Le reptile ou l’œuf est-il venu en premier ? Les scientifiques ont changé d’avis

Dans une étude pionnière, des chercheurs de l’Université de Nanjing et de l’Université de Bristol ont découvert que les premiers ancêtres des reptiles, des oiseaux et des mammifères auraient pu donner naissance à des jeunes vivants. Cela va à l’encontre de la croyance répandue selon laquelle le secret du succès évolutif des amniotes – un groupe de vertébrés dont les embryons se développent dans une membrane protectrice à l’intérieur d’un œuf – était l’œuf à coquille dure (voir l’image ici).

L’équipe de recherche a analysé un mélange de 51 espèces fossiles et 29 espèces contemporaines. Ils ont classé ces espèces comme étant ovipares (pontant des œufs à coquille dure ou molle) ou vivipares (mettant une progéniture vivante).

Les résultats, publiés dans la revue Écologie de la nature et évolution, présentent une tournure intrigante. Des preuves de viviparité et de rétention embryonnaire prolongée (EER) sont apparues dans toutes les principales branches évolutives d’Amniota. Cela comprenait Mammalia, Lepidosauria (lézards et leurs parents) et Archosauria (dinosaures, crocodiliens, oiseaux).

EER fait référence à un processus où la mère retient le jeune en elle pendant des périodes variables. Cette durée dépend vraisemblablement des conditions de survie optimales. Malgré la notion conventionnelle selon laquelle l’œuf à coquille dure représente le summum de l’innovation évolutive, cette étude propose l’EER comme principal mécanisme de protection pour ces espèces.

Le voyage évolutif vers l’œuf

Michael Benton, professeur à la School of Earth Sciences de Bristol, a décrit le voyage évolutif. Il a noté que les premiers tétrapodes, qui ont développé des membres à partir de nageoires de poisson, étaient généralement de nature amphibie. Ils dépendaient de la proximité de l’eau pour se nourrir et se reproduire, comme les amphibiens modernes comme les grenouilles et les salamandres.

L’avènement des amniotes il y a environ 320 millions d’années a marqué un changement significatif. Avec l’évolution de la peau imperméable et des mécanismes de contrôle de la perte d’eau, ils pourraient se libérer des plans d’eau.

« Mais l’œuf amniotique était la clé. On disait que c’était un « étang privé » dans lequel le reptile en développement était protégé du dessèchement dans les climats chauds et permettait à l’Amniota de s’éloigner du bord de l’eau et de dominer les écosystèmes terrestres », a expliqué le professeur Benton.

Remise en question des manuels scolaires actuels

Cependant, cette perspective traditionnelle a maintenant été remise en question, selon le chef de projet, le professeur Baoyu Jiang. Les biologistes ont observé que de nombreux lézards et serpents présentent des stratégies de reproduction flexibles, oscillant entre l’oviparité et la viviparité.

« Parfois, des espèces étroitement apparentées présentent les deux comportements, et il s’avère que les lézards vivants peuvent revenir à la ponte beaucoup plus facilement qu’on ne le pensait », a déclaré le professeur Jiang.

Les preuves fossiles ont également indiqué une prédilection pour les naissances vivantes. « Beaucoup d’entre eux étaient des porteurs vivants, y compris les reptiles marins mésozoïques comme les ichtyosaures et les plésiosaures », a noté le Dr Armin Elsler.

Il a également mentionné le cas d’un choristodere du Crétacé de Chine, qui a souligné l’interaction récurrente entre l’oviparité et la viviparité dans divers groupes, pas seulement chez les lézards.

Le Dr Joseph Keating a expliqué l’omniprésence de l’EER parmi les vertébrés d’aujourd’hui : « Leurs petits peuvent être relâchés, soit à l’intérieur d’un œuf, soit sous forme de petits tortillons, à différents stades de développement. »

Le Dr Keating a également spéculé sur les avantages écologiques potentiels de l’EER. La stratégie pourrait potentiellement permettre aux mères de donner naissance à leurs petits lorsque les conditions sont les plus favorables – lorsque les températures sont suffisamment chaudes et que les réserves de nourriture sont abondantes.

Le modèle de «l’œuf de reptile» autrefois loué dans les manuels scolaires semble désormais obsolète, selon le professeur Benton. Il a fait valoir que les premiers amniotes utilisaient probablement l’EER au lieu de pondre des œufs à coquille dure. Cela leur a permis de sauvegarder l’embryon en développement chez la mère pendant une durée ajustable, reportant ainsi la naissance jusqu’à ce que les conditions soient favorables.

« Que les premiers bébés amniotes soient nés dans des œufs en parchemin ou aient émergé sous forme de petits mangeurs d’insectes vivants et rapides reste un mystère », a déclaré le professeur Benton. « Cependant, cette protection parentale adaptative leur a donné un avantage sur les tétrapodes antérieurs. »

L’étude bouleverse les croyances de longue date

Cette recherche fournit une révision profonde de notre compréhension de l’évolution précoce des vertébrés. Il remplace l’idée de l’œuf à coquille dure comme mesure de protection clé par le concept d’EER.

