Les chercheurs pensaient que le Cryptotora thamicola était le seul à « marcher ». Ils ont trouvé dix autres espèces avec une structure osseuse semblable. © Zachary Randall, Musée d’histoire naturelle de Floride
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11 poissons qui peuvent marcher

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Les chercheurs pensaient que le Cryptotora thamicola était unique en son genre. Sa structure osseuse lui permettant de « marcher ». Mais aujourd'hui, une équipe dévoile dix autres espèces capables de « marcher » elles aussi !

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[EN VIDÉO] Un dipneuste qui marche  Le dipneuste Protopterus annectens réussit à se déplacer en soulevant son corps grâce à ses nageoires. C'est une sorte de marche, similaire à celle des tétrapodes avec lesquels il a un ancêtre commun. © King et al. 2011, Pnas 

Le Cryptotora thamicola est un poisson fascinant. On l'appelle aussi le poisson grimpeur des grottes. Et les chercheurs pensaient qu'il était le seul poisson vivant capable de « marcher » en s'appuyant sur ses nageoires. Mais de nouveaux travaux menés par le Musée d’histoire naturelle de Floride (États-Unis) montrent aujourd'hui que dix autres espèces de la même famille - celles des Balitoridae - présentent des caractéristiques osseuses similaires. Les chercheurs soupçonnent qu'elles aussi ont la capacité de « marcher » sur la terre ferme à la manière d'une salamandre.

Le bassin du Cryptotora thamicola ressemble davantage à celui de certains amphibiens. Il lui permet de « marcher » à la manière d’une salamandre. © Zachary Randall, Musée d’histoire naturelle de Floride

Pour en arriver à cette conclusion, ils ont étudié leur structure osseuse par tomodensitométrie. En analysant la forme de l'os qui relie leur colonne vertébrale à leurs nageoires pelviennes, ils ont observé que ces espèces partageaient la ceinture pelvienne complexe et inhabituelle du Cryptotora thamicola.

« Nous le pensions unique et nous découvrons ici que les ceintures pelviennes robustes sont bien plus courantes », raconte Zachary Randall, le directeur du laboratoire d'imagerie du Musée d'histoire naturelle de Floride dans un communiqué. Et des analyses ADN montrent par ailleurs que toutes celles-ci n'ont pas évolué à partir d'une seule origine, mais qu'elles sont apparues plusieurs fois au sein de la famille des Balitoridae.

L’Homaloptera bilineata ne présente pas un bassin robuste semblable à celui du Cryptotora thamicola, mais il utilise ses nageoires pour se propulser vers l’avant. La mesure dans laquelle il peut « marcher » est encore inconnue. © Zachary Randall, Musée d’histoire naturelle de Floride

Une adaptation à leur environnement

Précisons que la « marche » du Cryptotora thamicola a été décrite pour la première fois en 2016. Elle est soutenue par des côtes élargies, renforcées par des attaches musculaires stabilisatrices. Et elle semble représenter une adaptation qui lui permet de survivre à une vie dans les ruisseaux à débit rapide de grottes. Une façon de se déplacer entre les niveaux d'eau qui peuvent fluctuer pendant la saison sèche.

« Les relations entre ces poissons suggèrent que la capacité de s'adapter aux rivières à débit rapide peut être ce qui a été transmis génétiquement, plutôt qu'un ensemble de caractéristiques physiques spécifiques », précise Callie Crawford, auteure principale de l'étude.

Et c'est désormais l'évolution au fil du temps des formes pelviennes des poissons de la famille des Balitoridae que les chercheurs sont parvenus à retracer. « Maintenant, nous avons un arbre beaucoup plus précis qui ajoute un cadre pour étudier combien d'espèces peuvent marcher et dans quelle mesure elles le peuvent. » De quoi les aider à mieux comprendre comment les premiers vertébrés doués de marche ont pu apparaître sur Terre.

Pour en savoir plus

Ce poisson qui marche pose une colle aux scientifiques

Ce poisson marche-t-il ? Oui, peut-être. À quelle espèce appartient-il ? On ne sait pas. Filmé par un plongeur en Indonésie, il surprend les scientifiques qui se sont penchés sur ces images.

