Avez-vous déjà vu un ver zombie pénis non-nain mangeur d’os de baleines (avec aussi une histoire de harem) ?

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Rencontre avec l’étrange Osedax

Derrière ce titre un peu brouillon se cache une histoire bien particulière. Laissez-moi déjà vous faire une introduction sur Osedax, notre protagoniste. Osedax est un « ver siboglinide », découvert en 2002, vivant dans les ossements de baleines mortes et se nourrissant de ces os. Mais le plus incroyable dans tout ça ? C’est qu’ils n’ont pas de bouche ni d’appareil digestif ! Comment diable font donc ces vers pour manger des os s’ils n’ont même pas une mâchoire digne d’une hyène ? Ils y vont en douceur, en dissolvant les os grâce à de l’acide. Soit, ils dissolvent les os, mais après, on peut penser qu’il faut bien les absorber avec un système digestif, ces os ! Et bien il se trouve qu’Osedax fait partie d’un des groupes de vers les plus bizarres, ces fameux « Sibloglinidae ». Je les ai mentionnés dans un article précédent (histoires de phylogénie animale). Pour rappel, les Sibloglinidae sont des vers vivant très souvent dans les profondeurs. Ces animaux n’ont pas de système digestif mais un « trophosome », un organe rempli de bactéries symbiotiques. Si, en général, les animaux sont maîtres dans l’art d’explorer de nombreuses formes lors de leur évolution, ils sont relativement (très) limités quand il s’agit d’exploiter leur environnement chimique. A l’inverse, les bactéries sont des virtuoses dans ce domaine et peuvent aisément tirer de l’énergie d’à peu près n’importe quoi : les minéraux, le souffre et même l’oxygène et la lumière (ce sont d’ailleurs d’anciennes bactéries très modifiées qui assurent ces fonctions dans nos propres cellules pour l’oxygène, ou pour la lumière, chez les plantes). Les siboglinides quant à eux sont des virtuoses dans l’utilisation de bactéries pour digérer et/ou utiliser par exemple le sulfure d’hydrogène des sources hydrothermales profondes, le bois coulé, et dans le cas d’Osedax les ossements. Utiliser des bactéries plutôt qu’un encombrant appareil digestif semble donc être une stratégie avantageuse pour les siboglinides qui prospèrent pépères là où très peu d’autres animaux y arrivent. Cette stratégie écologique particulière par rapport aux autres animaux s’accompagne d’un changement extrême de morphologie (à moins que ce soit l’inverse, bref). 


Des vers Siboglinides « connus » : Riftia, colonisant les sources hydrothermales abyssales. Source: vers bien au chaud.

Mais pourquoi Osedax est-il si spécial ?

Les siboglinides appartiennent au groupe des annélides, des vers annelés dont j’ai parlé moult fois tant ils sont divers d’un point de vue écologique et évolutif (la plupart des articles que j’ai écrit sur ce blog les mentionnent, et surtout  j’y consacre évidement des articles détaillés sur mon autre blog : Annélides). Les siboglinides ont subi un des retournements de situation les plus importants en zoologie. Si vous ne vous en souvenez pas, y’a toujours cet article : histoires de phylogénie. Pour vous le rappeler brièvement, les annélides possèdent très généralement des segments, et avec chaque segment, il y a répétition des organes vitaux. Chez certains siboglinides, seule la partie arrière présente ces segments, la large majorité du corps n’étant apparemment qu’un segment géant unique. Cette morphologie a trompé les zoologistes qui ont mis des décennies pour trouver la partie segmentée et enfin réaliser que c’étaient des annélides. Le problème chez Osedax, c’est qu’il a carrément perdu son cul (sans anus hein, je vous rappelle qu’on n’a pas de système digestif dans la famille étrange des siboglinides), et donc cette partie segmentée ne se retrouve plus. Et à la place, notre ami peut se targuer d’avoir un étrange système rappelant des racines. Oui, un ver à racines ! Ces racines possèdent des bactéries et c’est là que la digestion et l’absorption de l’os va se produire. En se ramifiant, Osedax s’assure aussi d’augmenter le volume d’os sur lequel il va pouvoir se faire un gueuleton (sans gueule encore). 

Tout ça est bien beau, mais le titre promettait du pénis ! C’est quand qu’on y vient ?… Soyez encore un peu patients, d’abord, on va parler de harem !


Voilà enfin notre ami l’Osedax avec son système de racines. Source: belle Osedax.

Et des Osedax grignotant leur os. Source : les festin de l’Osedax.

Les femelles Osedax sont des coquines…

Bon, notre ver à racines, mangeur d’os de baleine et sans tube digestif est en plus impliqué dans une histoire de harem ? Ça commence à bien faire dans le bizarre. Lors de la première découverte de ce ver, seulement des femelles ont été trouvées (tous les individus matures avaient des œufs mais n’avaient pas de sperme). Mais les scientifiques n’ont cependant pas tardé à trouver le mâle, qui est tout petit et qui vis dans le long, chaud et agréable tube qui se situe autour de la femelle. Et pas seul le coquin ! On peut trouver plusieurs mâles dans un tube, formant ainsi ce fameux harem. Mais du coup le mâle il est nain comment ? Déjà il peut être très très nain quand même, jusqu’à 100 000 fois moins large que la femelle, un record ! Mais pour continuer dans le subtile et la délicatesse de l’Osedax, les mâles sont des bébés avec de gros testicules… Oui, ce sont des larves qui ont arrêté de se développer mais possèdent quand même des testicules lorsqu’ils sont à un stade morphologiquement juvénile, du moins juvénile chez les autres annélides. Pour résumer, une femelle Osedax, c’est un animal qui passe sa vie étalée dans sa propre bouffe, couverte de petits garçons précoces avec qui elle fornique quand elle en a envie (bravo l’anthropomorphisme hein !). Pas dure la vie d’une Osedax ! Pas dure ? Oui, une fois qu’on a trouvé un os à ronger ! Ce qui n’est pas chose facile, ce n’est pas comme si les squelettes de baleines couvraient les fonds océaniques (et ça ne risque pas d’aller en s’arrangeant) ! L’os de baleine est une ressource rare, un îlot perdu au milieu du vaste fond abyssal.

