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La radiation des chauves-souris modernes, l’histoire d’une découverte inespérée en Afrique du Nord.

mercredi, mai 24th, 2017

2009, un mois après le commencement de ma thèse sur les chiroptères fossiles éocènes, j’embarquais avec l’équipe de paléontologie de Montpellier et le géologue Gilles Merzeraud à bord d’un bateau en direction de la Tunisie. Nous avions alors pour objectif de retourner dans la région de Kasserine pour poursuivre les prospections et découvrir de nouveaux sites fossilifères datant de l’Eocène inférieur-moyen. L’une des localités, Chambi, datée à la limite fin Eocène inférieur − début Eocène moyen (Mebrouk et al.1997, Adaci et al. 2007 ; Coster et al. 2012), avait déjà révélé de rares fossiles de chiroptères : une dent et un fragment de mandibule appartenant à un Philisidae ancien Dizzya exultans et une dent fragmentaire appartenant à un Rhinolophoïde indéterminé (Sigé 1985). Nous y sommes donc retournés avec la ferme intention d’y découvrir de nouveaux fossiles de chiroptères et ainsi alimenter ma thèse qui en avait bien besoin. Arrivés in situ au flanc du djebel (mont en arabe) Chambi, à l’aide des indications relevées dans la bibliographie, nous avons pu retrouver le fameux banc de calcaire induré issu de dépôts fluvio-lacustres qui contenait ces fossiles.

Banc de calcaire lacustre fossilifère situé au flanc du djebel Chambi, région de Kasserine, Tunisie.

Banc de calcaire lacustre fossilifère situé au flanc du djebel Chambi, région de Kasserine, Tunisie.

En parcourant le niveau et en observant la surface de la roche, nous avons immédiatement décelé le potentiel du site. Nous avons alors prélevé plus d’une centaine de kilos de bloc rocheux.

Chantier de fouille dans les Gour Lazib (Algérie).

De retour à Montpellier et après traitement du sédiment par attaques acides−lavage−tamisage, plus de 500 spécimens de chiroptères fossiles furent découvert, sauvant par la même occasion mes trois années de thèse. Ces spécimens sont, par contre, essentiellement composés de dents isolées et de quelques fragments de mandibules. Un beau et passionnant puzzle m‘attendait.

Échantillon du matériel retrouvé à Chambi (Tunisie) et au Glib Zegdou (Algérie)

L’étude de ce matériel, associé à des spécimens provenant d’une autre localité sub-contemporaine d’Algérie (Glib Zegdou, dans la région des Gour Lazib, Hammada du Dra), est maintenant publiée dans Géodiversitas, la revue du Muséum national d’Histoire naturelle de Paris (Ravel et al. 2016). Ce nouveau matériel nous permet d’apprécier l’étonnante diversité morphologique des chiroptères d’Afrique du Nord en place dès la fin de l’Eocène inférieur. Ces chiroptères se distinguent par leur morphologie des formes archaïques que l’on retrouve sur les autres continents à la même époque (i.e., Onychonycteridae Simmons et al., 2008, Icaronycteridae Jepsen, 1966, Archaeonycteridae Revilliod, 1917, Hassianycteridae Habersetzer & Storch, 1987, Palaeochiropterygidae Revilliod, 1917 et Tanzanycteridae Gunnell et al., 2003). Une approche systématique a permis d’identifier dix nouveaux taxons en plus des deux espèces de Philisidae déjà connues (Ravel et al. 2015). Cette nouvelle faune montre de nombreuses similitudes avec les faunes abondantes plus récentes issues des karsts éocènes du Quercy dans le Sud-Ouest de la France (Maitre 2008 ; Maitre et al. 2014). Il est possible d’attribuer ces espèces à 5 familles modernes de chiroptères (dont 4 actuelles) : un Necromantidae (?Necromantis fragmentum Ravel, n. sp.), deux Hipposideridae Miller, 1907 (?Palaeophyllophora tunisiensis Ravel, n. sp. et Hipposideros (Pseudorhinolophus) africanum Ravel, n. sp.), trois Emballonuridae Gervais in de Castelnau, 1855 (Vespertiliavus kasserinensis Ravel, n. sp., ?Vespertiliavus aenigma Ravel, n. sp., et Pseudovespertiliavus parva Ravel n. gen., n. sp.), un Nycteridae (Khoufechia gunnelli Ravel n. gen., n. sp.) ainsi qu’un Ves­pertilionidae indéterminé. Deux autres taxons, Chambinycteris pusilli Ravel n. gen., n. sp. et Drakonycteris glibzegdouensis Ravel n. gen., n. sp., présentent une morphologie dentaire originale, ce qui ne permet pas de les attribuer de manière formelle à des familles connues.

