gould, « Le Pouce du Panda », je vous pose ça là au cas où pour le #VendrediLecture.

12/16 Un autre bon exemple peut être celui de la taupe commune européenne et de la taupe marsupiale d'Australie. Ces deux animaux vivent en creusant dans un terrain meuble : leur corps s'est donc adapté, avec des mains puissantes pour dégager la terre, une forme plus adaptée à la glisse qu'à la marche, et des yeux réduits, car peu utiles (les animaux ayant une bonne vue ont besoin d'y consacrer pas mal de ressources).

S'ils sont extérieurement très semblables, leur morphologie interne raconte une histoire différente : les taupes communes (du genre Talpa) sont assez proches de nos hérissons, tandis que les taupes australiennes (du genre Notoryctes) sont plus apparentées aux kangourous, ce qui se voit notamment dans leur mode de reproduction (comme tous les marsupiaux, elles gardent un certain temps leurs petits dans une poche spécialisée).

13/16 La convergence évolutive laisse toutefois souvent quelques différences. Ainsi, notre taupe commune creuse la terre en la dégageant sur les côtés, avec un mouvement horizontal des bras. La taupe marsupiale, pour parvenir au même résultat, bouge ses bras de façon verticale, comme des pioches. De même, le faux pouce des pandas est assez différent de notre pouce opposable, bien qu'ayant un rôle proche.

Voilà donc le type de connaissances que les paléontologues peuvent mobiliser pour tenter de reconstruire la forme d'un animal à partir d'un fossile : tout d'abord, identifier les structures caractéristiques (squelette osseux, nombre de doigts…) permet de rapprocher plus ou moins le fossile d'un groupe d'espèces déjà connu.

14/16 Des détails anatomiques, mêmes incomplets, peuvent déjà pas mal renseigner sur le mode de vie de l'animal, notamment sur son régime alimentaire. On peut ensuite comparer aux formes de vie actuelles occupant des niches écologiques proches, donc soumises à des pressions sélectives assez semblables, qui peuvent donner des indices sur leur aspect et leur comportement.

Bien sûr, c'est d'autant plus délicat qu'un fossile diffère des formes de vies actuelles. Dans le thread sur le gigantisme, par exemple, j'ai mentionné la difficulté à estimer les tailles réelles des plus gros ptérosaures, les animaux volants actuels ayant une morphologie globale assez différente (en plus d'être beaucoup plus petits).

D'ailleurs, si vous avez manqué le thread sur le gigantisme, il est là : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B3kqO4JxCCSj8iul4C

Elzen (@[email protected])

Okay, c'est reparti pour un nouveau #Vulgadredi ! Et pour les seize pouets de ce nouveau #VendrediVulga, après avoir traversé le temps du précambrien jusqu'à l'Holocène en croisant pas mal de fossi...

15/16 Si nous avons fait pas mal de progrès par rapport à Cuvier et à ses collègues, c'est aussi parce que nous disposons d'instruments beaucoup plus perfectionnés, autant pour étudier les fossiles (avec des spectromètres, notamment) que pour tester nos hypothèses par des simulations informatiques.

D'ailleurs, si vous voulez en apprendre un peu plus sans vous plonger dans un ouvrage trop spécialisé, le dernier chapitre de l'excellent livre de (Jean-)Sébastien Steyer intitulé La Terre avant les dinosaures, que je vous avais déjà conseillé, donne quelques informations assez utiles à ce sujet. Donc voilà, encore un #VendrediLecture pour vous.

16/16 La recherche scientifique prend parfois des allures d'enquête policière. D'ailleurs, Agatha Christie concluait son très chouette Une poignée de seigle en comparant l'impression de succès ressentie par Miss Marple après avoir identifié le coupable à celle d'un paléontologue parvenu à reconstituer le squelette d'un animal disparu à partir d'un morceau de mâchoire et de quelques dents.

Allez, il faut que je file pour ce soir, mais j'espère voir plein de retours et de partages demain ! :-) Et la semaine prochaine, on conclura notre petite balade dans le temps en retournant à l'eau pour parler de quelques bestioles qu'on peut ou qu'on a pu rencontrer là-dessous.

Dominique Derauw Mar 13

@elzen merci pour ce partage de connaissances dans un format didactique accessible aux non initiés.
A vendredi prochain.