Il est supposé qu’en général dans le règne animal, les mâles nains se rencontrent chez les animaux qui forment de petites populations étalées et vivant sur des ressources rares. C’est exactement ce qu’on retrouve chez Osedax. Alors c’est quoi l’avantage ? Il est communément accepté que le facteur principal soit la compétition pour les ressources. Quand la bouffe est rare, autant que le mâle ne mange pas ce qui est déjà bien assez rare pour la femelle, et qu’il se concentre sur la reproduction. Mais est-ce si simple ? Si ça l’était, il faudrait plutôt avoir toujours des mâles nains, comme ça il y a bien plus de ressources ! Ben c’est que quand même, dans la plupart des cas, malgré ce qu’en dirait une hypothétique féministe extrémiste, le mâle ça peut servir (du moins évolutivement). Et avant de rentrer dans cette discussion, laissez-moi enfin vous parler de pénis.

Illustration montrant le mâle nain (dwarf male) d’Osedax (avec quelques détails sur sa morphologie) . Source : la vie de l’Osedax.

Et la nouveauté dans tout ça ?

Ah enfin ! Récemment, juste avant Noël 2014, une nouvelle espèce d’Osedax a été décrite. Ce n’est plus tellement chose rare, 10 espèces ont été décrites depuis leur découverte. Forcément, quand on sait où chercher, on trouve. On en trouve tellement que des traces fossiles d’Osedax ont même été mises en évidence dans des ossements d’oiseaux marins éteints ! Mais la star de cet article, cette toute dernière espèce décrite, s’appelle Osedax priapus, « priapus » en référence à Priapos le Dieu grecque, personnification de la procréation et du phallus. Ce nom fait ici référence à une particularité du mâle. La femelle d’Osedax priapus, elle, a tout ce qu’il y a de plus normal pour une femelle Osedax, elle est juste plus petite que la moyenne. Tout ce qu’il y a de plus normal ? Presque : elle n’a pas de harem. Ennuyeux, non ? Ben c’est parce qu’elle ne pourrait pas contenir de mâles dans son tube, ces derniers n’étant pas nains ! Bon sang, venons-en au fait : ce sont en quelque sorte eux même des pénis. Ils vivent dans leur propre tube (victoire contre l’oppression des femelles Osedax sur les mâles !) et s’étendent grandement pour pouvoir féconder les femelles voisines. Un des spécimens mesuré passe de 2mm contracté à 15mm décontracté. Un allongement par sept fois et demi, une bonne érection donc (pour les anglophones, je vous laisse penser à des jeux de mots : « boneeater worm », soyez créatifs). En fait, à part le coté très phallique de ce mâle, c’est un Osedax typique à première vue, très similaire à une femelle.


Le mâle d’Osedax priapus en vrai (oui oui c’est juste un ver, c’est l’histoire qui est intéressante !), d’après Greg Rouse. Source : le mâle pénis.


Et un dessin du mâle d’Osedax priapus avec des détails anatomiques. Source : dessine moi un Osedax.

Osedax priapus est-il juste une exception évolutive phallique ?

Et en réalité c’est la présence de ce mâle « géant » (proportionnellement aux mâles des autres espèces)  qui a fait de la description d’Osedax priapus une découverte intéressante, le caractère phallique de ce mâle y étant lié. Alors, qu’est-ce que ça a de si incroyable ? Ceux qui ont des habitudes en biologie évolutive diront simplement que l’ancêtre des Osedax devait présenter des mâles de taille normale, qu’Osedax priapus a gardé ce caractère, mais que dans l’ensemble des autres Osedax, les mâles sont devenus nains.  Et pour tester cette hypothèse intuitive, les auteurs ont produit une phylogénie, une classification évolutive, pour être sûr que les Osedax se divisaient d’un côté en Osedax priapus, et de l’autre, en l’ensemble des Osedax avec des mâles nains. Et bien ce n’est pas ce qu’ils ont conclus. Contrairement à ce à quoi on pouvait s’attendre, Osedax priapus s’est retrouvé en plein milieu de l’arbre des Osedax. Et ça signifie qu’un des ancêtres d’Osedax priapus avait bel et bien des mâles nains. 
En quoi est-ce incroyable ? Premièrement à un moment ou à un autre, un des ancêtres des Osedax avait des mâles de forme normale vu que c’est ce qu’on retrouve chez les autres siboglinides, la majorité des annélides et même des animaux…  Une fois cette « évidence » établie, on suppose donc que l’ancêtre des Osedax a « acquis » les mâles nains. Soit. Mais souvenez-vous, c’est un évènement drastique : le mâle ne se développe plus complètement, ce n’est qu’une larve (arrêtez les féministes extrêmes, je ne dis pas que les hommes sont des larves, en plus là c’est littéral). On pourrait donc s’attendre avec l’évolution que les gènes de développement responsables de la forme adulte du mâle, de par leur inutilisation au fil des générations, se dégradent (depuis Darwin, il est supposé qu’un organe inutilisé se dégrade, pas seulement parce qu’on ne l’utilise pas (lamarckisme), mais parce que la sélection naturelle n’agit plus dessus). Il semble donc impossible de revenir à un état précédent. Surtout que là on parle de passer d’un plan d’organisation à un autre, y’a quand même une métamorphose entre une larve et un adulte d’Osedax, ce qui implique un remaniement total du corps ! Cette idée de l’irréversibilité de l’évolution est appelée « loi de Dollo », qui stipule que statistiquement il est improbable que l’évolution puisse revenir en arrière. Mais là c’est le cas, alors on fait quoi ? La théorie de l’évolution c’est pourri ? On invite les créationnistes à venir boire un café à la fac ? Bien sûr que non, comme d’habitude ce n’est pas si simple. Premièrement seuls les mâles sont nains chez Osedax. Les femelles ont toujours leur « grande » taille avec tous leurs caractères.  Ces gènes sont donc toujours présents chez la femelle, suggérant qu’ils seraient seulement inactivés chez le mâle. Pensez-y, nous avons bien des tétons : c’est le même problème. Tout caractère présent chez la femelle l’est potentiellement chez le mâle pour peu que ces caractères ne soient pas sur un chromosome sexuel (or en plus, tous les animaux n’ont pas de chromosomes sexuels).


