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Strange Animals

La néoténie de l'axolotl

Les lacs volcaniques mexicains renferment nombre d’étrangetés. L’une d’entre elles porte le nom scientifique d’Ambystoma mexicanum, plus connue sous le nom d’axolotl (et plus facile à écrire qu’à prononcer). En nahuatl (langue parlée par le groupe ethnique des nahuas, auquel appartenaient les Aztèques), axolotl se décompose en atl, l’eau ; et xolotl, le chien. Dans la mythologie aztèque, Xolotl est également le Dieu difforme à tête de chien associé au feu, à la mort, aux éclairs, et à un tout autre tas de trucs pas cools qui piquent et qui brûlent. Xolotl est le frère jumeau du très beau et adulé Quetzalcoatl (le miséricordieux et très funky serpent à plume). Bon généralement, dans les familles célestes, ce genre de situation crée quelques tensions. Sans trop rentrer dans les secrets de famille, Xolotl le méchant aurait essayé d’échapper au courroux du « gentil » Quetzalcoatl en prenant la forme de notre animal du jour. Raté: il est mort. Il aurait mieux fait de choisir un animal un peu plus dégourdi. Pour continuer sur cette petite digression mythologique, on peut remarquer qu’il existe une récurrence du motif des frangins superpuissants et qui se mettent sur la gueule : c’est par exemple les frères Osiris et Seth dans le panthéon égyptien, Zeus et Hadès chez les Grecs (même si, c'est vrai, Zeus se mettait plus volontiers sur la gueule avec son père Chronos, et les Titans). Moins connus sont Dagda et Elcmar dans la mythologie celtique irlandaise (on a été le chercher loin cet exemple!). Et, bien que dénués de superpouvoirs, on peut rappeler l’exemple d’Abel et Caïn dont l’histoire est narrée dans l’Ancien Testament (Abel et Qâbil dans le Coran) mais inutile de prolonger plus avant cette série de super-fratri-clash. Revenons à notre petite bébête… Voici en image et en vidéo, un petit aperçu de spécimens adultes sauvages (on ne s’en rend pas bien compte, mais un adulte mesure entre 15 et 30 cm. ):

Ambystoma mexicanum

D'autre part, il faut savoir que depuis le premier élevage d'axolotl réussi, de nombreuses formes de couleurs variées sont apparues dont la très célèbre forme albinos qu'on ne connait à ce jour qu'en captivité. Voici un petit échantillon des différentes formes d'axolotl d'aquarium disponibles aujourd'hui:


L'axolotl



À première vue, me diriez-vous, l’axolotl ressemble à un gros têtard à quatre pattes. Et vous ne seriez pas loin de la vérité.
L’axolotl fait partie du groupe des urodèles, les amphibiens qui gardent une queue à l’état adulte (ex: salamandre, triton), à la différence des anoures (ex: crapauds, grenouilles), groupe d’amphibiens qui eux perdent leur queue au cours de leur métamorphose (dont vous avez un schéma ici)
Branchies "au vent", on ne peut pas dire que l’axolotl ressemble trait pour trait à son plus proche parent, Ambystoma tigrinum (la salamandre tigrée étasunienne).

Ambystoma tigrinum
Ambystoma mexicanum
Comparaison entre la salamandre tigrée adulte et l'axolotl adulte

La ressemblance est par contre beaucoup plus frappante lorsque l’on compare la forme larvaire d’Ambystoma tigrinum, avec la forme adulte d’Ambystoma mexicanum.


Ambystoma mexicanum
Comparaison entre la salamandre tigrée larvaire et l'axolotl adulte


