Biologie

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Les vautours ces (gan)graines de champions

Il a été découvert que certaines espèces de vautours étaient parmi les réservoirs bactériens de Clostridium perfringens, cette bactérie qui cause des cas particulièrement impressionnants de gangrène gazeuse ; l’Archeo-ranger reprend les éléments de cette découverte les uns après les autres.

La gangrène, ce mot issu du grec « gagraina » et qui signifie putréfaction des tissus, est l’une de ces pathologies – disons le clairement – dégoutantes. Elle est généralement associée avec les soldats blessés à la guerre et dont le traitement a souvent été l’amputation du membre infecté. Mais en temps de paix, elle est toujours présente, bien que le nombre de cas décroît ostensiblement (1000 cas par an aux E.U.A selon Wikipédia). En effet, la gangrène ne se contracte uniquement que par la souillure d’une plaie par des bactéries présentes dans la terre ou sur des outils mal désinfectés. Mais comment font ces bactéries pour survivre, quelles sont leurs mécanismes de reproduction ? Il est certain qu’elles n’attendent pas qu’un humain avec une plaie ouverte passe par là pour espérer l’infecter. Non, en réalité des animaux « réservoirs » hébergent les bactéries (qui y vivent d’ailleurs très bien) et les libèrent à travers leurs excréments. Ces bactéries survivant un temps en extérieur et si un humain se trouve être en contact direct avec la zone souillée alors l’infection peut survenir. Il peut suffire de marcher avec des chaussures ouvertes et avoir une coupure au pied ou même se faire éclabousser par de la boue et avoir une blessure ouverte, comme feu les soldats des tranchées de la Première Guerre Mondiale. La question reste donc, quel animal porte cette bactérie et pourquoi ceux-ci ne meurent-ils pas de la même infection que nous ?

Âmes sensibles s’abstenir, les images plus bas peuvent piquer les yeux, vous êtes prévenus.

 

Le concept d’animal-réservoir

Vous vous êtes peut-être déjà demandé où vont les virus ou les bactéries lorsque personne n’en est infecté ?
Typiquement, comment se fait-il que la grippe revienne chaque année alors même que personne ne semble en être affecté pendant les mois d’été ?
L’une des explications est à trouver du côté du mécanisme de survie des microbes. Voyez-vous, la plupart d’entre eux ont des réservoirs, c’est-à-dire des animaux qui ne sont généralement pas “affectés” par le virus mais au sein duquel le virus peut se multiplier et être transporté au gré des mouvements de l’hôte, le tout gratuitement. Ainsi, dans le cas de la grippe aviaire, comme son nom l’indique, elle est transportée par certains oiseaux dont elle affecte le tube digestif et ne se transmettra à l’homme que via leurs déjections.

Ainsi, pour comprendre le cycle de vie d’un microbe et potentiellement se prémunir de ces infections (là on ne parle pas de traitement mais bien de prévention), il faut notamment connaitre son moyen de transmission entre êtres humains mais aussi le moyen de transport et de transmission entre l’animal réservoir et l’humain. Si il est difficile de voir et d’éviter des particules microscopiques, il peut-être plus simple de voir ou de se prémunir du vecteur pathogène ; ou en tout cas interagir avec lui de manière sûre. Dans le cas de la grippe à nouveau, cela passe par une interdiction de mettre sur le même marché aux bêtes des oiseaux et des cochons vivants puisque l’on sait que les porcs peuvent contracter le virus en étant exposé aux déjections aviaires. Une fois les porcs grippés, le virus est déjà taillé pour se propager chez l’homme due à une relative similarité immunologique entre nos poumons. Bref, vous l’aurez compris il est essentiel de trouver l’animal réservoir des virus qui nous affectent et prendre des mesures de précautions.

