Lorsqu’il s’agit de verdir le désert, les serpents à sonnettes peuvent être des jardiniers prolifiques

De nouvelles recherches montrent que les graines excrétées par les reptiles venimeux germent à un rythme plus élevé

Écologiste évolutionniste Gordon Schuett travaille avec les serpents à sonnettes depuis l'âge de 15 ans. Lorsque cet homme de 68 ans était au lycée de l'Ohio, il gardait entre 50 et 100 serpents, dont beaucoup venimeux, dans le sous-sol de sa mère. Les Copperheads et les serpents à sonnettes se déplaçaient sous des lampes chauffantes dans des aquariums de 10 et 20 gallons assis sur des supports construits par Schuett avec des deux par quatre. Sa mère, infirmière, comprenait les risques et encourageait toujours son fils à suivre sa passion pour étudier les animaux. « Même à un très jeune âge, elle voyait dans mon ventre le désir de devenir scientifique », explique Schuett. « Est-ce pour tout le monde ? Non. »

Dans les années 1970, elle avait emmené son fils voir un herpétologue Bill Haast extraire le venin des cobras du Serpentarium de Miami, et le jeune savait à partir de ce moment-là qu'il voulait devenir professeur. Alors qu'il était encore au lycée, il a commencé à collecter des données sur les Copperheads pour son mémoire de maîtrise, qui comprenait des travaux sur le stockage à long terme du sperme chez les femmes et les combats entre hommes. «Je ne m'intéressais pas seulement au combat, mais aussi à la psychologie de ce comportement envers le vainqueur, envers le perdant, ainsi qu'à la notion de stress», explique Schuett.

Une fois, il a été mordu par un jeune serpent à sonnette massasauga de l’Est qui se cachait dans sa cage sous les feuilles. « Et quel que soit le mal qui m'a été causé par (cette) morsure, je me suis rétabli en une semaine environ », dit-il.

Après environ un demi-siècle d'étude des serpents, Schuett a publié plus de 80 articles de revues évaluées par des pairs et 10 chapitres de livres évalués par des pairs. Au cours de son voyage, il a reçu une lettre de Carl Sagan, qu'il garde sur son bureau, et a étudié la capacité des serpents femelles à produire une progéniture sans la participation des mâles.

Mais l’un de ses axes de recherche les plus intéressants porte peut-être sur la capacité des serpents à récupérer et à disperser les graines. Environ 4 000 espèces de serpents existent dans le monde, beaucoup d'entre eux sont en dangeret ils peuvent jouer un rôle clé dans le déplacement des graines dans des environnements endommagés. « Alors que les habitats sont empiétés ou détruits dans le monde entier », déclare le botaniste Andrew Salywon de la Jardin Botanique du Désert à Phénix. « Il y a une crise de dispersion des graines. »

Les travaux de Schuett sur les serpents et la dispersion des graines sont relativement récents. Il était un auteur sur une étude de 2018 en Actes de la Royal Society Bdans lequel des spécimens de musée de trois espèces de serpents à sonnettes, qui se nourrissaient de rongeurs stockant des graines dans leurs joues, ont été examinés. Les scientifiques ont découvert des graines qui avaient germé dans le gros intestin des reptiles. Schuett a suivi cette étude avec un autre en 2022 qui a nourri des rongeurs morts avec des graines non mâchées à trois espèces de serpents et a découvert que les graines conservaient la capacité de germer après avoir été excrétées. Les graines récupérées ont été mis dans des boîtes de Pétri ou une boîte de germination en plastique avant la plantation. Mais la question restait : comment se comporteraient les graines qui passeraient par les intestins des serpents dans des conditions naturelles ?

Schuett, Salywon et leurs collègues ont désormais une réponse à cette question grâce à une nouvelle étude élégante qu'ils ont menée. rédigé en janvier dans Science ouverte de la Royal Society. Les chercheurs ont nourri les prisonniers serpents à sonnettes à dos diamant de l'Ouest rongeurs avec des graines de arbre contrefort palo verde puis ils ont planté les graines excrétées dans des conditions estivales naturelles à Phoenix, en Arizona. Non seulement les graines ont germé, mais les graines plantées avec les excréments avaient des taux de germination plus élevés que les graines plantées sans excréments – et des taux de germination plus élevés que les graines témoins qui n'ont pas traversé les intestins des serpents. Les graines excrétées sont restées viables jusqu'à un an après que les rongeurs transportant les graines ont été consommées, ce qui suggère que les graines dispersées libérées à différentes périodes de l'année ont une chance de rester dans le désert jusqu'à ce que la pluie et les températures idéales puissent stimuler la croissance.