L’étude est complétée par deux analyses cladistiques qui ont permis de clarifier la position phylogénétiques des taxons les mieux documentés et de proposer des scénarios de dispersion pour certains groupes. Les résultats mettent en évidence un axe majeur de dispersion des chiroptères Hipposi­deridae et Emballonuridae depuis l’Afrique du Nord vers le Sud de l’Europe durant l’Éocène moyen. A l’inverse, les Nycteridae, comprenant Chambinycteris pusilli Ravel n. gen., n. sp., semblent avoir une histoire bien ancrée en Afrique. La présence d’une telle concentration de fossiles et d’une telle diversité dans des dépôts fluvio-lacustres est surprenante pour des formes modernes cavernicoles jusque-là presque exclusivement inféodées aux dépôts karstiques (présence d’anciennes cavités ; Maitre 2014). Cependant une telle agrégation de restes appartenant à des chauves-souris cavernicoles peut s’expliquer par le lessivage d’un réseau ancien de grottes après une montée des eaux.

Anthony Ravel pour le Chiroblog

Article de référence :

Ravel A, Adaci M, Bensalah M, Charruault A-L, Essid EM, Ammar HK, Marzougui W, Mahboubi M, Mebrouk F, Merzeraud G, Vianney-Liaud M, Tabuce R & Marivaux L (2016). Origine et radiation initiale des chauves-souris modernes : nouvelles découvertes dans l’Éocène d’Afrique du Nord. Geodiversitas, 38 (3), 355-434. http://dx.doi.org/10.5252/g2016n3a3

Références bibliographiques :

Adaci M, Tabuce R, Mebrouk F, Bensalah M, Fabre P-H, Hautier L, Jaeger J-J, Lazzari V, Mahboubi M, Marivaux L, Otero O, Peigné S & Tong H (2007). Nouveaux sites à vertébrés paléogènes dans la région des Gour Lazib (Sahara nord-occidental, Algérie). Comptes Rendus Palevol, 6, 535-544. http://dx.doi.org/10.1016/j.crpv.2007.09.001

Coster P, Benammi M, Mahboubi M, Tabuce R, Adaci M, Marivaux L, Bensalah M, Mahboubi S, Mahboubi A, Mebrouk F, Maameri C & Jaeger J-J (2012). Chronology of the Eocene continental deposits of Africa: magnetostratigraphy and biostratigraphy of the El Kohol and Glib Zegdou Formations. Geological Society of America Bulletin, 124, 1590-1606. http://dx.doi.org/10.1130/B30565.1

Maitre E, Sigé B & Escarguel G (2008). A new family of bats in the Paleogene of Europe: Systematics and implications for the origin of emballonurids and rhinolophoids. Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie, Abhandlungen, 250, 199-216. http://dx.doi.org/10.1127/0077-7749/2008/0250-0199

Maitre E (2014). Western European middle Eocene to early Oligocene Chiroptera: systematics, phylogeny and paleoecology based on new material from the Quercy (France). Swiss journal of Palaeontology, 133, 141-242. http://dx.doi.org/10.1007/s13358-014-0069-3

Mebrouk F, Mahboubi M, Bessedik M & Feist M (1997). L’apport des charophytes à la stratigraphie des formations continentales paléogènes de l’Algérie. Geobios, 30 (2), 171-177. http://dx.doi.org/10.1016/S0016-6995(97)80221-5

Ravel A, Adaci M, Bensalah M, Mahboubi M, Mebrouk F, Essid EM, Marzougui W, Ammar HK, Charruault A-L, Lebrun R, Tabuce R, Vianey-Liaud M & Marivaux L (2015). New philisids (Mammalia, Chiroptera) from the Early- Middle Eocene of Algeria and Tunisia: new insight into the phylogeny, paleobiogeography and paleoecology of the Philisidae. Journal of Systematic Palaeontology, 13 (8), 691-709. http://dx.doi.org/10.1080/14772019.2014.941422

Sigé B. (1985). Les chiroptères Oligocènes du Fayum, Égypte. Geologica et Palaeontologica, 19, 161-189.