Le vautour chaugoun, un des vautours de l’ancien continent dont chaque individu peut lâcher un nombre variable de bactéries causant la gangrène gazeuse par ses excréments (via Wikimédia)

Montage photo avec grossissement progressif d’un intestin affecté. A) Surface B) Structure interne C) Les bâtonnets bactériens D) Clostridium perfringens au microscope électronique. (via Wikimédia)

Les vautours, réservoir de la gangrène

Des chercheurs chinois se sont intéressées aux bactéries présentes dans les excréments de certain vautours présents en Chine et rapportent qu’un nombre important de bactéries pathogènes utilisent les vautours comme réservoirs. En utilisant une technique de séquençage d’ARN propres aux microbes (et donc ne lisant pas les séquences provenant du vautour), ils ont retrouvé 314 séquences microbiennes différentes. Seulement 102 (soit 32%) correspondaient à des espèces de bactéries connues, le reste étaient soit des espèces inconnues soit des variantes inconnues de séquences connues. De ces 102 séquences connues, 45 portaient la signature d’agents pathogènes aux humains. Il y a donc une inquiétante quantité de maladie dont les vautours sont les réservoirs.Toutefois, la plupart de ces séquences ont été retrouvées en quantités infimes donc leur potentiel de dangerosité est très réduit.

Mais le plus troublant reste que la bactérie la plus nombreuse reste Clostridium perfringens. En principe, cette bactérie ne devrait pas nous inquiéter. En effet, c’est une espèce immobile et anaérobique obligée, c’est à dire qui survit uniquement dans des milieux sans oxygène et périclite au contact de l’oxygène ambiant. Autrement dit, cette bactérie et nous vivons dans des mondes opposés. Oui, mais voilà, elle est aussi la cause principale de la gangrène gazeuse. Ce type de gangrène est particulièrement impressionnant du fait que la zone infectée gonfle, qu’elle provoque des œdèmes et des tâches violacées de tissus nécrosés sont visibles à la surface la peau. Son traitement même avec nos antibiotiques modernes n’est pas assuré. Dans certains cas limités, l’injection d’oxygène sous pression proche des tissus infectés peut entraver la croissance des bactéries anaérobiques. Malheureusement, l’amputation est encore courante pour se débarrasser de l’infection – l’alternative étant la mort du patient…

 

Patient affecté par un cas de gangrène gazeuse, photographie avant amputation. La peau violacée est nécrosée et des œdèmes sont visibles.

Ceci étant, rien ne sert de s’affoler et d’ordonner l’abattage systématique des vautours (d’ailleurs la plupart sont DÉJÀ en voie d’extinction). Il joue un rôle écologique essentiel de par leur nécrophagie, ils évitent ainsi la dispersion de quantités d’autres bactéries, toutes aussi mortelles, qui décimeraient animaux et humains sans distinctions. D’ailleurs, il n’est pas encore su combien de temps les bactéries peuvent rester à même le sol sans mourir, rappelez-vous elles s’étiolent au contact de l’oxygène. En outre, on sait pas quels autres réservoirs C. perfringens a, même si ces espèces de vautours étudiées ne sont pas en Europe, on ne peut pas non plus compter sur l’absence totale de cette bactérie dans nos contrées. Comme toujours prudence est mère de sureté, les plaies qui saignent doivent être traitées !

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C’était l’Archeo-ranger pour Sci&Fi, transmission terminée…

Références :
Meng, X. et al. (2017) Metataxonomics reveal vultures as a reservoir for Clostridium perfringens. Emerging Microbes & Infections.
Clostridium perfringens sur Wikipedia.
Haydon et al. (2002) Identifying Reservoirs of Infection: A Conceptual and Practical Challenge. Emerging Infectious Diseases.

 

L’Evolution en marche : des Blennies sortent de l’eau

Récemment, en regardant je ne sais plus quelle vidéo sur le net, j’ai eu le malheur d’en regarder les commentaires. Quelle n’a été ma surprise lorsque j’ai pu y lire des personnes (en français, hein !) qui émettaient des doutes sur la Théorie de L’Evolution. Les personnes émettant ces avis se basaient en grande partie sur le fait qu’elle n’était qu’une « théorie ». En effet, dans le référentiel du langage commun (par opposition à scientifique) une théorie ne serait qu’une « connaissance que purement spéculative » (Définition du Larousse). Outre l’envie de me taper la tête contre un mur face à cette bêtise, je me dois ici de placer une citation de notre cher Neil deGrasse Tyson :

« The good thing about science is that it’s true whether or not you believe in it.