« C'est tout simplement intéressant de voir comment la science s'appuie sur elle-même », déclare Salywon, co-auteur de l'étude, qui souligne l'importance de la nature interdisciplinaire de la recherche. « Nous avons simplement eu la chance de trouver un nouveau créneau pour y jeter un coup d'œil. »

Peu de recherches ont été menées sur la valeur des serpents en tant que disperseurs de graines, et cette étude pourrait inciter à davantage de recherches pour découvrir à quel point ces prédateurs tant décriés sont utiles pour stimuler la croissance des plantes dans le monde entier. Il s’avère que les serpents pourraient jouer le rôle d’ingénieurs de l’écosystème.

« Il n’existe aucune étude sérieuse sur les latrines à serpents.
Et c'est un écart gigantesque.

Par exemple, en conservant les graines stockées dans les joues des rongeurs – graines qui seraient souvent mâchées et rendues incapables de germer – et en les déposant avec des excréments sur des distances plus grandes que celles que les graines pourraient autrement se propager, les serpents à sonnettes pourraient modifier la composition végétale de leur environnement.

« Notre étude est importante car elle fournit un lien entre de nombreux liens vers la compréhension des subtilités et de la mise en réseau du monde naturel », explique Schuett, également co-auteur de l'étude. « Et il ne s'agit pas seulement de reptiles ; il s'agit de tout, tout est connecté. »

Schuett et ses collègues ont parcouru beaucoup de terrain en choisissant deux espèces communes pour l'expérience. Le serpent à sonnettes à dos diamant de l'ouest s'étend du nord de l'Arizona au sud du Mexique, et de certaines îles au large de la côte de Baja jusqu'à l'ouest de l'Arkansas. Imaginez une image cinématographique d'un serpent devant un cactus saguaro et vous imaginez probablement cette espèce. Le Foothill Palo Verde est un arbre d'État de l'Arizona; possède de grosses graines dures et faciles à étudier ; et est une plante fondamentale dans le désert de Sonora. L’espèce a une abondance de fleurs, fournit un habitat de nidification aux oiseaux, fournit de l’ombre aux plantes qui poussent en dessous et offre un abri aux animaux fuyant les rapaces.

Pour mener l'expérience, Schuett a collecté cinq serpents à sonnettes juvéniles dans la nature et les a élevés jusqu'à devenir adultes à Musée du désert de Chiricahua au Nouveau-Mexique, où il travaille. Les reptiles étaient conservés dans des cages sur du papier d’imprimante blanc ordinaire. Étant donné que la collecte et l’utilisation de rongeurs indigènes conservant des graines dans leurs pochettes auraient entraîné des restrictions et des difficultés, les chercheurs ont utilisé une solution antérieure pour étudier les rongeurs stockant des graines. Ils ont ouvert le ventre de souris mortes élevées en laboratoire et y ont doucement introduit 25 graines, avant de refermer la plaie avec des sutures solubles. Les repas commençaient en septembre et les serpents déféquaient généralement environ une semaine plus tard sur le papier blanc. Les excréments ont été collectés, séchés et placés dans une pièce sombre. Les chercheurs ont stocké les graines pour voir si elles pourraient survivre jusqu'à un an, comme elles pourraient le faire dans la nature, car les conditions chaudes et humides de l'été pourraient être la période la plus probable pour que les graines germent.

Au printemps, les graines ont été livrées au Jardin Botanique du Désert. Entre juin et octobre, deux essais ont été menés. Les graines ont été retirées des excréments et comptées. Les excréments se présentaient en deux parties : les matières fécales et l'urate. Les excréments ressemblaient à un Tootsie Roll, et l’urate sec se trouvait à côté. « Les serpents ne font pas pipi, donc les urates étaient comme une poudre blanche », explique le botaniste et auteur principal Mariana Acevedo García. Elle a effectué une grande partie du travail salissant avec les graines et les excréments pendant une année sabbatique entre ses études de premier cycle au Pomona College et ses études de doctorat actuelles à l'Université de l'Arizona. « Ça ne sentait pas très bon », ajoute-t-elle. « Mais ça ne sentait pas aussi mauvais que celui d'un humain ou d'un autre mammifère. »

Certaines graines ont été réunies avec des excréments et plantées à environ un centimètre de profondeur dans le sol indigène dans des pots, tandis que d'autres graines ont été séparées des excréments et plantées. En outre, un groupe témoin de graines qui n’étaient pas passées par les serpents a été planté dans un sol indigène. Les pots ont été disposés aléatoirement dans une serre extérieure et arrosés selon les besoins.

Graines plantées avec des excréments de serpent. Une fois la photographie prise, les graines et les excréments ont été recouverts de terre supplémentaire. | Photo de Mariana Acevedo García

Schuett dit qu'il pensait que c'était un jeu de hasard quant à savoir s'ils obtiendraient un taux de germination élevé. Les graines plantées avec les excréments avaient une germination plus élevée (40 pour cent) que les graines passées par le serpent plantées sans excréments (29 pour cent) et les graines témoins (28 pour cent).