Ce dernier fournit non seulement à la progéniture un environnement protecteur mais permet également de retarder la naissance jusqu’à ce que les conditions les plus appropriées soient réunies. Cela améliore considérablement les chances de survie de la progéniture et, par conséquent, la continuation réussie de l’espèce.

Les preuves des espèces fossiles et vivantes jettent un nouvel éclairage sur la flexibilité reproductive dans le règne animal. Il souligne comment les stratégies de survie de la nature peuvent être beaucoup plus diverses et adaptables qu’on ne le pensait auparavant.

Secouant les fondations, mais encore beaucoup à apprendre

Cet aspect, qui semble être particulièrement pertinent chez les lézards et les serpents, suggère que les méthodes de reproduction de ces créatures sont beaucoup plus plastiques et réactives aux conditions environnementales que nous ne le pensions auparavant.

En conclusion, la recherche ébranle les fondements de la croyance conventionnelle entourant l’évolution des amniotes. L’étude met en évidence la façon dont les premiers reptiles, oiseaux et mammifères auraient pu se pencher davantage vers la naissance vivante que vers la ponte.

Bien qu’elle soulève autant de questions qu’elle apporte de réponses, une chose est certaine : cette découverte injecte une nouvelle perspective dans notre compréhension du parcours complexe de la vie sur Terre. L’histoire des amniotes et de leurs méthodes de reproduction est évidemment plus complexe et fascinante que nous ne l’aurions jamais imaginé.

En savoir plus sur les amniotes

Les amniotes sont un groupe de tétrapodes (animaux à quatre membres avec des vertèbres) qui comprend des reptiles, des oiseaux et des mammifères. La caractéristique déterminante des amniotes est la présence de l’amnios pendant le développement embryonnaire – une membrane mince et résistante qui entoure l’embryon, l’enfermant dans une cavité amniotique remplie de liquide.

Voici un aperçu plus approfondi de ce qui rend les amniotes uniques :

Origine évolutive

Les amniotes sont apparus pour la première fois au Carbonifère, il y a environ 312 millions d’années. Les premiers amniotes, comme Casineria et Westlothiana, étaient de petits animaux ressemblant à des lézards. Ils ont été parmi les premiers vertébrés terrestres, évoluant à partir d’ancêtres amphibiens.

Oeuf amniotique

Le nom « amniote » vient de l’œuf amniotique, qui est une adaptation évolutive clé. L’œuf contient plusieurs membranes extra-embryonnaires : l’amnios, le chorion, le sac vitellin et l’allantoïde. L’amnios, comme mentionné précédemment, entoure l’embryon dans une cavité remplie de liquide, le protégeant de la dessiccation et des chocs physiques. Le chorion facilite les échanges gazeux. Le sac vitellin fournit la nourriture du jaune, tandis que l’allantoïde s’occupe de la gestion des déchets et aide également à la respiration.

Reproduction indépendante de l’eau

L’évolution de l’œuf amniotique a permis aux amniotes de se reproduire loin des plans d’eau, contrairement à leurs ancêtres amphibiens qui devaient retourner dans l’eau pour pondre leurs œufs. Ce fut un développement important qui a aidé les amniotes à se répandre à travers le monde et à coloniser une variété d’habitats terrestres.

Fertilisation interne

Les amniotes présentent également une fécondation interne, ce qui signifie que l’œuf est fécondé à l’intérieur du corps de la femelle. C’est une autre adaptation qui a permis aux amniotes de devenir pleinement terrestres.

Classement diversifié

Il existe deux grandes classes d’amniotes : les synapsides et les sauropsides. Les synapsides comprennent les mammifères et leurs parents disparus. Les sauropsides comprennent les oiseaux, les reptiles et leurs parents disparus, tels que les dinosaures. Cette division est basée sur les différences dans le nombre et la disposition des fenêtres temporelles (ouvertures) dans le crâne.

Thermorégulation

Les amniotes peuvent être ectothermiques (dépendant de sources externes pour réguler la température corporelle) comme la plupart des reptiles, ou endothermiques (régulant la température corporelle en interne) comme les oiseaux et les mammifères.

Variété de taille et d’habitats

Les amniotes peuvent aller de très petites créatures telles que les musaraignes et les colibris à certains des plus grands animaux qui aient jamais existé, comme la baleine bleue et les dinosaures à long cou et à longue queue connus sous le nom de sauropodes. Ils ont colonisé presque tous les habitats sur Terre, des océans les plus profonds (comme les baleines) à l’air (comme les oiseaux), et des forêts tropicales humides aux régions polaires.

Caractéristiques anatomiques

Les autres caractéristiques communes des amniotes comprennent une structure de la mâchoire plus avancée que celle des amphibiens, un taux métabolique élevé, un système nerveux bien développé et des comportements sociaux complexes.

D’autres recherches sont en cours pour comprendre l’évolution et les mécanismes d’adaptation des amniotes, y compris des études liées à leurs stratégies de reproduction.