L’extinction des dinosaures a ouvert la voie aux grenouilles
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L’extinction de masse qui a exterminé les trois quarts de la vie sur Terre incluant les dinosaures non aviaires a ouvert la voie pour l’avènement des grenouilles.
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Dans un papier publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, une équipe internationale de chercheurs a présenté un nouvel arbre évolutif pour les grenouilles qui aide à résoudre les énigmes concernant leurs différentes relations et il permet de mieux comprendre l’histoire et le rythme de l’évolution de la grenouille.
Sommaire
Une évolution simultanée des grenouilles après l’extinction de masse
De façon surprenante, leurs analyses ont montré que 3 lignées majeures de grenouilles modernes, qui concernent environ 88 % des espèces vivantes, sont apparues simultanément à la suite de l’extinction de masse qui a marqué la fin de la période du Crétacé et le début du Paleogène il y a 66 millions d’années. De précédentes recherches ont suggéré une origine plus ancienne de ces groupes de grenouilles modernes.
Les grenouilles existent depuis plus de 200 millions d’années, mais cette étude montre que ce n’est qu’après l’extinction des dinosaures que la planète a eu la diversité nécessaire pour avoir toutes les grenouilles modernes selon David Blackburn, co-auteur de l’étude et conservateur adjoint au musée d’histoire naturelle de Floride. Cette découverte était totalement inattendue.
La vitesse de diversification des grenouilles, après l’impact de l’astéroïde ou de la comète qui a déclenché une extinction massive de la plupart des végétaux et des animaux, suggère que les survivants ont probablement rempli de nouvelles niches sur Terre selon Blackburn. Nous pensons qu’il y a eu des altérations massives des écosystèmes à cette époque incluant la destruction massive des forêts. Mais les grenouilles sont parfaitement adaptées pour vivre dans des microhabitats et à mesure que les forêts et les écosystèmes tropicaux sont réapparus, les grenouilles ont rapidement exploité ces nouvelles opportunités écologiques.
Crédit : Brian Freiermuth
Les grenouilles sont devenues l’un des groupes de vertébrés les plus diversifiés avec plus de 6 700 espèces. Mais les données génétiques rares ont empêché les scientifiques de tracer de manière fiable leur histoire évolutive et les relations entre les différentes espèces de grenouilles.
L’arbre évolutif le plus détaillé des grenouilles
Blackburn a rejoint des chercheurs de l’université Sun Yat-Sen, de l’Université du Texas et de Californie à Berkeley pour s’attaquer au mystère de l’évolution de la grenouille avec un ensemble de données 7 fois supérieur à celui utilisé dans les recherches précédentes. L’équipe a échantillonné un ensemble de 95 gènes nucléaires de 156 espèces de grenouilles en les combinant avec des données génétiques antérieures sur 145 espèces supplémentaires pour produire l’arbre évolutif le plus détaillé. L’arbre représente les 55 familles connues de grenouilles et il génère une nouvelle chronologie de l’évolution de la grenouille.
Les chercheurs ont ensuite utilisé des registres fossiles pour traduire les différences génétiques entre les lignées de grenouilles dans des dates où elles ont probablement divergé les unes par rapport aux autres. Les analyses ont montré une évolution simultanée des 3 grands clades (un groupe monophylétique d’organismes, vivants ou ayant vécu, comprenant un organisme particulier et la totalité de ses descendants) de la grenouille. Ces clades sont l’Hyloidea, le Microhylidae et le Natatanura et cette simultanéité évolutive a surpris énormément les chercheurs. Selon Peng Zhang, auteur de l’étude et professeur au département de biochimie et de biologie moléculaire à l’Université Sun Yat-Sen en Chine, personne n’avait vu ce résultat auparavant. Nous avons refait l’analyse en utilisant différents paramètres, mais le résultat est resté le même. J’ai compris que le signal était très fort dans nos données et que ce n’était pas une erreur statistique.
Crédit : Brian Freiermuth
Mais quand on examine ces résultats dans le contexte de l’évolution des autres animaux, alors la découverte est logique selon Blackburn. En observant les phylogénies des oiseaux ou des mammifères, nous pouvons voir un reflet de l’histoire de la Terre avec ses événements climatiques et géologiques. Vous vous attendez à ce que ces événements majeurs, l’extinction de masse et la séparation des continents aient un impact sur l’évolution de la grenouille et que les divergences entre les lignées majeures seraient similaires sur certains aspects. Et c’est exactement ce que nous voyons dans cette phylogénie.
L’évolution des grenouilles suit celle de la Terre
La grande similarité des espèces de grenouilles alors qu’elles sont paradoxalement distantes dans le monde a été une grande énigme pour les scientifiques, mais on pourrait la comprendre si on prend en compte l’évolution simultanée des principaux clades de grenouilles selon Blackburn. Après que l’extinction de masse ait décimé les écosystèmes et qu’elle ait stimulé une “réinitialisation”, alors les grenouilles modernes ont pu faire face à des voies évolutives similaires.
Vous pouvez facilement aller en Afrique centrale, aux Philippines et en Équateur et vous pourriez découvrir que les grenouilles ont partagé un ancêtre commun il y a 120 millions d’années selon ce chercheur. Ces différentes lignées semblent se diversifier de manière similaire après l’extinction. Même si l’extinction de masse a ouvert de nouvelles opportunités pour les grenouilles avec une évolution des grenouilles dans le monde entier, cette extinction a également éliminé de nombreuses espèces de grenouilles, notamment en Amérique du Nord selon Blackburn.
Crédit : Brian Freiermuth
À l’exception d’une petite poignée d’espèces, toutes les autres grenouilles nord-américaines sont des colons post-dinosaures selon M. Blackburn. Si vous pouviez revenir à l’époque du T. Rex en Amérique du Nord, alors il y aurait des grenouilles, mais leur coassement n’aurait rien de comparable à ce que vous pourriez entendre aujourd’hui. Ce ne sont pas les mêmes espèces.
L’étude indique également que la distribution mondiale de la grenouille suit la séparation des supercontinents en commençant par la Pangée il y a environ 200 millions d’années, puis le Gondwana qui est devenu l’Amérique du Sud et l’Afrique. Les données suggèrent que les grenouilles utilisaient probablement l’Antarctique, qui n’était pas encore emprisonné dans des couches de glace, comme un tremplin de l’Amérique du Sud vers Australie.
Blackburn veut désormais utiliser la nouvelle phylogénie comme une directive pour le registre fossile, notamment pour les grenouilles qui sont apparues dans le Crétacé. On a des attentes sur ce qu’on va trouver ou non. C’est passionnant de réfléchir à ce que les découvertes pourraient proposer dans les registres fossiles. Même si la survie et l’avènement des grenouilles témoignent de leur résilience, Zhang a déclaré que leur vulnérabilité actuelle aux maladies, à la perte et à la dégradation de l’habitat est une source de préoccupation.
Je pense que le point important de notre étude est que les grenouilles sont un groupe d’animaux très résistants. Ils ont survécu à l’extinction de masse qui a complètement exterminé les dinosaures et ils sont réapparus rapidement. Cependant, les espèces de grenouilles diminuent de nos jours parce que les humains détruisent leurs habitats. Cela signifie-t-il que les humains font plus de dégâts qu’une extinction de masse qui a détruit les trois quarts de la vie sur Terre ? C’est une question qui mérite une grande réflexion.
Source : Proceedings of the National Academy of Sciences (http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1704632114)
