Le cou de la girafe enfin expliqué

par la génétique

La girafe est le plus haut des animaux terrestres. © sivanadar, Shutterstock

L’origine du long cou et des longues jambes de la girafe intrigue l’humanité depuis bien longtemps. Il a même été l’objet de conflits entre les théories de Lamarck et de Darwin. Mais cette anatomie particulière est aussi un véritable défi pour le système cardiovasculaire avec un cœur qui doit envoyer du sang au cerveau, situé 2 m plus haut, ou des vaisseaux qui doivent s’adapter à un changement rapide de pression si la girafe baisse la tête pour boire. Ce sont aussi des contraintes pour le système musculo-squelettique, qui doit supporter la masse d’un corps allongé à la verticale, et pour le système nerveux, qui doit relayer l’information rapidement partout.

Ici, des chercheurs ont séquencé les génomes de la girafe Masaï et de l’okapi, son proche cousin, lui aussi de la famille des Giraffidae, et les ont comparés avec d'autres mammifères. La recherche, menée par Douglas Cavener de la Penn State University et Morris Agaba du Nelson Mandela Afrikans Institute of Science and Technology (Tanzanie) est parue dans Nature Communications.

Il y avait une grande proximité des séquences de la girafe et de l’okapi, comme l’explique Douglas Cavener sur CBSNews : « Les séquences génétiques de l'okapi sont très semblables à celles de la girafe parce que l’okapi et la girafe ont divergé d'un ancêtre commun il y a seulement 11 à 12 millions d'années - relativement récemment sur une échelle de temps de l'évolution. » Mais l’okapi n’a ni le long cou, ni les longues jambes de la girafe.

Grâce à ces comparaisons, les chercheurs ont sélectionné 70 gènes de la girafe qui suggéraient une adaptation évolutive, comme des modifications de séquences protéiques qui pouvaient changer la fonction de la protéine. Plus de la moitié de ces 70 séquences codaient pour des protéines qui contrôlent le développement du squelette, du système cardiovasculaire ou nerveux.

L’okapi rappelle un peu le zèbre par ses rayures, mais c’est le plus proche parent de la girafe. © Bildagentur Zoonar GmbH, Shutterstock

Des gènes impliqués dans le développement du

système cardiovasculaire

Parmi les 70 gènes identifiés, FGFRL1 a particulièrement intéressé les chercheurs car il est essentiel au développement normal du squelette et du système cardiovasculaire, chez les humains et les souris. Trois gènes homéotiques ont aussi été identifiés : HOXB3, CDX4 et NOTO. Comme certains contrôlent à la fois le développement du squelette et du système cardiovasculaire, la stature et le système cardiovasculaire ont probablement évolué en parallèle grâce à des modifications touchant un petit nombre de gènes. Les solutions trouvées par la girafe pour adapter sa physiologie à sa taille pourraient être utiles au traitement de maladies cardiovasculaires ou aux problèmes d’hypertension chez les humains.

Des gènes du métabolisme mitochondrial et du transport des acides gras volatils ont également divergé chez la girafe ; ils pourraient être liés à son régime alimentaire particulier qui comprend des plantes toxiques.

Cette recherche fondamentale a aussi comme objectif de sensibiliser le public aux menaces qui pèsent aujourd’hui sur les girafes : « Nous espérons que la publication du génome de la girafe et des indices sur sa biologie unique attirera l'attention sur cette espèce au vu de la récente baisse brutale des populations de girafes. » En effet, depuis 2000, les populations de girafes ont diminué de 40 % en raison du braconnage et de la perte d'habitat : « À ce taux de déclin, le nombre de girafes dans la nature va tomber en dessous de 10.000 d'ici la fin de ce siècle. » Il existe neuf sous-espèces de girafes, dont deux quasiment éteintes.

