23 février 2024
4 lecture min.
Les serpents ont connu une poussée d’adaptation il y a environ 128 millions d’années qui les a amenés à exploser en diversité et à évoluer jusqu’à trois fois plus vite que les lézards.
Une vipère à cils des tropiques du Nouveau Monde.
Alejandro Arteaga/Fondation Khamai
Lorsqu’ils ont évolué à partir des lézards il y a plus de 100 millions d’années, les serpents étaient des acteurs écologiques rampant en marge des écosystèmes dominés par les dinosaures. Mais il existe aujourd’hui environ 4 000 espèces de serpents, allant des anacondas verts qui pèsent plus que les gorilles adultes 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 exceptionnels », déclare Daniel Rabosky, biologiste évolutionniste à l’Université du Michigan.
Sur environ 25 groupes de des lézards qui ont perdu leurs pattes indépendamment, les serpents sont devenus les seuls à véritablement exploser en diversité. Une nouvelle étude publiée cette semaine dans Science explique pourquoi : les données génomiques ont révélé que les serpents ont connu une poussée d’adaptation il y a environ 125 millions d’années– au début de leur histoire évolutive – qui les a aidés à exploiter de multiples lacunes écologiques. « L’article démontre 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 distingue 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 suivre l’évolution de ces créatures écailleuses au fil du temps. Enfin, ils ont renforcé cet ensemble de données avec des informations alimentaires provenant de près de 70 000 lézards et serpents, principalement des spécimens conservés dans l’alcool dans les collections des musées.
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Les résultats ont montré une poussée d’adaptation précoce apparemment liée au développement de traits spécialisés. Ces traits incluent des structures chimioréceptives qui aident les serpents de manière experte localiser leurs proies à l’aide de l’odeur et de la chaleur et mâchoires flexibles qui les aident à avaler des repas surdimensionnés. Quelques les serpents ont développé un venin mortel pour chasser des proies plus grosses.
Le nouvel article ne prend pas de risques pour identifier quel trait spécifique a conduit au succès des serpents. Lee dit que c’est probablement une interaction de traits qui les a aidés à remporter le jackpot de l’évolution. « Les serpents réussissent grâce à une synergie d’adaptations multiples (telles que) des corps allongés, une constriction, du venin, des crânes flexibles », explique Lee. « De nombreux lézards apodes possèdent une ou deux de ces caractéristiques de serpent, mais n’ont pas eu autant de succès. » Il cite un groupe de geckos qui ont un corps allongé et un crâne flexible mais qui ne se sont jamais diversifiés en plus d’une poignée d’espèces.
Rabosky convient que l’adoption d’une suite de traits spécialisés a probablement contribué à accélérer l’évolution du serpent. D’après l’arbre évolutif de l’étude, les serpents semblent avoir évolué jusqu’à environ trois fois plus vite que les lézards. « La vitesse à laquelle les serpents développent de nouvelles caractéristiques et développent de nouveaux types de régimes alimentaires a été accélérée », explique Rabosky. « Les lézards se promènent sur un cyclomoteur tandis que les serpents sont dans un train à grande vitesse. »
Une évolution aussi rapide a probablement permis aux serpents d’exploiter davantage de lacunes écologiques que les lézards après l’extinction massive cataclysmique survenue il y a 66 millions d’années qui a condamné plusieurs 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 s’accrochent aux insectes ou à d’autres petits arthropodes ; les serpents sont généralement beaucoup plus aventureux et s’attaquent à des animaux allant des rongeurs et des oiseaux aux kangourous et crocodiliens.
Bien que les serpents aient collectivement développé des goûts variés, 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 une queue en forme de pagaie et grignotent des proies telles que des poissons de récif. D’autres espèces avalent les œufs d’oiseaux entiers. Certains consomment même des aliments nocifs que peu d’autres espèces oseraient manger. La plupart des lézards se spécialisent beaucoup moins et mangent simplement les 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 « singularité macroévolutionnaire ». Comme un big bang évolutif, ces événements rares se produisent lorsqu’un groupe d’organismes se diversifie rapidement en une variété de 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 de ce phénomène, que Charles Darwin a qualifié de « mystère abominable ».
Ce n’est qu’un exemple supplémentaire, dit Rabosky, de la façon dont « ces big bangs de l’évolution sont profondément importants pour l’histoire de la vie sur Terre ».