Autrement dit, la science est véridique que vous y croyez ou non. Je le répète, que vous fermiez les yeux, que vous choisissiez de ne pas croire aux faits, ces phénomèmes existent ; ils se passent d’ailleurs bien de votre opinion. Est-ce que présenter des cas ou la théorie de l’évolution est manifeste peut aider certain(e)s à comprendre leur erreur ? Espérons.

Trois des quatres espèces de Blennies en cours d’évolution. les deux premières sont amphibies alors que la troisième est maintenant plus ou moins « terrestre » en restant dans la zone supra-littoral. (crédits : C. J. Fulton, Figure A1 de l’article originel)

Coincidence, il se trouve que quelque jours plus tard je trouvais un article sur des espèces en « cours d’évolution » ; des poissons qui commençait à faire une transition entre la mer et la terre…

C’est, en effet, l’une des grandes étapes dans l’évolution de la vie sur notre planète, environ 90 millions d’années après la colonisation de la terre ferme par les premières proto-plantes, les premiers animaux ont suivi la colonisation de cet espace alors inhabité, et pourtant l’on en sait que peu de choses sur les raisons de cette transition. Qu’est-ce qui a pu pousser des créatures aquatiques à émerger ? Il faut le rappeler les espèces aquatiques respirent via des branchies ou tout du moins dépendent de l’oxygène dissout dans l’eau, adaptée à la vie marine leur peau se déssèche très rapidement et que dire de la reproduction ? Il y a fort à parier que vous avez déjà vu des oeufs de poissons ou de grenouilles, fragiles, sans coquilles. Ainsi, les espèces ont du adapter absolument tout leur mode de fonctionnement afin de s’adapter à un milieu aérien où tout peut se dessécher… Les hypothèses sont multiples mais par un hasard des choses, il est en une, au moins, qui soit démontrable car une évolution mer-terre se produit en ce moment même, à notre époque.

Dans l’archipel des îles Cook (Océan Pacifique), on trouve quatre espèces de poissons assez particuliers. De la famille des Blenniidae dont le nom vernaculaire est Blennies à dents de peignes, quatre espèces de quatre genres différents ont la faculté de survivre pendant un certain temps en dehors de l’eau. L’une d’entre elle (Alticus simplicirrus) ne passe presque plus de temps dans l’eau et préfère rester dans la zone supra-littoral. Cette dernière est la zone qui n’est inondée qu’en cas exceptionnels mais reçoit continuellement des embruns, elle reste donc humide en permanence.

En fait, il est généralement dur de déterminer pourquoi une espèce est poussée à changer d’environnement. Dans leurs cas, une équipe de recherche à effectuer un simple test avec des faux poissons en latex avec des motifs colorés ressemblant à ceux typiques des espèces mentionnées. Ils ont positionnés ces faux dans différentes zones où les blennies sont observés ; ces poissons, comme on le voit sur l’image ci-contre, ont les couleurs et les motifs adaptés pour se fondre sur les rochers. En laissant les faux pendant trois jours sur place, les scientifiques ont pu constater lesquels avaient des traces de morsures ou de déchiquetages laissés par des prédateurs. De cela, l’équipe en a a conclu que cette adaptation à la terre ferme leur permet de survivre bien au-delà de la zone oú leurs prédateurs, eux, peuvent survivre. La majeure partie des Blennies factices posés dans l’estran (la zone entre les marées hautes et basses) s’étaient fait croqués alors qu’une toute petite fraction d’entre eux avait été attaquée par des oiseaux dans la zone supra-littoral. Ainsi, en somme, leur choix de s’échouer volontairement dans un zone non-inondée à marée haute leur permet de survivre bien mieux.

