La sortie des eaux des tétrapodes
Le tétrapode le premier animal sortie de l’eau
La conquête du milieu aérien par les êtres vivants à l’ère primaire est le grand changement évolutif que traitent, avec raison, presque tous les ouvrages consacrés à l’évolution. Sans doute parce qu’une des conséquences de ce changement est l’apparition d’une forme consciente capable de rechercher sa propre origine.
Si l’on se restreint aux seuls Vertébrés, le changement de milieu a nécessité l’acquisition d’un ensemble d’adaptations aussi indispensables les unes que les autres : poumons, double circulation sanguine, tégument kératinisé empêchant les pertes d’eau, membre chiridien adapté à la marche et à la compensation de l’absence de poussée d’Archimède… C’est sur ce dernier que nous allons nous appuyer en présentant quelques données paléontologiques qui permettent de construire un modèle séquentiel de la sortie des eaux des Tétrapodes. On notera que l’orientation des différents segments et la nature de leurs mouvements relatifs dépendent fortement de la longueur des os et de la structure des articulations.
Traditionnellement, on présente Ichthyostega comme le plus ancien des Tétrapodes et on le compare à des Sarcoptérygiens, ou Poissons à nageoires charnues, du Dévonien comme Eusthenopteron (anciennement Crossoptérygiens Rhipidistiens, actuellement Sarcoptérygiens Ostéolépiformes). Les reconstitutions d’Ichthyostega nous le montrent hors de l’eau dans un milieu plus ou moins lagunaire. On ajoute à la comparaison les Dipneustes, dont les formes larvaires présentent un chiridium (Martin 1982). Cependant, expliquer la transition entre toutes ces formes est assez complexe et les modèles fournis reposent bien souvent sur la bonne volonté du lecteur. On comprend mal en effet comment toutes les adaptations nécessaires à la vie hors de l’eau ont pu se mettre en place chez le même individu (pour caricaturer). Des études récentes permettent d’affiner ces modèles. Ces études sont basées sur la découverte et l’exploitation de fossiles présentant des caractéristiques « intermédiaires », le mot est lâché, entre Sarcoptérygiens et Tétrapodes. De plus ils sont suffisamment complets pour pouvoir
kétudier autre chose que le chiridium, par exemple les crânes et les appareils branchiaux et reconstituer ainsi de façon plus complète la biologie des ces organismes (Clarke 1997).
Acanthostega est un animal qui vivait au Dévonien supérieur. Son squelette présente des caractéristiques à la fois de Poissons et de Tétrapodes :
- un chiridium avec zeugopode court comportant un radius plus long et plus fin que le cubitus, ce qui limite la torsion, et des articulations peu flexibles ; cette organisation est incapable de supporter le poids d’un organisme terrestre, sans le secours de la poussée d’Archimède ;
- huit doigts formant une palette large ;
- des branchies fonctionnelles, car on observe une profonde trace d’artère branchiale dans les arcs squelettiques.
C’est donc un animal aquatique avec un chiridium, ou membre chiridien, qui sert de pagaie et peut éventuellement permettre l’accrochage à un support immergé. Le réexamen des squelettes de Ichthyostega montre qu’il partageait également cette structure. Il était donc vrai¬semblablement aquatique lui aussi, car ses membres ne lui permettaient pas de se mouvoir hors de l’eau, sans doute pas mieux que les nageoires rayonnées des Periophtalmes actuels.
Ce qui est remarquable, c’est que cette structure est déjà réalisée, pour les deux segments les plus proches de Taxe du corps, chez Panderichthys, Sarcoptérygien du Dévonien moyen, antérieur aux premiers Tétrapodes. Ces deux segments, homologues du stylopode et du zeugopode, sont prolongés par une palette soutenue par des rayons. L’autopode n’existe pas. On peut donc voir que le chiridium est apparu avant les doigts, et avant les Tétrapodes. On constate également que le nombre de doigts des premiers chiridium est supérieur à 5 et que ce nombre a par la suite diminué, sans doute par altération du développement, nous y reviendrons.
Les premiers Tétrapodes sont donc aquatiques et ne sont devenus terrestres que par la 2, lorsque les articulations ont permis le soulèvement du corps au-dessus du substrat compensant ainsi l’absence de poussée d’Archimède. Le changement dans les structures n’est : pas contemporain du changement de milieu. Cela simplifie ou raccourcit le « saut »évolutif nécessaire à l’adaptation au milieu terrestre dans la mesure où des structures nécessaires cette adaptation sont déjà présentes avant le changement de milieu. La transition entre Panderichthys et Acanthostega est soulignée par d’autres translations, quasiment contemporaines de l’invention des doigts, par exemple la disparition joint intracrânien transversal (Ahlberg et al. 1996). On peut donc penser que la sortie des a été « préparée » dans l’eau, ou, pour éviter toute ambiguïté liée à un quelconque projet », que des structures aquatiques transformées mais toujours fonctionnelles ont permis la conquête ultérieure de nouvelles niches écologiques. Nous allons voir que cette situation semble assez fréquente.
Vidéo: La sortie des eaux des tétrapodes
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