 

Longévité chez les chauves-souris: zoom sur les recherches en cours

jeudi, septembre 5th, 2013

Le vieillissement est la dégradation physiologique irréversible des organismes au cours du temps. Il est associé à une augmentation de la vulnérabilité et de la mortalité. Bien que ce phénomène nous soit familier, la biologie du vieillissement est encore méconnue. Malgré de récentes découvertes sur les processus moléculaires impliqués dans le vieillissement des organismes, la grande complexité de ce phénomène est un défi pour les biologistes. L’organisation mondiale pour la santé estime qu’en 2050 plus de 2 milliards d’humains seront âgés de plus de 60 ans. Les maladies associées au vieillissement (cancer, sénilité, arthrite) vont s’accroitre et représenter une charge sociale et financière croissante. Dans ce contexte, l’étude du vieillissement et la gestion ou la prévention des risques associés est urgente.

Le projet AGELESS, mené par l’équipe d’Emma Teeling (University College Dublin, Irlande) en partenariat avec Sébastien Puechmaille (Universität Greifswald, Allemagne et University College Dublin, Irlande) et Eric Petit (Université Rennes 1, France), et financé par le Conseil de Recherche Européen (ERC), propose de relever ce défi en recherchant les bases moléculaires du vieillissement chez un organisme modèle unique, la chauve-souris. En effet, ces mammifères défient les modèles théoriques qui proposent une corrélation positive entre espérance de vie et taille du corps. Ainsi les chauves-souris, qui sont des animaux de petite taille, enregistrent des records de longévité. La plus vieille chauve-souris capturée (un murin de Brandt, Myotis brandtii) était âgée de 41 ans (Podlutsky et al. 2005), soit une espérance de vie 10 fois supérieure aux estimations théoriques. De surcroit, ces mammifères utilisent deux fois plus d’énergie que les animaux de même taille mais vivent bien plus longtemps. Ces données suggèrent qu’il existe des mécanismes moléculaires sous-jacents à l’origine de la longévité de ces mammifères. C’est pourquoi les chauves-souris sont un modèle unique pour explorer les bases moléculaires d’une longévité exceptionnelle.

Chez les animaux, parmi les changements moléculaires observés au cours du temps entre individus jeunes et âgés, les chercheurs ont identifié un raccourcissement des séquences situées aux extrémités des chromosomes, nommées télomères, ainsi qu’une variation de l’expression de gènes, tels que certains gènes du système immunitaire. L’implication de ces deux mécanismes moléculaires semble conservée chez l’ensemble des organismes modèles étudiés (levure, drosophile, souris, et homme). Notre hypothèse est que, chez les chauves-souris, ces mécanismes moléculaires ont suivi une trajectoire évolutive différente, très certainement sous l’effet de la sélection naturelle, et requis pour l’allongement de la durée de vie. Ce projet de recherche représente une approche évolutive originale de l’étude du vieillissement se focalisant sur l’étude des spécificités moléculaires liées à l’âge chez les chauves-souris.

