Modularité de la mâchoire inférieure chez la grenouille griffue africaine et la salamandre de feu

À partir de tomographies de 100 mâchoires inférieures de grenouilles griffues africaines et de salamandres de feu, nous répondons à la question de savoir si la mâchoire inférieure des amphibiens évolue en tant qu'unité unique ou si elle évolue avec différents modules évoluant de différentes manières.
Salamandre de feu (Salamandra salamandra gigliolii) Quentin Martinez

Prenez le temps de réfléchir à votre mâchoire - cet os qui vous donne votre menton caractéristique et qui vous donne peut-être mal aux dents de temps en temps. Votre mâchoire inférieure, également appelée mandibule ou dentaire, est un os unique qui comporte 14 à 16 dents pour mordre et mâcher vos aliments, une articulation à l'arrière, près de votre oreille, qui vous permet de bouger et de faire pivoter votre mâchoire dans plusieurs directions, des points d'ancrage pour votre langue afin que vous puissiez parler, et des sites d'attache pour les muscles qui vous permettent de mordre et de mâcher. Considérez ces éléments comme différents "modules" de votre mâchoire inférieure.

Toutes ces fonctions différentes (modules) confèrent à notre mâchoire inférieure et à la mâchoire inférieure de tous les autres vertébrés différentes régions anatomiques (comme les différentes régions d'un pays) : sites d'ancrage des dents, sites d'attachement des muscles, sites d'articulation avec d'autres os, etc. Lorsque la mâchoire inférieure change de taille et de forme au cours de l'évolution, ces différentes régions de la mâchoire inférieure évoluent-elles ensemble ou séparément ? En d'autres termes, toutes ces régions de la mâchoire inférieure évoluent-elles ensemble ou différentes régions "font leur propre affaire" et agissent de manière semi-autonome (pour poursuivre la métaphore géographique) ? Grâce à des recherches antérieures, nous savons que la mâchoire inférieure des mammifères (comme nous) évolue généralement de la deuxième manière (différentes régions évoluant de manière quelque peu indépendante). Mais en est-il de même pour les amphibiens tels que les grenouilles et les salamandres ?

En notre dernier document, publié aujourd'hui dans la revue Biological Journal of the Linnean Society (Journal biologique de la société linnéenne)Nous répondons à la question de savoir si la mâchoire inférieure des amphibiens évolue comme une seule unité ou si, comme chez les mammifères, elle évolue avec différentes régions qui évoluent de différentes manières. En utilisant des tomodensitogrammes de plus de 100 mâchoires inférieures de grenouilles griffues africaines (Xenopus laevis) et les salamandres de feu (Salamandra salamandra gigliolii), nous avons cartographié la façon dont la forme de la mâchoire inférieure varie au sein de chacune de ces espèces. À l'aide de ces cartes de variation, nous avons ensuite utilisé des modèles statistiques pour évaluer si cette variation correspondait à un modèle unitaire ou régional.

Un chiffre tiré de notre dernier document, Stevens et al. 2023.

Nous avons constaté que les mâchoires inférieures des amphibiens, comme celles des mammifères, correspondent au modèle régional avec différents modules de la mâchoire inférieure évoluant avec une certaine indépendance les uns par rapport aux autres. Chez les amphibiens, ce sont les fonctions de ces modules qui expliquent le mieux ce schéma en patchwork : les parties de la mâchoire inférieure ayant la même fonction ont évolué ensemble et les parties ayant des fonctions différentes ont évolué séparément. Ces résultats montrent que cette évolution région par région de la mâchoire inférieure est probablement répandue dans de nombreux groupes de vertébrés, y compris les mammifères, les oiseaux et les reptiles, et que ce que nous considérons comme un os unique peut être le résultat d'un patchwork de parties, chacune évoluant selon sa fonction particulière.

Stevens, Maddison, Anne-Claire Fabre, et Ryan N. Felice. "Modularité de la mâchoire inférieure chez la grenouille griffue africaine (Xenopus laevis) et la salamandre de feu (Salamandra salamandra gigliolii).” Biological Journal of the Linnean Society (Journal biologique de la société linnéenne) (2023) : blad087. DOI : 10.1093/biolinnean/blad087.

Anne-Claire Fabre
Anne-Claire Fabre

Conservateur des mammifères au Musée d'histoire naturelle de Berne et responsable du projet Meta-Morphosis.

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