Le « Big Bang » évolutif explique pourquoi les serpents se présentent sous tant de formes étranges

Le « Big Bang » évolutif explique pourquoi les serpents se présentent sous tant de formes étranges

Par Jack Tamicia

Lorsqu’ils ont évolué à partir des lézards il y a plus de 100 millions d’années, les serpents étaient des acteurs dynamiques, rampant aux abords des écosystèmes dominés par les dinosaures. Mais il existe aujourd’hui environ 4 000 espèces de serpents, allant de l’anaconda vert qui pèse plus qu’un gorille adulte aux serpents en fil plus légers qu’un trombone. Ils font partie des prédateurs les plus efficaces et les plus diversifiés de la Terre. « Les serpents sont vraiment extraordinaires », déclare Daniel Rabosky, biologiste évolutionniste à l’Université du Michigan.

Parmi les quelque 25 groupes de lézards qui ont perdu leurs pattes indépendamment, les serpents sont le seul groupe dans lequel la diversité est vraiment extrême. Dans une nouvelle étude publiée cette semaine Science Explique pourquoi : les données génomiques ont montré que Les serpents ont connu une adaptation rapide il y a environ 125 millions d’années-au début de leur histoire évolutive-ce qui leur a permis de profiter de nombreuses lacunes écologiques. « Cet article montre que les serpents sont une ‘singularité’ évolutive qui a changé la face de la Terre », explique Michael Lee, biologiste évolutionniste à l’Université Flinders en Australie, qui étudie l’évolution des reptiles mais n’a pas participé à la nouvelle recherche.

Pour déterminer ce qui différencie les serpents des groupes de lézards apodes, Rabosky et une équipe de chercheurs ont construit un arbre évolutif approfondi. Ils ont façonné ses branches en utilisant les données génomiques de plus de 1 000 espèces de squamates (l’ordre des reptiles qui comprend les serpents et les lézards) pour explorer l’évolution de ces créatures écailleuses au fil du temps. Enfin, ils ont renforcé cet ensemble de données avec des informations alimentaires provenant d’environ 70 000 lézards et serpents, principalement des spécimens conservés dans l’alcool dans les collections de musées.

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Les résultats ont montré une poussée d’adaptation précoce clairement liée au développement de traits spécifiques. Ces caractéristiques comprennent des structures chimioréceptrices qui aident les serpents à reconnaître leurs proies grâce à l’odorat et à la chaleur, ainsi que des mâchoires flexibles qui les aident à avaler des aliments de grande taille. Certains serpents ont développé un venin mortel pour chasser des proies plus grosses.

Le nouvel article n’essaie pas d’identifier quel trait spécifique a conduit au succès des serpents. Lee dit que c’est probablement une interaction de caractéristiques qui les a aidés à remporter le jackpot évolutif. « Les serpents réussissent grâce à un certain nombre d’adaptations (telles que) des corps plus longs, la constriction, le venin, la coordination des crânes flexibles », explique Lee. « De nombreux lézards apodes possèdent une ou deux de ces caractéristiques de serpent, mais ils ne réussissent pas aussi bien. » Il cite un groupe de lézards au corps long et au crâne flexible, mais qui ne s’est jamais diversifié au-delà d’une poignée d’espèces.

Rabowski convient que l’adoption d’un ensemble de traits spécialisés a conduit à l’évolution des serpents. D’après l’arbre évolutif de l’étude, les serpents ont évolué environ trois fois plus vite que les lézards. « La vitesse à laquelle les serpents développent de nouveaux traits et développent de nouveaux types de régimes alimentaires est devenue très rapide », explique Rabowski. « Les lézards errent sur des cyclomoteurs tandis que les serpents sont dans les trains à grande vitesse. »

Une évolution aussi rapide a probablement permis aux serpents de profiter d’un écart écologique plus grand que les lézards lorsque l’extinction massive cataclysmique d’il y a 66 millions d’années a condamné de nombreux groupes de reptiles, y compris les dinosaures non aviaires. Cette polyvalence se reflète encore aujourd’hui dans l’alimentation des serpents. La plupart des lézards vivants subsistent d’insectes ou d’autres petits arthropodes ; Les serpents sont généralement beaucoup plus aventureux et chassent des animaux allant des rongeurs et oiseaux aux kangourous et crocodiles.

Bien que les serpents aient collectivement développé des goûts distincts, de nombreuses espèces sont hautement spécialisées pour cibler des proies spécifiques. Il s’agit notamment d’espèces de serpents à nez en pelle, qui ont évolué pour déterrer des proies, et d’espèces de serpents de mer, qui nagent avec des queues en forme de pagaie et mangent des proies telles que des poissons de récif. D’autres espèces avalent les œufs d’oiseaux entiers. Certains mangent même des aliments nocifs que seules d’autres espèces oseraient manger. La plupart des lézards ont peu de spécialisation et se nourrissent simplement d’invertébrés suffisamment petits pour tenir dans leur bouche.

Rabosky et ses co-auteurs décrivent l’explosion d’innovation évolutive qui a déclenché l’évolution du serpent comme une « grande singularité évolutive ». À l’instar du Big Bang évolutif, ces événements rares se produisent lorsqu’un groupe d’organismes se diversifie rapidement en de nombreuses nouvelles espèces en un clin d’œil, selon les normes géologiques. L’explosion soudaine de la diversité des plantes à fleurs au cours de la période du Crétacé est un autre exemple d’un phénomène que Charles Darwin a appelé « le mystère hideux ».

Rabowski dit que ce n’est qu’un autre exemple de la façon dont « ces grands élans d’évolution sont extrêmement importants pour l’histoire de la vie sur Terre ».