Afin de tester notre hypothèse, nous travaillons sur des populations sauvages de grand murins (Myotis myotis) vivant dans le Morbihan (Bretagne, France). Ces larges populations (~900 individus) retournent chaque année dans les mêmes sites de nurserie pour la naissance et le soin des juvéniles. Ainsi, nous pourrons échantillonner les mêmes individus année après année. La plupart de ces individus ont été suivis depuis 2010 grâce à un marquage systématique par l’implantation d’un transpondeur, projet mené par Frédéric Touzalin et Olivier Farcy et rendu possible par l’implication de nombreux bénévoles de l’association Bretagne Vivante. Grâce à ce suivi, nous pouvons assigner chaque individu à trois groupes différents : i) <1 ans, juvéniles de 2013 ; ii) 1-4 ans, jeunes adultes transpondés entre 2010 et 2013 ; iii) 4 ans et plus, adultes transpondés en 2010. Sur chacune des chauves-souris capturée en 2013, un prélèvement de peau (biopsie alaire) ainsi qu’un prélèvement sanguin (80 à 200uL par individu) ont été réalisés afin d’étudier respectivement les télomères et l’expression des gènes des individus. Le prélèvement sanguin représente moins de 1% du poids de l’animal, il est sans danger pour la santé de la chauve-souris. L’autorisation de capture et de prélèvements biologiques à des fins scientifiques sur l’espèce protégée grand murin a été délivrée par le préfet du Morbihan. L’objectif est de suivre 100 à 150 individus sur la durée totale du projet (2013-2017). De nouveaux prélèvements seront effectués sur ces individus pendant les 3 prochaines années afin de suivre l’évolution de la longueur de leurs télomères et de l’expression de leurs gènes au court de leur vie. Ces données nous permettront de décrypter les bases moléculaires à l’origine de la longévité exceptionnelle des chauves-souris.

Aurore Gallot, Eric Petit, Fréderic Touzalin, Olivier Farcy, Sébastien Puechmaille

Individu de Myotis myotis

Une partie de l’équipe préparant le matériel de collecte des échantillons

Frédéric et Olivier vérifiant un lecteur de transpondeurs

Convergences évolutives (4) : jusque dans les molécules !

samedi, avril 27th, 2013

Un quatrième épisode vient s’ajouter à cette série dédiée aux convergences évolutives. Dans les épisodes précédents, nous avons vu que les convergences sont des acquisitions parallèles de structures similaires dans des lignées évolutives différentes mais soumises à des conditions environnementales équivalentes. Nous avons vu des exemples de convergences écomorphologiques (écologie + morphologie) comme chez les chauves-souris pêcheuses, les Myotis et chez les chauves-souris nectarivores de la famille des Phyllostomidae. Plus impressionnant encore, les convergences peuvent exister au niveau moléculaire ! C’est ce qu’ont découvert des chercheurs américains et chinois chez les Cétacés (plus précisément chez les baleines à dents ou Odontocètes) et les Microchiroptères*, qui utilisent les ultrasons par le mécanisme d’écholocation (= biosonar) pour se diriger et chasser. Le gène codant pour la prestine, protéine utilisée pour l’audition et l’amplification des sons, montre chez ces animaux un mécanisme moléculaire très similaire (Li et al. 2008 & 2010, Jones 2010, Liu et al. 2010).

Ainsi, les exemples de convergences se multiplient dans la littérature et la poursuite des travaux dans ce domaine promet encore de nombreuses découvertes tout aussi intéressantes sur l’évolution de la vie.

Yann pour le Chiroblog

Microchiroptères* : Deux sous-ordres étaient classiquement admis : les Microchiroptères (de petite taille relative et capables d’écholocation) et les Mégachiroptères (de grande taille relative ; Dobson 1875). Récemment, l’ordre a été redécoupé en deux nouveaux sous-ordres pour rompre la paraphylie des Microchiroptères : les Yinpterochiroptera et les Yangochiroptera (Teeling et al. 2002 ; Teeling et al. 2005).

Références bibliographiques :

Jones, G. (2010). Molecular evolution: gene convergence in echolocating mammals. Current biology : CB, 20(2), R62–4. doi:10.1016/j.cub.2009.11.059

Li, G., Wang, J., Rossiter, S. J., Jones, G., Cotton, J. A., & Zhang, S. (2008). The hearing gene Prestin reunites echolocating bats. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 105(37), 13959–64. doi:10.1073/pnas.0802097105

Li, Y., Liu, Z., Shi, P., & Zhang, J. (2010). The hearing gene Prestin unites echolocating bats and whales. Current biology : CB, 20(2), R55–6. doi:10.1016/j.cub.2009.11.042

Liu, Y., Cotton, J. A., Shen, B., Han, X., Rossiter, S. J., & Zhang, S. (2010). Convergent sequence evolution between echolocating bats and dolphins. Current biology : CB, 20(2), R53–4. doi:10.1016/j.cub.2009.11.058

Teeling, E. C., O. Madsen, R. A. Van den Bussche, W. W. de Jong, M. J. Stanhope et M. S. Springer. 2002. Microbat paraphyly and the convergent evolution of a key innovation in Old World rhinolophoid microbats. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 99: 1431-1436.