À découvrir en vidéo autour de ce sujet :

Même de très légers changements du climat peuvent affecter fortement la biodiversité d’un secteur, voire entraîner la disparition d'animaux. C’est pourquoi le CLS, spécialisé dans la protection de la faune sauvage, s’attache à surveiller au quotidien et par satellite les espèces vulnérables comme le manchot royal ou l’éléphant de mer. Voici en vidéo un aperçu du travail effectué en Arctique.

Un corbeau filmé dans la nature en train

de fabriquer un outil

Les corbeaux et autres corvidés sont étudiés depuis de nombreuses années pour leurs comportements complexes, dans leurs relations sociales et dans leur étonnante capacité à fabriquer des outils. Dans la nature, cependant, les observations sont rares et difficiles. © Shutterstock, rck_953

Jolyon Troscianko, de l’université d’Exeter (Royaume-Uni) est un jeune chercheur heureux : il vient de montrer, avec Christian Rutz, les premières images de corbeaux calédoniens (Corvus moneduloides) en train de fabriquer des petits crochets de bois, réalisés à partir de brindilles. L'oiseau s’en sert pour fouiller sous les feuilles de cette forêt de Nouvelle-Calédonie, à Gouaro-Déva, une forêt sèche de la côte ouest. Il les utilise aussi pour déloger des insectes dans les anfractuosités des troncs d’arbres morts.

Il est très difficile d’observer ce comportement dans la nature et de plus, comme le montrent ces images, tout se passe très vite. Il faut ralentir la vidéo pour comprendre les gestes précis de l’animal. Les deux hommes ont repris une technique que Christian Rutz avait inaugurée en 2007 : installer des caméras miniatures sur des corbeaux, fixées sur de grandes plumes et filmant entre les pattes, vers l’avant (voir notre article Des corneilles filmées en train d’utiliser des outils). L’engin ne mesure que quelques centimètres de côté et pèse environ 12,5 grammes. La caméra saisit les images en 640 par 480 pixels et les enregistre sur une carte SD de 4 Go, avec une capacité de 94 minutes. Les séquences de prises de vue sont programmées et, par exemple, ne démarrent pas avant 24 heures, de sorte de ne commencer que lorsque l’oiseau s’est habitué à ce bagage, qui n’est pas si léger pour un oiseau de cette taille.

Quelques séquences des 94 minutes de vidéo récoltées par l’équipe de l’université d’Exeter, montrant différentes situations. À 0 mn 59 s, un corbeau calédonien utilise un crochet pour fouiller dans du bois mort. À 3 mn 40 s et à 4 mn 58, il récupère une proie. À 1 mn 49, il en fabrique un et, à 4 mn 05 s, en récupère un qu’il avait préalablement caché sous les feuilles. © Jolyon Troscianko, YouTube

Une technique vraiment efficace pour trouver des larves

Une balise VHF permet la localisation de l’oiseau, mais aussi de la caméra une fois qu’elle sera tombée, quelques jours seulement après son installation. Ne reste plus à l’équipe qu’à la retrouver. Ce qui ne semble pas si facile : Jolyon Troscianko et Christian Rutz ont équipé ainsi 19 corbeaux et récupéré 11 caméras, dont 10 avaient filmé quelque chose, en tout 714 minutes d’un documentaire animalier filmé par les protagonistes eux-mêmes. Ces images permettent maintenant d’évaluer les techniques de fabrication et leur efficacité. Le schéma inclus dans ce texte montre la méthode de C. moneduloides pour confectionner un crochet.

Ce n’est pas une surprise puisque des corvidés ont déjà été observés moult fois en train de fabriquer des outils de ce genre, mais c’était au laboratoire. En 2009, Christian Rutz, Jolyon Troscianko et leurs collègues avaient organisé une expérience différente, consistant à installer un grand nombre de caméras dans un lieu intéressant pour les corbeaux calédoniens, c’est-à-dire bien peuplé en larvesd’insectes. Comme nous le relations dans cet article sur les corbeaux fabriquant des outils (cliquer sur ce lien), l’équipe, avec 1.800 heures de vidéo, avait démontré l’efficacité de la technique du crochet pour trouver et attraper les larves. Les zoologistes avaient aussi découvert que les corbeaux sont capables de camoufler un outil sous les feuilles et d’aller le chercher plus tard pour s’en servir à nouveau. Restait à voir ce moment où, de deux coups de bec, un corbeau de Calédonie transforme un rameau en crochet.