Mais ce que l’on observe ici est assez étonannt puisque ces espèces ne possèdent aucun trait leur facilitant la vie sur la terre ferme. En effet, elles respirent toujours par leur branchie (et dans une certaine mesure par leur peau), elles doivent à minima rester humide pour ne pas souffrir et leur alimentation est constituée d’algues microscopiques qui doivent elles aussi être régulièrement humectées. On le voit bien, ces espèces n’ont pas de capacités particulières pour le moment. Il est en revanche possible que, les générations passant, de nouveaux traits émergent rendant leur vie dans cette zone plus facile. Cela n’en reste pas moins un cas d’évolution en cours. Ce cas-ci est facile car il est possible de déterminer que ces espèces proviennent de la zone supra-littoral où d’autres espèces de cette famille n’ont pas fait la transition vers la terre et il est facile de comprendre que la pression exercée par les prédateurs a pu favoriser ce comportement d’évitement. Un exemple rare et surtout actuel de transition entre la mer et la terre qui permet par la même de penser que la première espèce de poissons (telle le Tiktaalik, l’un des possible ancêtres communs aux tétrapodes) à avoir émerger de l’eau l’aurait fait afin d’échapper à ses prédateurs.

Si jamais l’on vous rétorque qu’il n’y pas de preuves de la Théorie de l’Evolution, vous pourrez toujours renvoyer le malappris à cet exemple.

Le Tiktaalik, l’une des possibles espèces qui fait le lien entre les poissons et le reste des animaux terrestres. C’est ‘un des candidats d’ancêtre commun des tétrapodes. Comme les Blennies actuels il aurait pu sortir de l’eau et utiliser la zone supra-littoral de manière temporaire afin d’échapper à ses prédateurs (crédit : wikimédia).

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Référence :
Ord, T. et al. (2017) Ecological Release from Aquatic Predation Is Associated with the Emergence of Marine Blenny Fishes onto Land. The American Naturalist.

 

L’érection la plus longue de l’Histoire

Qui est donc ce compétiteur pédantesque qui veut s’arroger un tel exploit, qui est ce recordman sur le podium de la vanité des mâles Homo Sapiens ?
Un faucheux, faucheur de record…

Vieux de 99 millions d’années et préservés dans de l’ambre, dôté d’un pénis long comme la moitié de son corps, ce malchanceux mâle de l’espèce éteinte Halitherses grimaldii a été retrouvé dans une position plutôt embarrassante.

penis-fossilise-de-faucheux

Fossile de Halitherses grimaldii et gros plan sur son érection. Sur a) la barre représente 1 mm et la flèche pointe vers le pénis du faucheux et sur b) la barre représente 0.2 mm. Figure 1 de l’article original.

Chez les membres (suite…)

Le tank aux traits de girafe

Reconstruction 'une espèce non-identifiée de Sivatherium par Heinrich Harder via Wikimedia

Reconstruction artistique d’une espèce non-identifiée de Sivatherium par Heinrich Harder via Wikimedia

Si je vous dis qu’un gros animal éteint dont le nom est Sivatherium giganteum, que le nom giganteum n’a pas été choisi par hasard, et que c’est une sorte de tank sur pattes de plus d’une tonne, alors vous êtes peut-être en train d’imaginer un ancêtre des éléphants ou des rhinocéros ? Eh bien, non, celui-ci se trouve aussi être un lointain cousin des girafes. C’est pour ça que j’adore le Néogène, on y trouve tout un tas de créatures qui ressemblent presque à nos animaux actuels mais pas tout à fait, avec des proportions bizarres ou gigantesques, des têtes différentes, mais bref, je m’égare….

Les deux genres restants de la famille des Giraffidés : la girafe et  l’okapi

Dans nos temps modernes, il ne reste plus que deux genres de la clade des Giraffidés. On trouve bien sûr l’iconique girafe que nous connaissons bien ainsi que le plus élusif okapi. Mais aujourd’hui ce qui nous intéresse, c’est une toute autre branche de la famille des Giraffidés, le genre Sivatherium, qui au lieu de devenir long et gracile est allé dans l’autre sens, ils sont juste devenus massifs. On sait peu de choses du genre Sivatherium mais il est intéressant de noter que les quatre espèces étaient plus robustes et avaient un cou beaucoup plus courts que la girafe moderne. Il est fascinant de noter que le dernier représentant du genre s’est probablement éteint il y a seulement 8000 ans. En effet, Sivatherium maurusium, serait même le sujet de certaines peintures rupestres que l’on retrouve à la fois en Afrique et en Inde.