Teeling, E. C., M. S. Springer, O. Madsen, P. Bates, J. O’Brien S et W. J. Murphy. 2005. A molecular phylogeny for bats illuminates biogeography and the fossil record. Science 307: 580-584.

Convergences évolutives (3) : la nectarivorie

dimanche, avril 7th, 2013

Troisième épisode la série consacrée aux convergences évolutives. Après les chauves-souris pêcheuses et les Myotis, ce nouvel article est dédié à la nectarivorie chez la famille des Phyllostomidae. Cette famille de chauves-souris d’Amérique Centrale et du Sud se caractérise par sa grande diversité de régimes alimentaires : l’insectivorie, la carnivorie, l’hématophagie, la frugivorie et la nectarivorie. Les espèces nectarivores de cette famille étaient auparavant regroupées sur la base de critères écomorphologiques (écologie + morphologie): rostres et langues allongés, dentition réduite et vol sur place. Une étude moléculaire approfondie a mis en évidence une double origine de la nectarivorie, avec de subtiles différences morphologiques, notamment au niveau de la structure de la langue (e.g. Datzmann et al. 2010).

Glossophaga soricina (Phyllostomidae), chauve-souris nectarivore sur un distributeur de nectar

© Photo: Raphaël Colombo

Yann pour le Chiroblog

Référence bibliographique

Datzmann, T., von Helversen, O. et F. Mayer. 2010. Evolution of nectarivory in phyllostomid bats (Phyllostomidae Gray, 1825, Chiroptera: Mammalia). BMC Evolutionary Biology 10: 165.

Convergences évolutives (2) : les Myotis !

vendredi, mars 1st, 2013

La série d’articles consacrées aux convergences évolutives se poursuit. Après les chauves-souris pêcheuses, un second article consacré aux Myotis. Ce genre de chauve-souris est réparti à l’échelle mondiale et comprend plus de 100 espèces. Les murins étaient jusqu’à récemment classés en 3 groupes majeurs d’après leur écomorphologie (Findley 1972) : les glaneurs terrestres, les mangeurs de plancton aérien et les « pêcheurs » à la surface de l’eau. Au sein de ces 3 groupes, les caractéristiques morpho-anatomiques (morphologie + anatomie) reflétaient partiellement l’exploitation de la ressource. Par exemple, M. daubentonii d’Eurasie et M. lucifugus d’Amérique étaient regroupés dans le groupe des Myotis « pêcheurs » par leurs grandes pattes et leurs pieds robustes. L’utilisation de données génétiques est à l’origine d’un bouleversement majeur de la classification et des relations de parenté basées sur les données écomorphologiques. Ainsi, M. daubentonii se révèle être un proche cousin de M. bechsteinii d’Europe dans le groupe nouvellement défini des murins du Paléarctique, M. lucifugus étant lui associé à d’autres espèces dans le groupe américain. Sur la base de convergences écomorphologiques (écologie + morphologie), des espèces avaient été regroupées, considérées comme issues d’un même ancêtre commun proche alors qu’il s’agissait d’équivalents écologiques apparus parallèlement dans différentes régions biogéographiques (Ruedi et Mayer 2001).

Yann pour le Chiroblog

Références bibliographiques

Findley, J.S. 1972. Phenetic relationships among bats of the genus Myotis. Systematic Zoology 21: 31-52.

Ruedi, M. et F. Mayer. 2001. Molecular systematics of bats of the genus Myotis (Vespertilionidae) suggests deterministic ecomorphological convergences. Molecular Phylogenetics and Evolution 21: 436-448.