Le technique d'un corbeau calédonien pour réaliser un crochet en bois en deux coups de bec, d'abord au-dessus de la ramification (first cut) puis dessous (second cut). © Jolyon Troscianko

Les corvidés étonnent toujours

Ces travaux ont été publiés dans la revue Biology Letters, dans un article intégralement accessible. Ils sont également décrits dans un communiqué de l’université d’Exeter et on peut aussi consulter le blog de Jolyon Troscianko, qui montre la vidéo et le schéma présents dans cet article.

Au laboratoire ou dans la nature, les corvidés (corbeaux, corneilles, pies, geais, choucas...) ont montré des comportements complexes. On ne se lasse pas, par exemple, de cette histoire de corbeaux d’une ville japonaise qui ont compris comment manger des noix à la coque trop dure pour être cassée d’un coup de bec : en lâcher une au-dessus d’une route pour attendre qu’une voiture l’écrase. Et pour aller manger plus tranquillement au milieu du trafic automobile, le mieux est de viser un passage pour piétons au niveau d’un feu rouge. Incroyable mais vrai : c’est dans cette vidéo.

Un comportement animal étonnant : des

loups font la paix avec des singes

Le loup d’Éthiopie ou loup d’Abyssinie, ancien nom désignant le pays, se nourrissent essentiellement de rongeurs, comme le rat-taupe géant, et augmentent leurs chances de capture en se faufilant parmi des primates. © Harri J, Wikimedia Commons, cc by sa 2.5

« Je ne te dévore pas, mais aide-moi à manger. » Tel pourrait être le comportement qu’adoptent les loups d’Éthiopie (Canis simensis) envers des singes appelés géladas (Theropithecus gelada) vivant dans les hauts plateaux éthiopiens, indique une étude parue dans Journal of Mammalogy.

Les auteurs de cet article démontrent les bienfaits réciproques de cette coexistence peu courante entre une espèce de prédateur carnivore et l’une de ses proies potentielles, toutes deux endémiques de la corne de l’Afrique. Pour ce faire, ils ont observé plusieurs des canidés tolérés plus d’une heure parmi un groupe de 200 primates, entre 2006 et 2011, sur le plateau de Guassa, au centre-nord du pays, à plus de 3.000 mètres d’altitude.

Les résultats révèlent tout d’abord que dans 68 % des rencontres avec les loups d’Éthiopie, les géladas ne fuient pas. En outre, dans 11 % des cas, les singes ne se déplacent guère à plus de 10 mètres de la menace potentielle. En revanche, à la vue d’autres prédateurs, tels que des chiens, les herbivores s’éloignent sur de grandes distances et se réfugient sur des falaises. Quant aux loups, leur capture d’un rongeur parmi les géladas est couronnée de succès dans près de 67 % de leurs tentatives contre 25 % en dehors d’une troupe de primates.

Les géladas vivent en horde et se nourrissent principalement de graminées, de brins d’herbe et de jeunes pousses, parfois en creusant la terre, ce qui peut déloger des rongeurs par la suite capturés par des loups d’Éthiopie. © Donald Macauley, Wikimedia Commons, cc by sa 2.0

La stratégie adaptative est profitable aux loups comme aux singes

Pour les scientifiques, ce taux de réussite s’explique par le fait que les petits animaux, dérangés par les géladas qui se nourrissent de la végétation, sortent de leur terrier. Leur champ visuel et leur sens auditif pourraient aussi être diminués ou perturbés par la présence des nombreux singes, les exposant ainsi davantage aux carnivores. Pour se faire accepter des primates au fil du temps, les loups d’Éthiopie adoptent un comportement non menaçant et renoncent à chasser les petits des primates.

