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Le Mercredi on Converge

[Le Mercredi, on converge] Bec de perroquet, et oeil camérulaire, ça converge pas mal chez les pieuvres...

J'ai donc accepté de relever le défi de Julien, et de présenter non pas une, ni deux, mais bien trois convergences concernant la même espèce. Mais attention, il ne s'agit pas de présenter plusieurs convergences entre deux espèces (à priori, la convergence évolutive s'établit quand deux espèces s'adaptent à un milieu semblable et entraine souvent l'émergence de plusieurs caractères similaires). En effet, ce serait de la triche...
Le grand jeu consiste en fait à comprendre comment on peut rapprocher ces quatre organismes:


Pas facile hein? Et bien c'est ça la magie de la convergence évolutive! Tout va tourner autour de la petite pieuvre, représentant les céphalopodes. Commençons donc par comparer le perroquet et le céphalopode. A priori, pas grand chose en commun. Et bien si on compare plus attentivement leur bec, oh stupeur!
Ça, ce sont deux "becs" de céphalopodes (des calmars colossaux).

Et là, il est facile de reconnaître trois crânes de perroquets, avec leur bec caractéristique.

Il s'agit véritablement d'une incroyable convergence de forme, tant ces structures sont au final différentes. En effet, le bec d'un perroquet (et à vrai dire des oiseaux en général) est une spécialisation des mâchoires (faites d'os et de cartilage) dont la peau qui la recouvre accumule des proportions titanesques de kératine (une protéine dont est composée notre peau, nos ongles et nos cheveux et qui peut former des structures très résistantes, particulièrement chez les oiseaux et les "reptiles"). L'agencement particulier des parties inférieure et supérieure du bec d'un perroquet en font une tenaille redoutable. Il s'agit en effet d'un outil très efficace pour briser des structures très dures, et les perroquets peuvent ainsi briser des noix sans difficultés. Pas étonnant ainsi que nous nous soyons inspiré de cette structure pour concevoir la pince perroquet:

Pince perroquet
Qu'en est-il du bec d'un céphalopode? Et bien ce n'est pas du tout la même structure. D'une part, le bec est essentiellement composé de chitine et non de kératine (la chitine, c'est un alliage de sucre et d'amine très résistant qui compose les carapaces des arthropodes. Associée au carbonate de calcium, elle donne une structure extrêmement rigide, comme dans ce bec, ou dans les coquilles d'escargots). Ce qui est encore plus dingue, c'est la manière dont le bec est relié eu reste du corps? Et oui, si le perroquet, un vertébré possède un bec en continuité avec le reste de son squelette, le céphalopode est bel et bien un invertébré. Pas d'os où coincer le bec... En fait, le bec, les muscles dans lequel il s'enchasse, ses tissus connectifs et le ganglion nerveux qui contrôle ses mouvements forme un ensemble que les scientifiques appellent la masse buccale. N'étant pas relié à une structure rigide, la masse buccale peut effectuer d'amples rotations autour de son axe, ainsi qu'être rétracté à l'intérieur du corps ou saillir vers l'extérieur pour faciliter une prise. La masse buccale est quasi indépendante et autonome du reste du corps de l'animal, à tel point que chez certaines espèces, une masse buccale sectionnée va continuer à fonctionner pendant près de deux heures!
EDIT 2017: En voici une après dissection d'un calmar colossal:


Et la vidéo de la dite dissection:

Au final, on a une structure si rigide et résistante, que les becs de calmars géants et colossaux sont les seules structures qui restent après la mort de ces animaux et qu'on retrouve à foison dans l'estomac des cachalots qui les chassent. (Au passage, alors que le plus gros spécimen de calmar capturé atteint les 10 mètres de long, son bec est jugé petit par rapport à ceux retrouvés dans les intestins des cachalots, suggérant que des spécimens de 60 m de long puissent exister!)

Passons maintenant aux yeux de vertébrés et à ceux de certains céphalopodes. Si on compare la structure de l'ensemble des yeux qui existent parmi les animaux, on remarque que certains d'entre eux sont constitués d'une chambre.On parle alors d'yeux camérulaires, alors que d'autres types d'yeux existent comme par exemple les célèbres yeux à facettes des insectes, les yeux composés. Les yeux camérulaires sont caractérisés par le fait que la chambre, la rétine, est composée de photorécepteurs. Beaucoup de variations existent quant à l'agencement de cette chambre par rapport aux systèmes qui font arriver la lumière sur ces cellules. Sur l'image plus bas, vous pouvez comparer un oeil de nautile qui ne possède aucun système pour acheminer la lumière vers un point précis de la rétine (il possède juste une pupille fixe en tête d'épingle, ce qui lui confère des informations visuelles du type ombre et lumière), un oeil de saint-jacques possédant une surface réfléchissante sous la rétine transparente (qui va récupérer plus de lumière et augmenter ainsi l'apport d'informations - vous êtes surpris peut être mais les saint jacques ont une très bonne vision!), et enfin les yeux des vertébrés et des poulpes qui possèdent une lentille capable de faire converger les rayons lumineux sur un point précis de la rétine, et former ainsi une image plus fidèle à la réalité.

Yeux camérulaires
Il y a convergence évolutive car de nombreuses études ont montré que si le dernier ancêtre des vertébrés et des poulpes possédaient probablement des yeux (cet ancêtre vivait probablement il y a 600 millions d'années!) ceux-ci avaient certainement l'apparence d'un groupe de cellules photoréceptrices, sans plus. Dans ces deux lignages, il y a donc eu un cheminement évolutif jusqu'à l'émergence d'yeux camérulaires. En effet, quand on compare attentivement l'anatomie de ces deux yeux, on s'aperçoit qu'il y a pas mal de différence entre les deux:

F1.large.jpg
 

Regardez notamment l'agencement du nerf optique et des vaisseaux sanguins par rapport à la rétine! Ceux-ci passent devant la rétine des vertébrés (obstruant partiellement l'arrivée de la lumière et créant une zone aveugle au point de contact du nerf optique), alors qu'ils passent derrière la rétine des céphalopodes. C'est l'un des exemples qui est souvent avancé pour démonter certains arguments prônant le dessein intelligent . En effet, soit on admet que l'oeil des vertébrés est vraiment salement conçu (et on parlera de dessein presque intelligent), soit le créateur de ces types d'yeux préfère largement les céphalopodes aux vertébrés (et à bien des égards, c'est vrai qu'ils ont plus de classe!).

Et pour finir, observons les tentacules des céphalopodes. Vous voyez les genres de ventouses qui les garnissent? Et bien quand on les photographie en microscopie électronique et qu'on retouche ça sur photoshop, la ressemblance avec les plantes piranha de Mario(tm) est saisissante n'est-ce pas? Convergence évolutive???

Ventouses
Références:
Uyeno TA, Kier WM (2005) Functional Morphology of the Cephalopod Buccal Mass: A Novel Joint Type. J Morph 264:211-222.
Serb, (2008), Charting Evolution's Trajectory Using Molluscan Eye Diversity To Understand Parallel and Convergent Evolution, Evo Edu Outreach.

Sites Web:
Article Pharyngula
The Colossal squid's beak

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