La nouvelle référence sur l’histoire évolutive des chiroptères

lundi, juin 25th, 2012

Le livre intitulé « Evolutionnary history of bats : fossils, molecules and morphology » est paru depuis le mois dernier. Cet ouvrage édité par Gregg Gunnell (Directeur de la division des fossiles de primate au Duke Lemur Center) et Nancy Simmons (conservatrice en chef du département de mammalogie à l’American Museum of Natural History) réuni paléontologues, biologistes et ingénieurs afin de mettre en commun les dernières connaissances et découvertes sur les origines et l’évolution des chauve souris. Tous les aspects de la biologie évolutive y sont abordés : nouvelles données paléontologiques incluant de nouveaux fossiles et de nouvelles méthodes d’analyse (CT-scan, reconstruction 3D…), phylogénie moléculaire ou morphologique proposant de nouveaux consensus, biomécanique sur l’adaptation au vol et l’écholocation, Evo-devo… Les auteurs discutent des différentes radiations des chiroptères depuis leurs origines. Ils établissent également de nouvelles hypothèses sur l’apparition du vol et de l’écholocation, deux adaptations clés ayant contribué largement au succès du groupe.

Références : The evolutionnary history of bats : Fossils, molecules and morphology, édité par Gregg Gunnell et Nancy Simmons, publié par la Cambridge University Press 2012, à New York. 572pp.

Anthony

Pourquoi les chauves-souris sont nocturnes ?

mardi, avril 3rd, 2012

Malgré le grand nombre d’espèces de chauves-souris (+ de 1200 de par le monde), elles sont presque toutes actives quasiment exclusivement la nuit ! Seuls quelques animaux des îles océaniques comme la Noctule des Açores sont connus pour leur comportement diurne et occasionnellement, d’autres espèces des zones tempérées ou tropicales ont été observées en activité à la lumière du jour. Ces observations demeurent cependant relativement rares.

Durant la journée, plusieurs problèmes se posent pour les chauves-souris. Tout d’abord, ces dernières sont en compétition avec les oiseaux insectivores comme les hirondelles (Hirundininae) ou les martinets (Apodidae). Chasser la nuit permettrait aux chauves-souris d’exploiter une niche écologique peu exploitée par les oiseaux. Ensuite, les chauves-souris volant en plein jour sont susceptibles d’être attaquées par des oiseaux prédateurs comme des rapaces (Accipitridae, Falconidae). Ce risque de prédation existe aussi la nuit (ex: chouettes, faucons) mais est beaucoup plus faible. Une troisième hypothèse est developée dans un article tout récent de Voigt et al. (2011). La lumière du soleil absorbée par les ailes des chauves-souris causerait une augmentation du coût du vol à la lumière du jour. Chasser le jour serait avantageux seulement si le gain d’énergie relative est elevé et que le risque de prédation est faible. Les auteurs proposent une évolution de la couleur des ailes vers des tons plus sombres qui rendraient les chiroptères moins repérables par les prédateurs, piégeant ainsi les chauves-souris dans les ténèbres de la nuit.

Yann et Meriadeg

C. C. Voigt and D. Lewanski (2011). Trapped in the darkness of the night: thermal and energetic constraints of daylight flight in bats. Proceedings of the Royal Society B. Biological Sciences, 278 (1716) 2311-2317.
http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/278/1716/2311.short

Compte rendu de congrès paléontologique

samedi, février 25th, 2012

Le 22ème congrès international du Senckenberg ayant pour sujet la planète Terre au temps de Messel a laissé place à une session dédiée exclusivement aux plus anciennes chauves-souris fossiles. Le site de Messel situé près de Darmstadt en Allemagne est une localité datée de l’Eocène Moyen (entre -45 et 40 Millions d’années environ), réputée pour ses fossiles de chauves-souris extrêmement bien préservés. Ce registre fossile a permis d’identifier 3 familles éteintes qui sont embranchées à la base de la phylogénie des chiroptères : les Archaeonycteridae, les Paleochiropterigydae et les Hassianycteridae. Ces découvertes ont été fondamentales dans la compréhension de la radiation initiale des chauve s-souris durant l’Eocène. C’est pourquoi une session leur a été consacrées faisant état des grandes avancées de ces dernières années sur nos connaissances des origines et de la dispersion du groupe durant l’Eocène :

– Kalina T.J. Davies de l’Ecole des Sciences de la Biologie et de la Chimie à l’Université Queen Mary de Londres en Angleterre a présenté des analyses morphologiques en imagerie 3D de la structure de l’oreille interne des chauves-souris qui est étroitement liée à l’adaptation écholocative.

