Le polyptère, un poisson qui marche
Publié par Isabelle le 29/08/2014 à 17:00
Source: Université McGill

Polyptère. Illustration: McGill
Un poisson qui marche, clé des premiers pas sur terre

Il y a quelque 400 millions d'années, un groupe de poissons s'est mis à explorer la terre ferme et a évolué pour donner naissance aux tétrapodes – les amphibiens, reptiles, oiseaux et mammifères que l'on connaît aujourd'hui. Toutefois, la façon dont ces anciens poissons ont utilisé leur corps et leurs nageoires dans un milieu terrestre, ainsi que les processus intervenus au cours de leur évolution demeurent un mystère pour les scientifiques.

Des chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) McGill, dont les travaux ont fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut...) d'un article publié dans la revue scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) Nature, ont eu recours à un poisson (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau...) qui existe encore de nos jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du...), le polyptère, pour essayer d'expliquer ce qui s'est produit lorsque les poissons ont tenté pour la première fois de migrer hors de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.). Le polyptère est un poisson (Dans la classification classique, les poissons sont des animaux vertébrés aquatiques à branchies, pourvus de nageoires et dont le corps est le plus souvent couvert...) africain qui peut respirer et se déplacer sur la terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...) ferme. Il ressemble beaucoup aux ancêtres des tétrapodes. Pendant près d'un an, les chercheurs ont élevé de jeunes polyptères sur la terre ferme afin de déterminer comment ces poissons devenus terrestres se distinguaient à l'égard de l'apparence et du mouvement.

"Des conditions environnementales stressantes peuvent souvent révéler des variations anatomiques et comportementales complexes, une forme de plasticité du développement", explique Emily Standen, ancienne doctorante au laboratoire du professeur Larsson, maintenant à l'Université d'Ottawa. "Nous avons voulu utiliser ce mécanisme afin de déterminer quels nouveaux comportements et structures anatomiques nous pouvions faire apparaître chez ces poissons et vérifier s'ils correspondaient à ce que nous connaissions du registre fossilifère."

Des changements anatomiques remarquables

Les chercheurs ont observé d'importants changements anatomiques et comportementaux chez les polyptères. Les poissons devenus terrestres se déplaçaient plus efficacement sur le sol en rapprochant leurs nageoires de leur corps, relevaient davantage la tête et empêchaient leurs nageoires de glisser aussi efficacement que les poissons élevés dans l'eau. Sur le plan anatomique, leur squelette (Le squelette est une charpente animale rigide servant de support pour les muscles. Il est à la base de l'evolution des vertébrés. Celui ci leur a fourni un avantage sélectif conséquent suite au besoin...) pectoral s'est allongé et présentait des attaches thoraciques plus solides ? vraisemblablement pour assurer un soutien accru pendant les déplacements ?, ainsi qu'un contact plus limité avec le crâne (Le crâne est une structure osseuse ou cartilagineuse de la tête, caractéristique des crâniates (dont font partie les vertébrés). Le rôle principal du crâne est de...) ? peut-être pour permettre une plus grande amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) de mouvement au niveau de la tête et du cou (Le cou est la région du corps qui est située entre la tête et le reste du corps (torse ou tronc).), a précisé Trina Du, doctorante mcgilloise et collaboratrice de l'étude.

"Comme plusieurs de ces modifications anatomiques correspondent aux données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) du registre fossilifère, nous pouvons supposer que les changements comportementaux observés témoignent également du phénomène qui s'est produit lorsque les poissons fossiles se sont déplacés pour la première fois sur la terre ferme à l'aide de leurs nageoires", affirme le professeur Hans Larsson, titulaire de la Chaire de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques....) du Canada en macroévolution à l'Université McGill et professeur agrégé au Musée Redpath.

Une expérience unique

Cette expérience sur le polyptère devenu terrestre est unique et propose de nouvelles pistes quant à la façon dont les poissons fossiles pourraient avoir utilisé leurs nageoires en milieu terrestre, ainsi que les processus évolutifs à l'origine de ce changement.

"À notre connaissance, il s'agit de la première expérience ayant permis de démontrer que la plasticité du développement pourrait avoir favorisé une transition évolutive à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande...), grâce à de nouveaux comportements et structures anatomiques susceptibles d'être génétiquement fixés plus tard par voie de la sélection naturelle", affirme le professeur Larsson.


Cette étude a été réalisée par Emily Standen, maintenant à l'Université d'Ottawa, et Hans Larsson et Trina Du, tous deux de l'Université McGill.

Cette étude a été financée par le Programme des chaires de recherches du Canada, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et la bourse de recherche postdoctorale Tomlinson.
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