Les deux différentes possibilités de l’évolution de la forme/taille du mâle chez Osedax. Les implications sont discutées dans l’article. Les changements sont représentés par les flèches rouges, les mâles sont en bleu et les femelles sont en rouge (oui c’est cliché mais on parle de vers là !). Schéma réalisé par mes soins.


Et si tout cela n’était pas aussi tordu que ça en a l’air ?

Ok, très bien, pourquoi pas, mais quand même, pourquoi passer d’un mâle nain à un mâle de taille plus importante ? Si c’était avantageux d’avoir des mâles nains, pourquoi se trouer le c… ah non, y’en a pas… pourquoi s’embêter à revenir sur l’ancien plan d’organisation, aussi possible cela soit-il ? Ben j’ai fait mon cachotier et y’a quelques détails sur lesquels je n’ai pas assez insisté, voir pas mentionné du tout ! Premièrement les femelles d’Osedax priapus sont parmi les plus petites des Osedax. Ensuite même si ce ne sont pas des mâles nains à proprement parler (de pauvres larves), les mâles font quand même seulement un tiers de la taille de la femelle ! Ils sont donc petits (mais pas vraiment nains/larvaires !). Plusieurs explications, un peu toutes liées peuvent justifier cette évolution. Osedax priapus n’est trouvé que sur de petits os, il est possible que ce soit un spécialiste d’un environnement éphémère où une reproduction plus rapide serait avantageuse, d’où notamment une petite taille pour le mâle comme la femelle. De plus la taille réduite de ces vers permettrait une compétition moins importante entre mâles et femelles. Bref, je ne vais pas rentrer dans les détails et il vous reste à lire la publication originale. Aussi, pour encore nuancer cette affaire, oui le mâle ressemble à une femelle, mais quand même, pas tout à fait, et il garde des traces de son passé de larve. Déjà la taille toujours réduite, mais aussi la position de la vésicule séminale, où le sperme est gardé. Chez les mâles nains la vésicule séminale se trouve à l’avant de l’animal. Et bien chez le mâle d’Osedax priapus c’est aussi le cas. Ce qui est bien pratique lorsqu’on est un pénis géant enraciné et qu’on doit s’étendre de son trou pour féconder les demoiselles alentour ! Conséquence ? Au lieu des quatre tentacules (plus exactement palpes) antérieurs des femelles, les mâles n’en ont que deux, parce que vous comprenez, il en faut de la place pour leur bel organe ! En gros, le mâle d’Osedax priapus est contraint par son passé évolutif, on parle de contrainte phylogénétique.



Et une conclusion pour dire qu’on ne peut pas trop conclure…

Alors que nous apprend toute cette histoire ? Déjà que si vous avez été surpris par le mode de reproduction d’Osedax, c’est peut-être qu’on a pas l’habitude d’entendre ce genre de chose du côté des mammifère.. Mais aussi, et surtout, qu’en biologie évolutive il est dur de faire de bonnes règles et de prévoir ce qu’il va se passer. Une annélide normale, c’est un ver avec plein de segments, un tube digestif, des mâles et des femelles de même taille, souvent fouissant dans le sable ou la vase. Là on a un ver sans segments ni tube digestif, vivant dans des os et avec un mâle aux origines évolutives naines, mais qui se retrouve être bien plus grand que ses compères. L’étonnement premier de cette réversion évolutive (un mâle ancestralement nain, qui prend une taille « raisonnable ») s’estompe bien vite lorsqu’on étudie le problème en profondeur. Aussi incroyable que ce soit :
  • génétiquement ce n’est pas impossible  
  • le mâle reste un faux géant (un tiers de la femelle, elle même plus petite que la moyenne, et une paire de tentacules manquante)
  • l’écologie, encore très inexplorée, des Osedaxpourrait nous expliquer plus en détails cette tendance évolutive.
Encore une fois, l’évolution des êtres vivants (et surtout des vers, juste parce que ils sont mes chouchous) nous réserve bien des surprises…


Pour finir, juste pour le fun ! L’expression « ver zombie » du titre vous a peut-être laissé perplexe, mais c’est simplement parce qu’ils mangent des os. Source : ver zombie.

Sources :


L’article original :
Rouse G. W., Wilson N. G., Worsaae K. et Vrjienhoek R. C. 2015. A dwarf male reversal in Bone-eating worms. Current biology, 236-241. 
La description originale du genre Osedax :
Rouse G. W., Goffredi S. K. et Vrjienhoek R. C. Bone-eating marine worms with dwarfmales. Science, 305, 668-671.
Un des bouquins qui discute des modalités évolutives de l’apparition des mâles nains :
Ghiselin M. T. 1974. The economy of nature and the evolution of sex. University of California press, Berkeley.