– Gregg F. Gunnell du centre de primatologie de Duke aux Etats Unis a exposé la dentition complète de l’une des espèces de Messel (Archaeonycteris trigonodon) obtenue par Ct-scan.

– Suzanne J. Hand de l’université de New South Wales à Sydney en Australie nous a parlé de biogéographie Eocène des chauves-souris de l’est du Gondwana (Australie-Nouvelle Zélande-Antarctique et Amérique du Nord) et notamment le passage entre l’Amérique du Sud et l’Australie par l’Antarctique.

– Anthony Ravel de l’Institut des Sciences de l’Evolution à l’université de Montpellier II en France a présenté les toutes nouvelles données paléontologiques découvertes en Afriques du Nord et les lourdes implications paléobiogéographiques en ce qui concerne la radiation des groupes modernes.

– Enfin Thierry Smith de l’institut royal des sciences Naturel de Belgique situé à Bruxelles a fait le Bilan des dernières connaissances sur la diversité et la biogéographie des chauves-souris primitives.

Les différentes présentations orales ont été complétées par l’affichage de deux posters. L’un traitant sur l’articulation de l’épaule et l’efficacité du vol des chauves-souris par imagerie 3D, l’autre sur la reconstruction en 3D d’une espèce de chiroptère provenant de Messel et appartenant à une famille actuelle.

Pour plus d’infos, la circulaire est disponible à cette adresse.

Anthony

Sur l’origine des espèces : le plus petit mammifère du monde, la chauve-souris bourdon démêle les mécanismes de la spéciation

mardi, décembre 6th, 2011

Un des grands défis de la biologie est de comprendre comment les espèces évoluent. Aujourd’hui, environ 150 ans après la publication de Darwin « Sur l’Origine des espèces » nous ne comprenons toujours pas vraiment le processus de spéciation. Cela tient en partie au fait que la plupart des études classiques sur la spéciation sont basées sur les espèces qui ont déjà divergé, et par conséquent, nous devons spéculer en arrière dans le temps pour en déduire les causes de la spéciation. En effet, deux des exemples les plus connus de « spéciation sympatrique », les cichlidés du lac Victoria et les Rhinolophes de Wallace, suggèrent que l’écologie sensorielle (comment un animal perçoit et interagit avec son environnement) joue un rôle majeur dans le processus de spéciation, que les populations soient géographiquement isolées ou non. Cependant, dans ces études, les chercheurs n’ont pas pu étudier les facteurs impliqués dans les premières phases du processus de spéciation.

Chauves-souris bourdon, plus petit mammifère au monde; photo prise en Birmanie en 2006 par l’équipe sur le terrain.

«Notre étude est unique dans le sens ou elle capture la spéciation « en action » dans des populations qui sont en train de diverger écologiquement. Ces populations sont celles du plus petit mammifère au monde, la chauve-souris bourdon (Craseonycteris thonglongyai) que l’on trouve uniquement en Thaïlande et en Birmanie. Ces populations représentent une expérience naturelle unique qui permet de « capturer » les processus évolutif a une échelle de temps permettant d’identifier la nature de ces processus qui entraînent la spéciation dans la nature » explique le Dr Emma Teeling qui a dirigé l’équipe de recherche au cours de cette étude.

En étudiant les processus du début de la spéciation à différentes échelles de temps évolutives, cette étude montre que dans le cas de cette espèce, un flux de gènes limité, résultant de la distance géographique, est nécessaire pour promouvoir la spéciation écologique sensorielle.