Article de Jean-Luc Goudet paru le 09/06/2017

Le poisson qui marche, filmé en Indonésie, cherche sa nourriture sur le fond sableux. Deux rayons de ses nageoires pectorales lui servent à dégager des morceaux de nourriture ou des proies enfouies, et peut-être à avancer. © Éméric Benhalassa, National Geographic, YouTube

Au large de Bali, en Indonésie, Émeric Benhalassa, un cuisinier français, plongeur amateur, a filmé, de nuit, un curieux poisson ressemblant à une rascasse et semblant marcher sur le fond. C'est ce qu'explique National Geographic, qui diffuse cette vidéo étonnante.

L'animal pose sur le fond sableux de fines pattes dans un mouvement qui évoque la marche des tétrapodes terrestres. Sur les toutes premières images, les « jambes » droite et gauche suivent un mouvement en opposition, comme les nôtres, et l'animal semble pousser sur elles. Mais la nageoire caudale est aussi en mouvement. Par ailleurs, ces fausses pattes sont connues chez bien d'autres espèces.

Ce sont des filaments pectoraux, en fait des rayons séparés des nageoires pectorales dont ils font partie. Certaines rascasses en sont dotées et s'en servent, non pour marcher mais pour fouiller le sable et y dénicher de la nourriture. D'autres espèces, bien éloignées, en disposent aussi, comme les « capitaines », du genre Polydactylus, appelés ainsi, justement, à cause de ces filaments qui rappellent les galons des officiers.

La vidéo filmée par Émeric Benhalassa, à Bali, et commentée par National Geographic. Les commentaires, en anglais, expliquent que ce poisson ressemble à un stingfish. Ce nom anglais, signifiant « poisson piquant », désigne plusieurs espèces, notamment les rascasses et les poissons-pierre. Les commentaires détaillent ensuite les hypothèses de quelques experts consultés, pointant vers le genre Minous de la famille des Synancéidés, par exemple M. trachycephalusM. pictus... ou une inconnue. Pour les sortes de pattes, il est précisé qu’il s’agit en fait de rayons séparés des nageoires pectorales. © National Geographic, YouTube

Ce poisson-marcheur est un cousin du poisson-pierre

Cette vidéo d'amateur, bien filmée, intéresse les ichtyologistes car l'animal est difficilement attribuable à une espèce connue, selon les experts qui ont observé les images. Ils s'accordent pour en faire un Scorpéniforme, grand groupe (un ordre dans la classification traditionnelle) de poissons vivants sur le fond. Le consensus provisoire, d'après National Geographic, conduit au genre Minous, dans la famille des Synancéidés, à laquelle appartient le dangereux poisson-pierre, et non aux Scorpénidés, la famille des rascasses. Quant à l'espèce précise, elle n'est pas identifiable, selon les spécialistes consultés. Peut-être, même, n'est-elle pas connue.

Un poisson peut-il vraiment marcher sur le fond ? Oui, sans doute, et ce n'est pas une première. Certaines rascasses, on l'a vu, agitent le sable de cette manière. Quant au dipneuste, cet étonnant poisson à poumons, il marche vraiment, comme l'avait montré une étude de 2011. Mais celui-là est particulier car il est un « sarcoptérygien », un groupe auquel nous appartenons nous-mêmes dans la classification phylogénétique, ainsi que tous les tétrapodes, des grenouilles aux oiseaux. Les chercheurs avaient alors montré que le mouvement de la marche de ce dipneuste était exactement celui des tétrapodes.

On ne saurait oublier les blennies, remarquables poissons vivants sur les berges. Leurs nageoires pectorales sont devenues des pattes (très différentes de celles des sarcoptérygiens) et leurs servent à marcher hors de l'eau, où elles passent de longues heures.