Et pour les Anglophones qui veulent aller plus loin :


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A l’école des embryons : connaitre ses ennemis avant de naitre

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La grande barrière de corail. Ce nom nous évoque un endroit magique, grouillant de vie, où des espèces animales et végétales de toutes les couleurs et aux formes les plus extravagantes se meuvent dans un ballet poétique et apaisant. Pourtant, au cœur de cet éden, les lois de la nature sont aussi de mise. Tout n’est pas que quiétude, les habitants de cette étrange forêt doivent faire face à des menaces.  
Les barrières de corail sont l’équivalent marin des forêt tropicales, une explosion de vie d’une infinie richesse (Source)
Rappelez-vous ces images saisissantes. Un couple de poissons-clowns, une anémone en guise de maison, et des rejetons par milliers qui sont déjà chouchoutés alors qu’ils sont encore dans les œufs. Soudain, une ombre… Un prédateur surgit, dévore la famille, ne laissant qu’un œuf et le papa complètement désœuvré. A l’éclosion, ce père attentif emmène Némo, son fils unique, à l’école de la mer où il va pouvoir apprendre à reconnaitre et éviter les monstres sanguinaires qui ont dévoré sa famille. Et bien que la scène découle de l’imagination débordante des scénaristes de Pixar, tout n’est pas complètement improbable. Car des chercheurs australiens viennent tout juste de mettre en évidence que les bébés poissons-clowns étaient capables d’apprendre à reconnaitre leur prédateurs. Mais mieux que Némo, ils le font avant d’être sortis de leur œuf ! 
Après que le reste de la famille se soit fait croqué sous ses yeux, Marins, le papa de Némo, est particulièrement soucieux de la sécurité de son fils ! (Source)
Depuis longtemps, on sait qu’un animal attaqué va libérer des substances chimiques, et que ces substances vont être utilisées par les autres animaux comme des signaux d’alarmes. Les chercheurs pensent que ces substances auraient pour rôle de base une fonction immunitaire, puis qu’elles auraient été utilisées secondairement en tant que signaux d’alarme. Ainsi, en détectant ces signaux, un individu pourrait avoir connaissance de la présence d’un prédateur sur les lieux, et décamper fissa avant de lui aussi se faire croquer. Sauf que quand il n’y a pas d’autre victime autour pour fournir les signaux d’alarme, il vaut tout de même mieux se carapater avant de devenir la source de ces signaux ! Si le prédateur n’est pas visible, une alternative serait de réagir… à son odeur. 
Comme l’odeur de prédateur est très variable selon son espèce, sa reconnaissance, contrairement à celle des signaux d’alarme, n’est pas souvent innée : les individus doivent apprendre à la reconnaitre. Ainsi, en observant ses congénères se faire dévorer, ou en les observant paniquer, beaucoup d’animaux apprennent à associer l’odeur du prédateur avec l’idée de menace. Dans le monde corallien, connaitre l’odeur de ses ennemis permet de choisir son habitat en limitant les risques de se faire grignoter. 
Pseudochromis fuscus est l’un des prédateurs des œufs et jeunes poissons clowns. Il a été utilisé dans cette étude pour fournir son odeur (Source)
En revenant à notre famille (ou ce qu’il en reste) de poissons-clowns, on comprend bien que les rejetons risquent de devoir rencontrer des prédateurs très tôt dans leur vie. En partant de ce principe, une équipe de chercheurs travaillant en Australie a voulu savoir si les embryons avaient déjà les capacités de réagir aux signaux d’alarme, mais aussi d’apprendre à reconnaitre leurs prédateurs.
Après avoir substitué leur ponte à des parents poissons-clowns, ils ont exposé les œufs aux fameux signaux d’alarme. Pour les obtenir, ils ont simplement écrasé les œufs de quelques-uns de leurs frères et sœurs… Pour rendre compte de la réaction des embryons, ils ont mesuré le rythme cardiaque, qui montre chez de nombreuses espèces de poissons une corrélation avec la réponse anti-prédateur. Le résultat est pour le moins impressionnant : les embryons sont tout à fait capables de réagir aux signaux d’alarme pas plus tard que 6 jours après la fertilisation ! Et même si les larves sortent de l’œuf une poignée de jours plus tard, à cette échelle, ce sont encore des embryons qui n’ont pas fini d’être formés.  
Résumé schématique du test d’apprentissage. Sans association avec le signal d’alarme, l’odeur de prédateur provoque une réaction due à la nouveauté, qui disparait avec le temps.
Pour tester leur capacité d’apprentissage, les chercheurs ont plongé les embryons dans de l’eau propre, ou contenant de l’odeur de prédateur, avec ou non le signal d’alarme. Le lendemain, tous les embryons ont subi un ajout d’odeur de prédateur (voir schéma ci-dessus). Hé bien exactement comme les chiens de Pavlov associaient le son de la cloche à l’arrivée de la nourriture, nos embryons apprennent à associer l’odeur de prédateur à une menace imminente ! Les embryons qui ont été plongés dans une eau avec le signal d’alarme couplé à l’odeur de prédateur réagissaient ensuite, par association, à la seule odeur de prédateur. Mieux encore : leur réaction était de la même intensité que celle qu’ils avaient eu au contact du signal d’alarme. De leur côté, ceux qui avaient été exposés simplement à l’odeur de prédateur ou à de l’eau de mer n’avaient qu’une réaction limitée due à l’introduction d’une odeur étrangère, réaction qui disparaissait donc le jour suivant. Les embryons de poissons-clowns sont donc non seulement capables de développer un système olfactif fonctionnel très tôt, mais peuvent également utiliser ce dernier dans un processus d’apprentissage qui pourrait plus tard leur sauver la vie ! 
Les poissons clowns sont connus pour être fidèles aux espèces d’anémones dans lesquels ils ont grandi. Cette capacité pourrait elle aussi découler d’un apprentissage olfactif de leur environnement natal. Quant à la reconnaissance des prédateurs, elle est bien pratiques quand ils quittent le nid familiale et doivent se choisir une nouvelle place pour vivre : tant qu’à faire, autant qu’elle soit dépourvue de prédateurs ! 
Amphiprion melanopus, le modèle de cette étude (Source)

Bibliographie 

Atherton, J.A. & McCornick, M.I. 2015. Active in the sac: damselfish embryos use innate recognition of odours to learn predation risk before hatching. Animal Behaviour, 103, 1-6. 
Sophie Labaude
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La sélection scientifique de la semaine (numéro 160)

– Un tiers de la nourriture produite dans le monde ne serait pas consommée, un gâchis qui coûterait quelque 400 milliards de dollars par an. (en anglais) – Agroalimentaire encore, avec une bactérie responsable de gastro-entérites qui devient résistante aux antibiotiques utilisés pour … Continuer la lecture

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Ce papillon qui se joue du sonar des chauves-souris

Cela dure depuis plus de 60 millions d’années. Depuis tout ce temps, chauves-souris d’un côté, papillons de nuit de l’autre, sont engagés dans une course aux armements, les premières pour perfectionner les outils acoustiques de détection de leurs proies volantes, … Continuer la lecture

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Ceux qui promenaient des mantes en laisse

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Si les chimistes sont souvent dépeints par l’imaginaire collectif comme des savants fous aux allures excentriques, les biologistes ne sont pas non plus en reste quand il s’agit de faire preuve d’extravagance et de déployer leur plus grande imagination pour monter des expériences nouvelles. Ainsi, c’est tout naturellement qu’une équipe argentine vient de publier un article où il est question de mantes religieuses, droguées au dioxyde de carbone, et amenées au bout d’une laisse auprès de congénères passablement cannibales pour titiller leur agressivité…
Depuis toujours, les mantes ont passionné les gens pour la fâcheuse tendance des femelles à dévorer monsieur vivant au milieu même des ébats. Ce cannibalisme sexuel est bien sûr également une grande source d’inspiration chez les scientifiques : pourquoi la sélection naturelle reste-t-elle si stoïque face au tragique destin de ces pauvres mâles ? Ce n’est tout de même pas très pratique de se faire arracher la tête pour les futures reproductions… 
Chez les mantes, la femelle entreprend de dévorer son partenaire dans 30% des accouplements. Se faire arracher la tête n’empêche pas le corps du mâle de continuer le transfert de sperme, ce qui explique en partie que ce comportement n’ait pas été balayé par la sélection naturelle (Source)
Les études montrent que les mâles se font croquer à peu près une fois sur trois. Pas négligeable donc. Certes, il pourrait y avoir des avantages sélectifs pour le mâle à se faire manger, notamment un apport nutritif fichtrement conséquent pour la femelle, et donc pour ses futures jeunes. En dépit de cela, les mâles ne sont pas tout à fait résignés à donner de leur chair, surtout quand ils peuvent espérer s’accoupler avec une autre femelle avant de rendre l’âme, et ils tentent quand même quelques subterfuges pour contrer l’appétit sexuel de madame.
Pas fous, les mâles vont montrer une préférence très nette pour des femelles en bonne condition corporelle. Autrement dit, des femelles qui ne paraissent pas avoir jeûné depuis des jours…  Ils vont aussi être plus attirés par des femelles qu’ils auront vues au préalable croquer une proie. Il y a même eu des observations de mâles qui, l’air de rien, se glissent discrètement sur la femelle au moment où celle-ci est en plein repas.
Une autre stratégie du mâle, outre préférer les femelles qui n’ont pas besoin d’un casse-croute, pourrait être d’éviter les dames trop agressives. C’est sur cette hypothèse que s’est penchée l’équipe de chercheurs argentins. 
Chez les mantes, les partenaires se prennent la tête de manière littérale et bien plus radicale que chez nous (Source)
Le protocole est assez original. Comment faire en sorte qu’un mâle puisse exprimer une préférence devant le niveau d’agressivité de la femelle ? Plusieurs ingrédients sont nécessaires : un mâle bien sûr, deux femelles dont l’une doit être plus agressive que l’autre, et un évènement permettant au mâle de juger de l’agressivité des prétendantes. Tout ça est beaucoup plus facile à dire qu’à faire, surtout si on veut éviter que les femelles ne croquent tout le monde.
Première étape : choisir des femelles qui se ressemblent. On ne voudrait pas que le mâle mise sur la plus petite, ou la plus maigre… Les mantes sont alors droguées au dioxyde de carbone, le temps de les mesurer et les peser en toute tranquillité, et elles sont rangées par paires. Deuxième étape, présenter les femelles au mâle en faisant en sorte que seul ce dernier puisse choisir sa partenaire. Les deux prétendantes se retrouvent donc attachées à chaque coin du dispositif par une tige scotchée derrière leur tête. Le mâle, lui, est libre en face d’elles, et peut choisir de s’approcher de l’une ou de l’autre. Troisième étape : faire en sorte qu’une des deux femelles exprime des comportements agressifs, mais pas l’autre. Et le tout devant le mâle, mais sans le croquer. Un deuxième mâle est donc introduit dans le dispositif : il servira de victime. Attaché lui aussi au bout d’une laisse, il est amené par les chercheurs successivement à côté de chaque femelle. Pour l’agressivité, les deux femelles ont été affamées pendant 5 jours. Elles sont au taquet. Mais pour que l’une des deux reste sage ? Un petit coup de CO2 supplémentaire, et elle se tiendra tranquille. Notre mâle focal a donc devant lui une femelle affamée mais amorphe, et une autre qui tente tant bien que mal de happer ce bout de viande sur pattes, accessoirement un de ses congénères, qui est tracté près d’elle de manière régulière. Tout ça peut paraitre bien barbare, mais les chercheurs prennent soin de signaler que les individus ont été habitués à leur longe avant l’expérience, et qu’ils ont pris garde à ce que les mâles victimes ne se fassent pas attraper par les femelles (précision est tout de même faite que le mâle s’est fait attraper les antennes plusieurs fois, ce qui n’est pas du tout traumatisant…). 
Dispositif expérimental, d’après Scardamaglia et al. (2015). Le mâle focal peut s’orienter librement vers l’une des deux femelles, stimulées par le mâle “victime”.
Après ce petit manège pour montrer au mâle focal qu’une femelle est fichtrement agressive par rapport à l’autre, les chercheurs laissent donc le mâle seul avec ses prétendantes, pour qu’il puisse réfléchir et prendre sa décision. Et vu l’enjeu (éviter la décapitation…), la décision peut être longue… Très longue… Et le test peut ainsi s’étendre sur une période de 11h. Heureusement, des caméras capturent le tout, question d’intimité pour les bestioles : pas question d’interférer dans leur comportement. Et puis c’est souvent plus pratique pour les chercheurs, surtout pour des longues expériences.
Les mantes ne forment pas d’associations en dehors de la reproduction. Pour la femelle, le mâle ne constitue qu’une réserve de sperme, et parfois de viande, qui vient volontairement à sa rencontre pour lui offrir tout ça ! (Source)
Alors, suicidaires ces mâles ? Eh bien non, à l’unanimité, et de manière très nette, les mâles vont passer un temps considérablement plus long à tenter d’approcher la femelle non-agressive. Un résultat qui peut nous paraître absolument évident mais qui demandait pourtant bien vérification : en dépit du coût évident à perdre la tête, un partenaire agressif peut être avantageux. Cela pourrait être preuve de bonne santé (il faut de l’énergie pour être agressif !). Et puis rappelez-vous une expérience dont je vous avais parlé (par ici) : chez une espèce de cichlidé dont la défense du territoire et de la progéniture est nécessaire, et malgré un cannibalisme fréquemment observé même au sein du couple, la femelle (chacun son tour de choisir) va préférer les partenaires les plus agressifs. Un exemple qui est loin de convaincre nos mâles mantes, chez qui les femelles se contentent de pondre sans apporter le moindre soin parental par la suite. En revanche, certains mâles d’insectes et araignées sont connus pour offrir à leur dame un cadeau nuptial, une proie pour amadouer la femelle. L’hypothèse a été plusieurs fois évoquée que, dans certains cas, une telle offrande pourrait protéger les mâles face à des femelles potentiellement cannibales, en reportant leur appétit sur une proie plutôt que leur propre tête !

Bibliographie 

 

Scardamaglia, R.C., Fosacheca, S. & Pompolio, L. 2015. Sexual conflict in a sexually cannibalistic praying mantid: males prefer low-risk females. Animal Behaviour, 99, 9-14.
Sophie Labaude
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La pollution de l’Arctique menace… le pénis des ours polaires

Décidément, les ours polaires sont abonnés aux agressions environnementales. Non seulement le réchauffement climatique et la remontée spectaculaire des températures arctiques qu’il induit amenuisent le terrain de chasse de ces grands prédateurs – la banquise – ainsi que la période de … Continuer la lecture

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La sélection scientifique de la semaine (numéro 154)

- Comment la technologie a transformé la zoologie. (en anglais) – L’éditorial de Nature rappelle que, comme la satire, la science a pour mission de faire reculer l’obscurantisme. Caricaturistes et chercheurs, même combat. (en anglais) – Quand la maladie de Parkinson, en perturbant la … Continuer la lecture

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Des femelles crabes sous le charme de robots danseurs

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Hésitation. Autour d’elle, quatre grosses pinces s’agitent dans un ballet sensuel, démonstration des attributs de chacun. De la drague pure à laquelle elle ne saurait résister. Lequel de ses prétendants choisir ?
Nous sommes sur une plage, au nord de l’Australie. La danse des crabes a débutée, un florilège de mouvements de pinces synchronisés pour s’attirer les faveurs des dames. Mais notre femelle ne fait pas dans le banal. Les pinces qui s’agitent devant elle sont en plâtre, articulées par des robots qui se font passer pour des mâles. Et elle n’y voit que du feu…

L’intrigante danse des robots

Nous ne sommes pas sur le tournage du dernier Spielberg « Les pinces de la mer », ni plus que nous assistons à la dérive sexuelle de robots ayant pris leur indépendance. Nous sommes en réalité sur le terrain de jeu de scientifiques. L’équipe est spécialisée dans l’étude des crabes violonistes. Chez ces espèces, le mâle présente une particularité étonnante : il a une pince sur-développée. Mais pas dans le genre du tennisman qui utilise plus un bras que l’autre. Non, plutôt dans le genre méchamment-super-sur-développé. A côté, l’autre pince passe pour un membre complètement atrophié et ridicule. Le rôle de cette pince énorme ? Attirer les femelles bien sûr. Et puis parfois se battre un petit peu, boys will be boys… Ces messieurs, quand vient l’heure de se trouver une chérie, fond des appels de pinces. Les femelles, face à cette armada de jolis minois qui s’agitent en rythme, peuvent alors tranquillement choisir leur prétendant.
Quelques spécimens parmi les crabes violonistes (photos prises ici et )
Évidemment, une parade aussi intrigante attire forcément les scientifiques, avec leurs questions par milliers. On se met à la place de la femelle : qu’est-ce qui peut bien l’attirer chez ces artistes en herbes qui se trémoussent en rythme ? 
Puisque les études ne datent pas d’hier, les chercheurs ont déjà mis en évidence que ces dames préfèrent les messieurs qui arborent les plus grosses pinces, et qui font les appels les plus rapides. Mais est-ce que ce sont les seuls critères ? Certes, les mâles agitent leurs pinces plus ou moins grosses de manière plus ou moins rapide. Mais il y a maintes façon de le faire, notamment en termes de synchronisation avec les autres prétendants. Chez la petite espèce du doux nom d’Uca mjoebergi, la danse est particulièrement synchrone, alors on se dit quand même que ce n’est pas par hasard. Comment en avoir le cœur net ? Il faudrait étudier la réaction des femelles face à des mâles qui se dandinent de manière plus ou moins synchrone. Difficile, quand tous les mâles s’y mettent à cœur joie pour ne présenter aucune variabilité de ce côté-là. Qu’à cela ne tienne, faute de mâles coopératifs, les chercheurs en fabriqueront eux-mêmes !
Notre protagoniste, le crabe Uca mjoebergi, en pleine danse de la joie (Source)