Art rupestre d'Inde à priori représentant un Sivatherium

Art rupestre d’Inde à priori représentant un Sivatherium


Art rupestre d'Afrique à priori représentant un Sivatherium

Art rupestre du Sahara à priori représentant un Sivatherium

Sur la photo des girafes, on voit clairement ce type de « cornes » qu’elles ont. En réalité, ces appendices crâniens se nomment des ossicônes. Bien que les espèces récentes n’en présentent qu’une seule paire, les espèces du genre Sivatherium en possédaient deux paires, ce qui aura son importance un peu plus tard. Mais revenons à l’histoire qui nous intéresse aujourd’hui.

Christopher Basu et ses collègues du Royal Veterinary College en Grande-Bretagne ont fait des mesures de restes de Sivatherium giganteum qui étaient stockés au Muséum d’Histoire Naturelle de Londres. Ces restes proviennent d’au moins trois individus différents, tous adultes, et ont été découverts en Inde en 1830 au pied des montagnes de l’Himalaya.

Ils ont fait appel à une méthode dont la première étape porte sur la reconstitution d’un animal type sur ordinateur à partir des fragments de son squelette. Pour cela, il faut prendre plusieurs clichés des mêmes objets et sous différents angles. En combinant ces clichés avec un programme spécialisé, on est à même de faire une reconstitution digitale en 3D des objets photographiés – un processus qui s’appelle la photogrammétrie soit en dit en passant. Il faut aussi combler le vide des os manquants. Ceci se fait en estimant la taille de l’os manquant en ajustant les dimensions d’un os d’une espèce voisine ou en estimant à partir de proportions génériques pour cette famille. A ce stade, le squelette de l’animal peut enfin être reconstituer.

reconstitution du squelette du Sivatherium gigantheum (crédits : C. Basu)

Reconstitution digitale du squelette du Sivatherium gigantheum (crédits : C. Basu)

Après, l’idée est de mettre de la viande et de la peau sur ses os digitalisés si je puis dire, donner corps à ce squelette en 3D. Cette méthode permet, enfin, d’estimer son poids. C’est là que ça se complique, car comment peut-on connaître la charpente d’un animal éteint ? Malheureusement, il n’y a pas de solutions miracles. On peut passer par une estimation via son volume (et sa densité) supposé, une autre méthode standard consiste à utiliser la circonférence de l’humérus (l’os du bras) avec la supposition que plus l’animal est lourd plus son humérus est développé ou la dernière méthode usuelle est d’utiliser la circonférence de la cage thoracique.

Dans notre cas, les chercheurs ont utilisé les trois méthodes. Sans surprise, chaque méthode donnent des résultats différents. Ils se sont donc arrêtés sur un poids de 1200 kilos soit 1,2 tonnes ! Et encore,selon leurs dires, c’est une estimation conservatrice se situant probablement dans la limite inférieure du poids réel de l’animal ! Oui, voyez-vous, ils ont omis de leur analyse la masse des deux paires d’ossicônes et chez les mâles ces appendices peuvent être très larges. Ces ossicônes devaient être tellement lourds que le centre de gravité de l’animal s’est déplacé vers l’avant et il a dû développé une ossature et une musculature en conséquence. Donc, si on résume : 1,2 tonnes pour environ 1,8 mètres au garrot cela reste somme toute un petit représentant de l’espèce…

Si vous voulez avoir une image en tête, c’est en gros le poids de 15 humains de 80 kilos. Même les taureaux de combats espagnols ne pèsent qu’à peine la moitié de cela, c’est pour vous dire. Avec ses 1,8 mètres au garrot, l’animal qui lui ressemblerait le plus en terme de physionomie serait un cheval de trait mais alors un qui serait vraiment massif, un vrai tank en somme. Les batailles d’antan à dos de chevaux auraient eu une autre tête avec le S. giganteum comme monture…

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Référence :
Basu et al. (2016) The extinct, giant giraffid Sivatherium giganteum: skeletal reconstruction and body mass estimation. Biology Letters.

Crédits visuels :
Okapi par Radio Okapi via Flickr.
Combat de girafes dans la réserve d’Ithala, KwaZulu-Natal du Nord (Afrique du Sud) via Wikimedia.

