Autotomie - Autotomy

Ne doit pas être confondu avec Autonomie .
Un gecko nain à tête blanche avec la queue perdue en raison de l'autotomie.

Autotomie (du grec automatique , « auto » et tome , « sectionner », αὐτοτομία ) ou auto-amputation , est le comportement par lequel un abris pour animaux ou les rejets d' un ou plusieurs de ses propres annexes , généralement comme auto-défense mécanisme pour échapper à l' emprise d' un prédateur ou pour distraire le prédateur et ainsi lui permettre de s'échapper. Certains animaux ont la capacité de régénérer la partie du corps perdue plus tard. L'autotomie a de multiples origines évolutives et on pense qu'elle a évolué au moins neuf fois indépendamment chez les animaux.

Vertébrés

Reptiles et amphibiens

Une queue de lézard perdue par autotomie
Une queue de scinque autotomisée présentant un mouvement continu
lézard avec changement brusque du motif de la queue
Le changement notable dans le motif de la queue de ce gecko marbré indique la régénération après l'autotomie

Certains lézards , salamandres et tuatara, lorsqu'ils sont attrapés par la queue, en perdront une partie en tentant de s'échapper. Chez de nombreuses espèces, la queue détachée continuera à se tortiller, créant un sentiment trompeur de lutte continue et détournant l'attention du prédateur de la proie en fuite. En outre, de nombreuses espèces de lézards telles que Plestiodon fasciatus , Cordylosaurus subtessellatus , Holaspis guentheri , Phelsuma barbouri et Ameiva wetmorei ont des queues bleues richement colorées qui se sont avérées détourner les attaques prédatrices vers la queue et loin du corps et de la tête. Selon l'espèce, l'animal peut être capable de régénérer partiellement sa queue, généralement sur une période de plusieurs semaines ou mois. Bien que fonctionnelle, la nouvelle section de la queue est souvent plus courte et contiendra du cartilage plutôt que des vertèbres osseuses régénérées , et la couleur et la texture de la peau de l'organe régénéré diffère généralement nettement de son apparence d'origine. Cependant, certaines salamandres peuvent régénérer une queue morphologiquement complète et identique. Certains reptiles comme le gecko à crête ne régénèrent pas la queue après l'autotomie.

Mécanisme

Le terme technique pour cette capacité à laisser tomber la queue est l'autotomie caudale . Chez la plupart des lézards qui sacrifient la queue de cette manière, la rupture ne se produit que lorsque la queue est saisie avec une force suffisante, mais certains animaux, comme certaines espèces de geckos, peuvent effectuer une véritable autotomie, jetant la queue lorsqu'ils sont suffisamment stressés, comme lorsque attaqué par des fourmis.

L'autotomie caudale chez les lézards prend deux formes. