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Ce que les petits caméléons de Madagascar, les grenouilles révèlent sur l’évolution des animaux miniaturisés

Madagascar possède de nombreuses «mini» créatures. Ceux-ci incluent un groupe récemment découvert de grenouilles miniaturisées ainsi que la découverte plus tôt cette année du plus petit reptile sur terre – le Brookesia nana, ou nano-caméléon, qui a la taille d’un trombone. Moina Spooner, de The Conversation Africa, a demandé au Dr Mark D Scherz, un spécialiste des amphibiens et des reptiles qui se concentre sur Madagascar, d’expliquer les causes de la miniaturisation de ces animaux.

Madagascar est célèbre pour ses petits animaux; les lémuriens de souris, les plus petits primates de la terre, par exemple, sont largement connus. On prend également de plus en plus conscience que Madagascar abrite une variété d’autres animaux miniaturisés uniques, en particulier des caméléons et des grenouilles. Dans ces groupes, les chercheurs ont découvert un grand nombre d’espèces minuscules ces dernières années.

En 2017, les chercheurs ont décrit 26 espèces de Stumpffia – un groupe de grenouilles – dont la plus petite ne mesure même pas 1 cm de long à la taille d’un adulte. C’est l’une des plus petites grenouilles du monde.

Puis, en 2019, mes collègues et moi avons montré que plusieurs groupes différents de microhylides de la cophyline – un groupe de grenouilles à bouche étroite que l’on ne trouve qu’à Madagascar – sont devenus miniaturisés de manière indépendante. Un groupe de ceux-ci était un genre entièrement nouveau. Nous leur avons donné le nom approprié « Mini», Avec les trois espèces Le minimum, Mini scule, et Mini ature.

Nous avons également trouvé de nouveaux petits caméléons. En 2019, nous avons décrit Brookesia tedi, un caméléon qui atteint une longueur totale de seulement 32 mm. Et puis au début de 2021, nous avons décrit Brookesia nana, le plus petit caméléon, qui a des mâles adultes de seulement 21,6 mm de longueur totale et des femelles 28,9 mm.

Pourquoi ont-ils évolué pour devenir si petits?

Il y a probablement de nombreuses raisons différentes pour lesquelles ces animaux ont évolué pour devenir si petits. Par exemple, il leur serait peut-être possible d’exploiter de nouvelles ressources qui ne leur étaient pas auparavant disponibles. Il peut s’agir de nouvelles sources de nourriture ou d’explorer l’espace entre les feuilles et les racines des arbres inaccessible aux animaux plus gros.

Il pourrait également être motivé par la concurrence avec d’autres espèces similaires. Les espèces peuvent diviser en différentes catégories de taille pour répartir leurs ressources et éviter la concurrence directe.

Dans de nombreux cas, il se peut qu’aucune force sélective forte ou unique ne soit à l’origine de la miniaturisation, mais il pourrait s’agir simplement d’un processus de changement aléatoire de la population, qui se produit dans tous les organismes au fil du temps. Cela s’explique en outre par les goulots d’étranglement de la population, les animaux de plus en plus petits étant coupés des autres populations.

La réponse simple est que nous ne le savons pas encore dans aucun des cas, et il est probable que dans la plupart des cas, il s’agisse d’une combinaison de facteurs. Nous sommes bien plus à même de dire quels sont les corrélats de la miniaturisation – c’est-à-dire l’ensemble des caractéristiques, des comportements et des écologies qui accompagnent la miniaturisation – que les causes.

  Ce que les petits caméléons de Madagascar, les grenouilles révèlent sur l'évolution des animaux miniaturisés

Brookesia nana, décrite en 2019, est l’un des plus petits caméléons, et en fait l’un des plus petits vertébrés amniotes, sur terre. Crédit d’image: Frank Glaw / Mark D Scherz

Madagascar: abrite un nombre inhabituellement élevé de mini-créatures?

En parlant uniquement de reptiles et d’amphibiens, peut-être, mais c’est difficile à dire avec certitude. L’Asie du Sud-Est a une diversité massive de grenouilles miniaturisées, par exemple, mais il est difficile de dire avec certitude si le nombre d’événements majeurs de miniaturisation dans cette région est supérieur ou inférieur à celui de Madagascar.

Il en va de même pour l’Amérique centrale et l’Amérique du Sud, où l’on trouve de nombreux petits amphibiens et reptiles, notamment des salamandres, des grenouilles et des lézards.

En fin de compte, même si Madagascar n’est peut-être pas le champion du monde en termes de nombre de reptiles et d’amphibiens miniaturisés, je pense que c’est un endroit exceptionnellement intéressant pour étudier leur évolution, et nous commençons à peine à gratter la surface. de cela.

Ce que leur petite taille dit de leur évolution

C’est la question que je trouve la plus excitante. De la miniaturisation, nous pouvons apprendre toutes sortes de choses intéressantes sur la physiologie, l’évolution et la biomécanique – comment les organismes se déplacent et fonctionnent.

Par exemple, il semble y avoir un modèle où l’évolution de la miniaturisation est associée à des changements dans l’écologie. Presque toutes les grenouilles miniaturisées de Madagascar sont terrestres, que leurs ancêtres soient ou non arboricoles terrestres (vivant dans les arbres). Les seules conditions dans lesquelles les grenouilles miniaturisées sont restées arboricoles tout au long de la miniaturisation ont été lorsqu’elles se reproduisent dans les cavités d’eau à la base des feuilles de certaines plantes, comme le Pandanus usine.

Nous avons également appris que les grenouilles microhylides de Madagascar se sont pour la plupart miniaturisées en conservant des caractéristiques de type juvénile, connues sous le nom de pédomorphose. Par exemple, ils ont tous une tête et des yeux relativement grands pour leur taille corporelle.

Mais une espèce, Rhombophryne proportalis, a apparemment miniaturisé par le nanisme proportionnel. Il a les proportions approximatives d’un non-miniaturisé Rhombophryne. Ainsi, bien que la pédomorphose soit la manière typique dont les grenouilles malgaches miniaturisent, ce n’est en aucun cas la seule façon de les miniaturiser.

Une autre découverte particulièrement intéressante est que la miniaturisation a apparemment évolué encore et encore dans différentes lignées. Cela était déjà évident chez les grenouilles à l’échelle mondiale (il existe des lignées de grenouilles miniaturisées dans tous les tropiques). Mais un groupe de grenouilles à Madagascar a fait cela cinq fois ou plus seul. Cela nous indique que l’évolution de la miniaturisation peut se produire fréquemment et peut être avantageuse dans certaines circonstances.

De nos travaux sur les caméléons miniaturisés, nous avons également constaté que, à mesure que ces lézards rétrécissent, leurs organes génitaux augmentent en taille relative. Nous pensons que c’est parce que les femelles sont plus grandes que les mâles. Parce que les organes génitaux masculins doivent s’accoupler avec ceux des femelles pour une reproduction réussie, et parce que la femelle n’est pas aussi petite que le mâle, les organes génitaux du mâle sont contraints de rester proportionnels à la taille de la femelle, même si sa taille corporelle évolue pour être plus petite.

Il y a des centaines de questions ouvertes dans le domaine des études sur les vertébrés minuscules. Nous commençons à peine à comprendre à quel point ce trait est répandu et commun, combien d’espèces l’ont fait et combien d’espèces miniaturisées restent non décrites. Il y a toute une frontière miniature de recherches intéressantes à mener parmi ces minuscules vertébrés, et je suis, pour ma part, excité de voir ce que nous découvrirons ensuite.

Mark D Scherz, chercheur scientifique, Université technique de Braunschweig

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l’article original.

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