Tout le monde l'aura remarqué, l'une des grandes différences entre la forme larvaire et la forme adulte d'Ambystoma tigrinum est la présence de branchies larvaires qui forment ce joli collier à la base de la tête de l'animal, caractère qui existe tout le long de la vie de l'axolotl. L’axolotl illustre un mécanisme qu’on appelle en biologie du développement la néoténie. Stricto sensu, la néoténie décrit le processus qui permet de conserver à l’état adulte des caractères juvéniles. Imaginez un Homo sapiens adulte aux dents de lait par exemple… (Pour plus d'info sur un embryon de discussion sur la néoténie, voir les commentaires entre Tom Roud et Taupo ici)
Dans le cas de l’axolotl, la maturité sexuelle est atteinte à l’état larvaire. L’étape de la métamorphose aurait été “perdue” chez l’axolotl au cours de l’évolution. Totalement perdue? Et bien non.
En l’an euh… Un mercredi, ça c’est sûr, et disons fin de la première moitié du vingtième siècle, Vilem Laufberger, physiologiste allemand, réussit à induire la métamorphose d’axolotl après administration de morceaux de glandes thyroïdes séchées de vache… Le même résultat peut-être obtenu de façon moins... exotique: en effet, la métamorphose de l’axolotl peut être induite par injection de thyroxine, une hormone thyroïdienne bien connue pour son rôle dans le contrôle de la métamorphose chez les anoures. L’axolotl a donc plus précisément perdu la capacité de production d’hormones nécessaires (et suffisantes) à l’induction de sa métamorphose, mais pas celle d’y répondre. A quoi ressemble le résultat en photo? N'en demandez pas plus:




Crédit photographique: Georgina Hoar

Vous ne trouvez pas qu'il y a un petit air ressemblance entre l'axolotl métamorphosé et la salamandre tigrée adulte maintenant?

La première fois que j'ai entendu parler de cette "manip" au cours de mes études, je me suis dit «ça doit être plutôt funky d’avoir sur sa paillasse de laboratoire un animal qui n’existe pas dans la nature» (j’entends qui n’existe plus dans la nature depuis x temps, mais j’ai un peu peur de me mettre à dos une partie de la communauté scientifique parcourant ce blog). Hélas! chers lecteurs, la métamorphose spontanée de l’axolotl existe dans la nature, bien qu’étant très rare. C’est au Jardin des plantes que ce phénomène fut décrit pour la première fois, par Auguste Duméril dans les années 1860 (c’est bien lui qui a donné son nom à notre cher Platynereis dumerilii. La métamorphose de l’axolotl intervient lors de changements importants dans le milieu (baisse du niveau des eaux), et peut même être reproduite en aquarium sans intervention “chimique” de la part de l’éleveur. Par contre, la métamorphose réduit par 3 l’espérance de vie de l’axolotl (phénomène en partie expliqué par le développement très peu poussé de poumons qui ne compensent pas beaucoup la perte des branchies). La néoténie est un phénomène vraiment fascinant à bien des égards. Dans notre cas précis, la complexité du mécanisme est vraiment très intéressante car elle nous permet d'appréhender des sujets divers comme celle de l'émergence de nouvelles espèces (il semble que l'axolotl et la salamandre tigrée soient interféconds! cela signifie que potentiellement, les deux types d'animaux sont une seule et même espèce mais on assisterait à un phénomène de spéciation dû à la propension de la néoténie chez l'axolotl). La néoténie peut être aussi un phénomène induit chez des espèces qui se métamorphosent : par exemple, la température de l'eau peu inhiber la métamorphose de certaines espèces de salamandres. La concentration d'iode peut également jouer un rôle... Mais, mais, mais... est-ce que par hasard la concentration d'iode et la température de l'eau du lac Xochimilco, seul habitat des axolotl naturels, ne correspondrait pas aux conditions idéales pour maintenir une population de salamandres sous formes néoténiques? Je vous laisse imaginer les scénarios évolutifs ayant pu mener à l'émergence d'axolotls tels qu'on les connait...


Axolotl - Retenez ce nom, chers lecteurs! Peut-être en entendrez-vous parler un jour dans un nouvel article pour ses capacités à régénérer des organes... ou un article sur sa forme de Pokemon-eau dans la prochaine version du jeu.


Liens:

Axolotl

Références:

Page, R.B., Monhaghan, J.R., Walker, J.A., Voss, S.R, A model of transcriptional and morphological changes during thyroid hormone induced metamorphosis of the axolotl, general and Comparative Endocrinology (2009)

Koening, R., Sanctuaries Aim to Preserve a Model Organism’s Wild Type, Science (2009)

P Rosenkilde, AP Ussing, What mechanisms control neoteny and regulate induced metamorphosis in urodeles?, The International journal of developmental biology (1996) (PDF)

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