Bien que non listés comme espèce en danger, les géladas ne se dénombreraient qu’entre 60.000 et 200.000 individus. Les loups d’Éthiopie sont encore moins nombreux : de 300 à 500 individus confinés dans des zones isolées de prairies et de landes afroalpines et figurent parmi les canidés les plus rares au monde. La stratégie adaptative observée avec les géladas augmenterait leurs chances de se nourrir et cette association interspécifique permet de mieux cerner les circonstances écologiques contribuant à la stabilité des groupes mixtes de prédateurs et de proies potentielles.

Biodiversité : la sixième extinction

aurait commencé

L’Ophrysie de l'Himalaya (Ophrysia superciliosa), unique espèce de son genre, qui ressemble à une perdrix, n'a pas été observée avec certitude depuis 1876. Des témoignages en Inde, aux alentours de Naini Tal en 2003, redonnent espoir et ont permis de relancer les recherches pour tenter de localiser des individus. © Peinture de P. Dougalis, Wikimedia, CC

La disparition d’espèces causée par les activités humaines, en particulier la destruction des habitats, est incontestable mais quelle est l’ampleur du phénomène ? En permanence, des espèces apparaissent et d’autres disparaissent, et ce à un rythme à peu près constant. Les registres fossilesont cependant montré au moins cinq phases « d’extinction de masse », attribuées à des circonstances exceptionnelles et, depuis quelque temps, beaucoup parlent d’une « sixième extinction de masse » due à l’omniprésence des humains et à leur hyperactivité. Il n’y a cependant pas d’accord sur ces taux d’extinction, difficiles à mesurer.

Une équipe de biologistes, du Mexique et des États-Unis, vient de s’atteler à la tâche pour comparer les disparitions de l’époque récente au « taux habituel », c'est-à-dire celui observé entre deux phases d’extinction massive. Les chercheurs expliquent qu'ils ont pris en compte les disparitions devertébrés, relativement documentées depuis le XVI^e siècle, surtout pour les mammifères, puis celle des oiseaux à partir du XIX^e siècle, et des poissons, amphibiens et reptiles aux siècles suivants. Pour les extinctions récentes, l’étude prend comme référence les données de l'Union internationale pour la conservation de la nature (UICN), qui publie régulièrement sa fameuse Liste rouge, avec notamment trois catégories pour classer les espèces les plus mal en point : éteintes (EX), éteintes à l’état sauvage (EXW) et certainement éteintes (PE), quand les données sont insuffisantes. Les auteurs ont retenu deux références, qualifiées de « modeste » et « très modeste » (« conservative » et « very conservative »), la première sommant les catégories EX, EXW et PE et la seconde ne retenant que la catégorie EX.

Le taux d'extinction cumulé d'espèces de vertébrés selon les données de l'UICN, en ne comptabilisant que la catégorie « espèce éteinte » à gauche, et en incluant les catégories « éteinte à l'état sauvage » et « certainement éteinte » à droite. Les courbes de couleurs indiquent les valeurs pour les mammifères (Mammals) et les oiseaux (Birds), les autres vertébrés (Others vertebrates), c'est-à-dire les poissons, les amphibiens et les reptiles, et l'ensemble des vertébrés (Vertebrates). La ligne pointillée donne le taux cumulé en période normale (Background). © Gerardo Ceballos et al., Sience Advances, UICN

Le taux d'extinction actuel est huit à cent fois trop élevé

Pour le « taux habituel » d’extinction, les auteurs ont retenu, à partir d’études récentes, une fourchette de 0,1 à 1 espèce éteinte par million d’espèces et par an. Notée E/MSY, cette unité équivaut, si l’on préfère, à une extinction pour dix mille espèces en un siècle. Les auteurs de l’étude font remarquer que ce taux est deux fois supérieur à celui habituellement retenu. Pour les mammifères, ce taux serait de 1,8 E/MSY, que les auteurs ont arrondi à 2.