Des robots complices des scientifiques

C’est ainsi qu’on se retrouve avec des robots qui dansent sur les plages… L’équipe s’amuse ainsi à montrer aux femelles crabes des pinces en plâtre qui s’agitent, répliques parfaites de vraies pinces. Après tout, c’est tout ce qui intéresse les femelles…  
Dans une étude qui date de quelques années (Reaney et al. 2008), les chercheurs commencent tout d’abord à opposer les mâles par paires. D’un côté, une paire de mâles qui dansent simultanément. De l’autre, à 40 cm de là, deux mâles dont un agite sa pince avant l’autre. La femelle est placée à égale distance des quatre prétendants. Une fois libre de ses mouvements, elle va alors choisir un mâle, usant de comportements typiques, mouvements saccadés avec une approche vers l’individu qui l’intéresse, ce qui est tout de même un signe rassurant que l’illusion fonctionne. Contre toute attente, les mâles sur qui les dames jettent leur dévolu sont rarement ceux qui font leur performance en synchronisation : les femelles ont une préférence très nette pour le « leader » comme l’appellent les chercheurs, ce bras articulé qui démarre le mouvement avant son compère.
Vidéo de l’expérience. La femelle est placée au milieu, immobilisée un temps histoire qu’elle se remette de ses émotions (la capture, tout ça). Puis les chercheurs la laissent libre de ses mouvements, lui permettant alors de jeter son dévolu vers sa pince en plâtre préférée.
Cette année, les chercheurs nous servent leur nouvelle tournée de drague robotisée (Kahn et al. 2014). Cette fois, ils veulent préciser à quel point les femelles affectionnent les mâles asynchrones. Ils font alors danser trois de leurs protagonistes en rythme, agitant la pince précisément 6,7 fois par minute. La quatrième pince articulée est alors réglée pour s’agiter autant de fois que les autres, mais de manière décalée, avec différents degrés de décalage : soit elle précède les autres (en finissant son mouvement ou non avant que les autres ne démarrent), soit elle les suit (encore une fois avec ou sans recouvrement), soit elle bouge précisément entre deux mouvements de ses compères. Résultat ? Si les femelles préfèrent ceux qui ne font pas comme les autres, encore une fois, l’ordre de mouvement a un rôle. Les femelles ne montrent ainsi aucune préférence particulière pour ceux qui s’agitent en retard. Au contraire, elles montrent un fort intérêt pour les mâles qui s’agitent avant les autres, les fameux « leaders ».
Ce qui est paradoxal, c’est que le fait que les femelles préfèrent les mâles asynchrones, plus précisément les leaders, permet de donner une explication quant à la parfaite synchronie observée ! En effet, cette synchronie pourrait d’une part s’expliquer par une coopération des mâles, dans le cas où les femelles préfèrent les groupes synchrones. Tous les participants bénéficieraient alors à danser en même temps. En parallèle, une synchronie pourrait se mettre en place qui résulterait de la préférence des femelles pour les leaders. Il s’agirait alors d’un phénomène explicable par la théorie des jeux. Dans son explication la plus simple, si un mâle essaie de danser le premier, il s’attirerait donc à lui seul les faveurs des femelles. Les autres prétendants ont donc intérêt à bouger dès qu’ils détectent un fifrelin de mouvement chez leurs opposants… De fil en aiguille, chacun essayant d’être le premier, l’ensemble finit dans un beau ballet synchronisé.
Construire des robots pour duper les animaux, les scientifiques n’en sont plus à leur coup d’essai. Un écureuil qui parle et qui bouge (Source), une maman poule bionique (Source), ou des bestioles télécommandées (Source), les subterfuges font foison, et ça fonctionne !
C’est ainsi que les scientifiques font des découvertes : ils construisent des robots et les font participer à des parades sexuelles ! Qui a dit que le métier était ennuyeux ?

Bibliographie :

  • Kahn, A.T., Holman, L. & Backwell, P.R.Y. 2014. Female preferences for timing in a fiddler crab with synchronous courtship waving displays. Animal Behaviour, 98, 35-39.
  • Reaney, L.T., Sims, R.A., Sims, S.W.M., Jennions, M.D. & Backwell, P.R.Y. 2008. Experiments with robots explain synchronized courtship in fiddler crabs. Current Biology, 18, R62-R63.
  • Le site web de l’équipe, plein d’infos sympas avec des jolies images et des vidéos
  • Article sur l’utilisation des robots dans l’étude des animaux
Sophie Labaude
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La sélection scientifique de la semaine (numéro 145)

- Une étude publiée dans Science se demande si, dans le cosmos, un nombre considérable d’étoiles (jusqu’à la moitié de celles existant dans l’Univers) ne se promènent pas en solitaires, à l’écart de toute galaxie. (en anglais) – Une étoile est mordue … Continuer la lecture

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Quand ils ont trop froid, les flamants roses meurent… de faim