A-t-on rencontré les Hobbits ?

C’est une déception pour être honnête. J’ai toujours aimé l’histoire de la découverte de Homo floresiensis, ce « petit d’homme » qui tel Mowgli n’était pas tout à fait humain, était petit et courait probablement la forêt indonésienne. Dans les premiers articles portant sur cette nouvelle espèce du genre Homo, les dates provisoires données par les paléontologues faisaient remonter son extinction à seulement -10 000 ans avant J.C.. Pour moi, c’était formidable, cela voulait dire qu’il y aurait eu 40000 ans d’écoulés entre l’arrivée des Homo Sapiens et la fin de florensiensis. Je m’étais toujours demandé à quoi ressemblait la cohabitation sur cette île de Florès avec une espèce qui devait nous ressembler mais pas suffisamment pour qu’on sache qu’elle était différente. Ainsi, je me demandais : quelles étaient leur relations ? Amicales, indifférentes ou belliqueuses ?

Deux reconstructions différentes de Homo Floresiensis. Notre espèce les ont-t-ils croisé ?

Deux reconstructions différentes de Homo floresiensis. Notre espèce les ont-t-ils croisé ? Et si oui, quelles ont pu être les relations entre deux espèces se ressemblant vaguement et fabriquant des outils de pierre donc disposant d’un certain degré d’intelligence ?

(suite…)

Un écran solaire à double tranchant

Photographie de la surface d’un sol aride. A droite, le sol est partiellement recouvert de croûtes biologiques jeunes alors qu’à gauche elles sont arrivées à maturité et prennent une couleur sombre. (Crédit : Ferran Garcia-Pichel)

Les croûtes biologiques sont des écosystèmes uniques en leur genre des milieux arides (froids ou chauds) ou des colonisateurs des milieux perturbés par des catastrophes climatiques ou humaines. Récemment, une équipe de chercheur s’est penchée sur la capacité d’un type de croûte biologique à produire une sorte d’écran solaire mais cette molécule ne vient pas sans coûts… (suite…)

Un nouveau venu dans notre famille

Il est assez peu commun d’ajouter un nouveau membre à la famille Homo, mais c’est pourtant ce qui arriva l’année dernière. Homo naledi, un parent de notre espèce jusqu’alors inconnu a été ajouté à l’arbre évolutif déjà complexe du genre Homo. A Sci&Fi, nous aurions aimés que cet autre humain soit encore présent de nos jours, ne serait-ce pas fantastique d’avoir un miroir de notre propre humanité à cette époque qui est la nôtre ? Qui sait comment l’Histoire se serait déroulée alors ? Mais trêve de digression revenons en au sujet…

Assemblage d'un fossile d Homo naledi

Homo naledi, assemblage de certains des ossements retrouvés (image tirée de Berger et al.)

Plus de 15 000 fragments de squelettes représentant au moins 15 individus ; (suite…)

Un poil ancestral

Fossil of Spinolestes

Restes fossilisés de Spinolestes xenarthrosus

Voici Spinolestes xenarthrosus, ou fur ball (la boule de poil) comme les média l’ont surnommé. Mais cela ne lui rend pas justice car cet ancien animal est la preuve la plus ancienne de nombreux traits. Bien qu’il soit difficile de l’apprécier sur la photo, il possède un des éléments les plus basiques qui identifie les mammifère modernes : les poils. En effet, sa peau et son pelage sont très semblable à ceux des mammifères actuels, jusque là rien d’extraordinaire si ce n’est que celui a 125 millions d’années !
Il y a quelques détails intéressants concernant cet animal. (suite…)

Une indétectable coopération

Certaines découvertes n’attendent que d’être faites. En 2012, l’une d’entre elles a été faite sur une dalle de pierre datée de 453 à 458 millions d’années qui reposait dans un musée depuis plus d’un siècle. Sur celle-ci a été découvert une colonie de plancton préhistorique où les espaces occupés par les différents individus sont en fait connectés entre eux. Une particularité unique à cette espèce ou étant passée inaperçue chez les espèces parentes de celle-ci.
Graptolite specimen - Dicranograptus aff. ramosus

(suite…)