« Pour ce faire, nous avons examiné la structure spatiale, la structure génétique et les traits écologiques sensoriels entre et au sein des deux seules populations connues du plus petit mammifère du monde, la chauve-souris bourdon (Craseonycteris thonglongyai). Nous avons généré et recueilli un large jeu de données moléculaires, écologiques et acoustiques et montrons que la distance géographique joue un rôle essentiel dans la limitation des flux de gènes plutôt que la divergence d’écholocation. Nos résultats appuient l’idée que l’écologie sensorielle agit comme un mécanisme de renforcement dans le processus de spéciation plutôt que d’être le principal moteur comme cela était précédemment supposé dans d’autres études empiriques bien documentées. Nos résultats posent la question de savoir si la spéciation sympatrique se produit réellement, ou si un certain niveau d’isolement géographique et donc de flux de gènes restreint est toujours nécessaire afin d’engager le processus de spéciation », explique le Dr Sébastien Puechmaille, auteur principal de cette étude.

Une autre conclusion intéressante de cette étude est l’identification d’un gène de « l’écholocation » (RBP-J) qui montre des signes de sélection divergente correspondant à la divergence d’écholocation présente au sein la population thaïlandaise. C’est la première association identifiée de ce gène avec des capacités d’écholocation. Ce gène est impliqué dans la formation des cellules ciliées de la cochlée (organe récepteur des sons dans l’oreille interne). Comme les chauves-souris utilisent les fréquences les plus élevées (supérieures à 200 kHz) de tous les mammifères, leur système auditif, en particulier les cellules ciliées de l’organe de Corti où le son est reçu et amplifié, a besoin d’adaptations particulières.

«Nous montrons également que la compétition interspécifique avec une autre espèce de chauve-souris, Myotis siligorensis, est surement la cause de l’adaptation locale sensorielle, par opposition à la dérive aléatoire ou les facteurs abiotiques comme la température et l’humidité», explique le Dr Sébastien Puechmaille.

Du point de vue de la conservation, cette étude est la première à étudier la structure de population et l’histoire évolutive du plus petit mammifère du monde, la chauve-souris bourdon, Craseonycteris thonglongyai. « Cette espèce de chauve-souris charismatique est rare et menacée, limitée à une région de 2000 km2 à la région frontalière entre la Thaïlande et la Birmane et est considéré comme l’une des dix espèces évolutivement distinctes et globalement menacées (Evolutionary Distinct and Globally Endangered, EDGE, species)« , souligne le Dr Emma Teeling.

Les analyses phylogénétiques de marqueurs transmis par la lignée maternelle, paternelle, ou héritée par les deux parents ainsi que les données écologiques démontrent la présence de deux espèces de chauve-souris bourdon, une en Thaïlande et une en Birmanie, qui se sont séparées il y a environ 0,4 millions d’années. Les capacités de dispersion limitées des individus combinées à une aire de répartition très limitée (moins de 2000 km2) suggèrent que les deux espèces sont menacées et nécessitent des plans de gestion et de conservation distincts.

Ce papier est publié le 6 Décembre 2011 est disponible de manière gratuite dans la revue Nature Communications (http://www.nature.com/ncomms/journal/v2/n12/pdf/ncomms1582.pdf). La reference de cet article est :

Puechmaille, S.J., Ar Gouilh, M., Piyapan, P., Yokubol, M., Khin Mie Mie, Bates, P.J.J., Satasook, C., Tin Nwe, Si Si Hla Bu, Mackie, I.J., Petit E.J., and Teeling E.C. (2011). The evolution of sensory divergence in the context of limited gene flow in the bumblebee bat. Nature Communications 2, 573, DOI: 10.1038/ncomms1582. [L’évolution de la divergence sensorielle dans un contexte de flux de gènes limités chez la chauve-souris bourdon].

Ce travail représente un projet irlandais, financé par la SFI, une fondation Irlandaise pour la Science et décerné au Dr. Emma Teeling. Ce projet a été mené en collaboration entre des chercheurs en France, en Thaïlande, en Birmanie, au Royaume-Uni et en Irlande afin d’aborder une question fondamentale en biologie avec des implications pour la conservation.

Séb.

« Chauves-souris : un vol au poil »

lundi, juillet 4th, 2011

Les Chiroptères adaptent leur vitesse en vol grâce à des récepteurs tactiles associés aux poils qui recouvrent leurs ailes. La suite sur le site de Pour la Science !

Yann

Référence bibliographique :

S. Sterbing-D’Angelo et al. Prépublication en ligne, 20 juin 2011. Bat wing sensors support flight control. PNAS, doi :10.1073/pnas.1018740108