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1985. L’hécatombe. Dans un des plus beaux endroits de France, la Camargue indomptable, se déroule une tragédie sans précédents. Le froid extrême touche de plein fouet les populations sauvages, venant à bout même des animaux capables de migrer. Subissant deux semaines consécutives de températures négatives allant jusque -10°C, la population de flamants roses, la seule à se reproduire en France, subit alors de pertes considérables : près de 3000 cadavres sont recensés.
Photo d’archive de 1985 qui montre la tristesse de la rigueur de l’hiver, avec nombre de cadavres de flamants gisant sur une Camargue en proie au gel (Source)
2012. Nouvelle vague de froid alors même que le destin m’a conduit en Camargue pour étudier les flamants roses. Quelques jours après mon arrivée, c’est avec ironie que j’ai l’occasion de les observer de beaucoup plus près, et en beaucoup moins vivants… Le climat a encore frappé : on compte 1500 morts parmi les rangs des 20 000 individus hivernant en France. A la Tour du Valat, centre de recherche qui étudie les flamants de longue date, les macchabées roses s’entassent. Les gens nous ramènent les animaux qu’ils trouvent, ou nous appellent pour qu’on vienne les chercher. Malgré la tristesse de la situation, l’esprit scientifique grattouille sous le crâne : on a envie de comprendre.
Avec des collègues du centre et en collaboration avec d’autres personnes de Montpellier, on se lance alors dans une investigation. Objectif : déterminer la cause de la mortalité des flamants. Car si le froid mordant est un candidat évident, son impact peut être moins direct qu’il n’y parait.
Les corps s’entassent, on les stocke sous de gros bacs qui jouent le rôle de congélateurs “grâce” aux températures extérieures négatives. Ne pas se fier au soleil !
Avec la quantité de cadavres à disposition, on recrute une armada de volontaires (un grand merci au passage !) qui nous aide à mesurer chaque individu. Quelques candidats seront étudiés de plus près : on les mesure sous toutes les coutures, du bec jusqu’au bout des pattes. On leur arrache des plumes pour les compter et les mesurer. On utilise des appareils pour évaluer la couleur de leur peau et de leur plumage, on les pèse… Des centaines de données qui vont pouvoir être utilisées pour modéliser les dépenses énergétiques des flamants, grâce à un modèle développé par nos autres collaborateurs américains. Ce modèle astucieux fabrique un individu fictif numérique à partir des données moyennes qu’on lui donne (morphologie, physiologie, comportement, et tout un tas de paramètres). Puis on renseigne au modèle le climat subit par les animaux (température, vent, humidité, etc.) et on obtient les dépenses minimales nécessaires aux bestioles pour conserver leur homéothermie, autrement dit pour garder le sang chaud. Très rapidement on observe ce que l’on soupçonnait : les vagues de froid augmentent drastiquement les dépenses énergétiques de nos flamants. Se maintenir au chaud lorsqu’il fait froid, même si on est bien pourvus en plumes, ça coûte de l’énergie !
Un spectrophotomètre est utilisé pour mesurer la lumière renvoyée par les plumes et la peau des jeunes et des adultes. Autrement dit, on mesure leur couleur, qui joue un rôle dans la thermorégulation en modulant la quantité de rayons du soleil qui sont renvoyés.

Se pourrait-il que les flamants soient morts de faim, après avoir épuisé toute leur énergie ? Pour en avoir le cœur net, je monte dans un train direction Strasbourg, avec une valise pleine de flamants morts et l’espoir qu’ils ne décongèlent pas trop vite (pour ceux qui se posent la question, l’odeur du flamant décongelé est absolument abjecte !). Là-bas, avec d’autres collègues du CNRS, les flamants sont découpés avec la précision d’une boucherie fine, les morceaux sont pesés, et ils sont ensuite réduits en poudre. Littéralement. La technique peut paraitre un tantinet barbare mais elle permet de procéder à des dosages précis de la composition biochimique des animaux. En l’occurrence, le ratio lipides/protéines permet de donner une idée sur l’état des réserves de l’animal. Plus ce ratio est élevé, plus la bestiole se porte bien. En revanche, lorsqu’un individu n’a plus accès à la nourriture, il puise dans ses réserves en consommant d’abord ses lipides, ce qui fait diminuer ce ratio. 
Après investigation, mes flamants voyageurs présentaient un ratio proche de celui observé chez d’autres oiseaux dans une phase de jeûne avancée. Autrement dit, ils avaient faim, très faim ! Toutes les données se recoupent alors. Les carcasses étaient exceptionnellement légères, et les dosages suggèrent que toutes les ressources étaient épuisées, en parallèle du modèle qui nous dit que les flamants ont fait face à une demande sévèrement accrue en énergie. Alors pourquoi n’ont-ils pas simplement mangé plus s’ils avaient tant besoin d’énergie ? C’est la dernière clé de l’énigme. 
Les artémies, minis crustacés aquatiques, constituent un des mets favoris des flamants. Ils passent des heures le bec plongé dans l’eau à filtrer ces créatures à la manière d’une baleine et de ses fanons.
En France, comme pour beaucoup d’autres pays nordiques, des oiseaux de toutes trempes migrent à l’approche de l’hiver. Contrairement aux idées reçues, ce mouvement qui se fait généralement vers le sud n’est pas une réponse à l’incapacité des oiseaux à faire face à des températures plus faibles. D’ailleurs, notre modèle montre que les températures hivernales, même en période de vague de froid, induisent des dépenses énergétiques qui sont certes importantes mais qui restent plus faibles que celles requises par la reproduction. Ce qui fait partir les oiseaux, généralement, c’est la nourriture qui se fait rare. Insectes et petites bêtes en tous genres, y compris les minuscules crustacés aquatiques dont se nourrissent les flamants… la nature se dépeuple quand vient la fin de l’année. Les flamants roses sont d’ailleurs des migrateurs partiels : une partie de la population s’en va vers l’Afrique, terre d’abondance, une fois la période de reproduction terminée. Beaucoup restent en France cependant, et notamment les plus jeunes pour qui la probabilité de survie est plus importante s’ils restent sur place. Les ressources sont certes plus restreintes, mais généralement suffisantes pour eux, et constituent un obstacle bien moins insurmontable que de traverser des milliers de kilomètres avec tous les dangers que cela implique. Mais en période de vague de froid, on change la donne : la plupart des plans d’eau où se nourrissent les flamants sont alors congelés ! La nourriture n’était donc tout simplement pas accessible pour les animaux, qui avaient d’ores et déjà épuisé trop de réserves pour entreprendre avec succès une migration. C’est ainsi que se résout le mystère : les flamants roses, en pleine vague de froid, sont en fait morts de faim.
http://jeb.biologists.org/content/217/20/3700Bibliographie 
(et avec grande fierté, mon premier article tout fraichement publié !) : Deville, A.-S., Labaude, S., Robin, J.-P., Béchet, A., Gauthier-Clerc, M., Porter, W., Fitzpatrick, M., Mathewson, P. & Grémillet, D. 2014. Impacts of extreme climatic events on the energetics of long-lived vertebrates: the case of the greater flamingo facing cold spells in the Camargue. The Journal of Experimental Biology, 214, 3700-3707. + le petit bonus du journal
Sophie Labaude
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