Avec cette méthode, l’étude, publiée dans la revue Science Advances, aboutit à un taux d’extinction actuel compris entre huit et cent fois le taux habituel. Par exemple, illustrent les auteurs, un taux de 2 E/MSY aurait conduit à neuf extinctions d’espèces de vertébrés depuis 1900 alors que les chiffres de l’UICN, version « modeste », donc avec la seule catégorie EX, en donnent 468 de plus (69 mammifères, 80 oiseaux, 24 reptiles, 146 amphibiens et 158 poissons). Selon ces chercheurs, pas de doute, ce taux correspond à celui d’une extinction massive. Mais, rassurent-ils, elle n’en est qu’à ses débuts et nous avons les moyens de freiner la perte de biodiversité.

Deux magnifiques araignées paons

découvertes en Australie

Un mâle d'araignée paon de l'espèce Maratus jactatus étend l'une de ses pattes pour séduire une femelle lors d'une danse d'accouplement. © Jürgen Otto

L'une semble fêter Halloween, l'autre une soirée Peace and Love. Si elles sont d'apparence très différentes, deux nouvelles espèces d'araignées du sud-est du Queensland, en Australie, partagent les mêmes techniques de séduction. Découvertes par une étudiante, les protagonistes d'à peine 5 millimètres en moyenne s'ajoutent aux trois espèces connues de calcitrans, un groupe d'araignées paons ainsi nommées en raison de leurs chatoyants motifs abdominaux et de leurs impressionnantes parades nuptiales.

Suivant les espèces, à l'approche d'une femelle, le mâle soulève son abdomen coloré, fait vibrer des soies latérales déployées en éventail et agite une à deux pattes dans différentes directions. Un régal pour les yeux.

Cette nouvelle espèce (Maratus sceletus) étonne les scientifiques avec son dessin ressemblant à un squelette, les araignées paons étant connues pour leurs couleurs flamboyantes. © Jürgen Otto

De nombreuses araignées paons restent à découvrir

En revanche, les costumes de ces nouveaux arachnides diffèrent. Maratus jactatus, qui revêt des rayures bleues et rouge vif sur son abdomen, a été surnommée Sparklemuffin, ce qui peut se traduire par « muffin éclatant ». Skeletorus est le petit nom de la seconde, qui officiellement s'appelle Maratus sceletus. Cette espèce se démarque des quatre autres par sa robe noire pourvue de stries blanches rappelant un squelette. « Ce qui me fait penser que ce groupe est peut-être beaucoup plus diversifié que ce que nous avions pensé », déclare Jürgen Otto, entomologiste et co-auteur d'une description scientifique parue dans le journal Peckhamia.

Les deux espèces se distinguent aussi par leur comportement. Tout près de la femelle, la danse du mâle Skeletorus est à son paroxysme : « les filières s'agrandissent et tournoient à une vitesse incroyable, rapporte Jürgen Otto. Une des pattes se fléchit comme s'il voulait montrer ses muscles et il se déplace constamment d'un côté à l'autre du brin d'herbe ». Quant à Sparklemuffin, d'aspect plus similaire aux autres espèces, « c'est en particulier sa nature docile et son apparence ''ours en peluche'' qui m'ont vraiment charmé » explique ce spécialiste des araignées paons.

Si la première araignée paon fut décrite dans les années 1800, il aura fallu attendre plus d'un siècle pour que des scientifiques s'intéressent à nouveau à ces minuscules arthropodes. Pour les auteurs du présent article, malgré le grand nombre d'espèces répertoriées ces dernières années, bien d'autres encore paradent anonymement dans les herbes d'Australie.