En vidéo : Protopterus annectens, le poisson qui se sert de ses pattes comme un tétrapode

Article de Bruno Scala publié le 14 décembre 2011

Des scientifiques ont montré qu'un poisson sarcoptérygien - un protoptère - est capable de marcher à la manière d'un tétrapode, en utilisant ses nageoires. Ce caractère serait donc antérieur aux tétrapodes, les vertébrés sortis de l'eau il y a 365 millions d'années.

Les poissons, depuis longtemps, défient la taxinomie. On y trouve des êtres disparates, par exemple les agnathes, sans mâchoire, que sont les myxines et les lamproies, et qui diffèrent assez largement des autres. Plus connus, les chondrichtyens rassemblent les requins et les raies, avec leur squelette en cartilage. Les vrais vedettes sont les actinoptérygiens, de la sardine au thon, en passant par les poissons les plus communs, et dont les nageoires sont montées sur de fines aiguilles (d'où leur nom).

Mais on trouve aussi parmi les poissons d'étranges animaux, les sarcoptérygiens, caractérisés par des nageoires lobées, plus ou moins charnues, ressemblant à des pattes. Ce sont les cœlacanthes et les dipneustes, dont le corps abrite curieusement des poumons. Ces sarcoptérygiens sont d'ailleurs très proches des tétrapodes, animaux à quatre membres (amphibiens, reptiles, mammifères et oiseaux). Selon la classification phylogénétique, nous, tétrapodes, sommes des sarcoptérygiens.

Protopterus annectens, un sarcoptérygien vivant en Afrique, est capable de marcher. © Bff, cc by 2.5 dérivé de Mathea, cc by sa 3.0

Connaître les relations entre les poissons sarcoptérygiens et les tétrapodes permet de mieux comprendre les étapes évolutives qui ont mené à la sortie de l'eau et à l'adaptation aérienne.

Une équipe de chercheurs de l'université de Chicago a ainsi analysé la locomotion du dipneuste Protopterus annectens. Ils se sont rendu compte que ce protoptère était capable de marcher sur le fond de l'eau en s'appuyant sur ses nageoires et en élevant son corps. Il semble donc marcher comme le fait un animal à quatre pattes. Leurs résultats sont publiés dans Pnas.

Quand la marche est-elle apparue ?

Il avait déjà été remarqué que les cœlacanthes, cousins des dipneustes, ont tendance à nager de la même manière que les tétrapodes marchent. Ce qui indique que certains traits propres à la marche étaient déjà présents avant même la séparation entre les sarcoptérygiens et les tétrapodes.

En revanche, les cœlacanthes ne marchent pas. C'est pourquoi les scientifiques ont voulu vérifier si l'utilisation des nageoires comme appendice de déplacement sur un substrat solide était une caractéristique présente chez les dipneustes. Et la réponse est oui, en tout cas chez P. annectens.

Le dipneuste Protopterus annectens prend appui sur ses nageoires pour soulever son corps et se déplacer. © King et al., 2011, Pnas

Cette espèce est capable de se déplacer en marchant sur ses fines nageoires. Les chercheurs ont montré que ce poisson pouvait adopter plusieurs types de mouvements, allant de la marche au saut : de petites propulsions effectuées à l'aide des appendices postérieurs (ou pelviens), ce qui les différencie des poissons actinoptérygiens - qui se propulsent grâce aux nageoires pectorales - et les rapprochent des tétrapodes.

Des fossiles trompeurs

Voilà qui permet d'en savoir davantage sur l'acquisition de la marche chez les vertébrés et sur le passage de la vie aquatique à la vie aérienne. Selon les chercheurs, la transition entre ces deux milieux s'est effectuée en plusieurs étapes dont l'ordre reste encore à établir. Grâce à cette étude, on peut désormais affirmer que la locomotion sur un substrat solide est une caractéristique antérieure à l'apparition de membres digités.

Enfin, cette découverte pourrait remettre en cause quelques analyses, puisqu'elle montre que la locomotion des dipneustes peut laisser des traces fossiles que les paléontologues avaient d'emblée attribué à des tétrapodes. Il faudra peut-être faire marche arrière...

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