« Ce qui m'a le plus surpris, c'est que les graines plantées avec les excréments avaient en réalité des taux de germination nettement plus élevés », explique Acevedo Garcia. « Il semble donc que non seulement les serpents dispersent ces graines, mais qu'ils les aident également à germer. »

Les scientifiques savent que les serpents à sonnettes offrent de nombreux avantages. Ils mangent des rongeurs et, ce faisant, peuvent limiter la propagation de maladies portées par les rongeurs ou les arthropodes qui les accompagnent, notamment l'hantavirus, la peste et la maladie de Lyme. Emilie Taylorun herpétologue de la California Polytechnic State University qui n'a pas participé à l'étude récente, souligne également les valeurs du venin de serpent à sonnette, qui est à l'étude pour des médicaments qui pourraient sauver des vies et traiter tout, des caillots sanguins au cancer. « Nous pouvons avoir l'audace de dire qu'aux États-Unis, du moins là où nous offrons un bon traitement aux personnes qui ont la malchance d'être mordues par un serpent à sonnette, le venin de ce serpent sauve en réalité plus de vies qu'il n'en prend », dit-elle. « Les gens devraient donc remercier ces serpents, mais à distance. »

Le Note des Centres de contrôle et de prévention des maladies qu'environ 7 000 à 8 000 personnes aux États-Unis sont mordues par des serpents venimeux chaque année et qu'environ cinq personnes en meurent.

Même si de nombreuses personnes peuvent ressentir un creux dans l'estomac à la vue d'un serpent à sonnette, dit Taylor, les reptiles sont des créatures timides qui ne veulent rien avoir à faire avec les humains. Elle pense que cette étude pourrait changer les perceptions du public. « Si nous imaginons cette jolie image de carte de vœux représentant un écureuil cachant un gland, et à quel point elle est adorable, nous pouvons maintenant la remplacer par un animal très mal-aimé, un méchant, un animal persécuté injustement et très décrié par les gens », dit-elle. « Et l'espoir est que cela, au moins pour certaines personnes, pourrait les amener à apprécier les serpents à sonnettes, à les craindre un peu moins et à leur donner simplement le respect qu'ils méritent. »

Les premières feuilles du contrefort palo verde émergent dans un pot planté sans excréments de serpent. | Photo de Mariana Acevedo García

Les rongeurs ne mâchent pas toutes les graines qu’ils récoltent, car ils en cachent quelques-unes qui pourraient germer plus tard. Mais le domaine vital de nombreux rongeurs est souvent plus petit que celui d’un serpent. Même si un rat kangourou peut couvrir une superficie de des centaines de piedsnote Schuett, un serpent à sonnettes à dos diamant de l'Ouest peut couvrir une superficie de sept ou huit milles au cours des jours. Ils ne parcourent pas toujours aussi loin, mais ont le potentiel de transporter des graines vers des endroits éloignés endommagés. « Ils peuvent être importants dans la restauration des habitats si un brûlage traverse une zone », explique Salywon, « ou si elle a été détruite pour une raison quelconque ».

Mais les scientifiques notent que l’on sait peu de choses sur la façon dont les serpents dispersent les graines, notamment sur l’endroit exact où ils vont aux toilettes. « Il n'existe aucune étude sérieuse sur les latrines des serpents », explique Schuett. « Et c'est un écart gigantesque. »

Ils peuvent déféquer dans des terriers, des grottes ou dans un autre lieu d'isolement. Savoir où ils vont aux toilettes aiderait les scientifiques à comprendre si les graines qu’ils déposent ont de meilleures chances de pousser.

Les chercheurs affirment que la prochaine étape consistera à mener des expériences en utilisant différents types de graines, différentes espèces de serpents et d’autres types de proies. Salywon dit qu'ils ont déjà commencé des expériences avec des saguaros, des cactus en tonneau, des figues de Barbarie, des légumineuses et des graminées. Dans l'une de ces expériences sur laquelle travaillait Acevedo Garcia, les graines d'herbe bufflonne qui passaient par les serpents ne se développaient pas après leur excrétion. « C'était donc excitant », dit-elle, « car ce sont des espèces envahissantes et le serpent agit presque comme un filtre, les empêchant de germer. »

Schuett et Salywon espèrent proposer ce programme d'études aux enfants de lieux tels que le musée du désert de Chiricahua et le jardin botanique du désert, afin que d'autres puissent s'impliquer auprès des serpents dès leur plus jeune âge, comme Schuett l'était. Tout comme les découvertes progressives faites par Acevedo, Schuett, Salywon et leurs collègues peuvent changer la perception des serpents, quelque chose aussi simple que de laisser un enfant tenir dans ses bras ou rechercher un serpent inoffensif lors d'un événement pourrait également changer.

« Si vous aimez les serpents quand vous êtes enfant, vous aimerez la nature et vous ferez des choix de vote favorables à la nature, etc. », explique Taylor. « Bien sûr, cette dernière chose que j'ai dite n'a pas été étudiée, mais j'ai l'intuition que c'est vrai. »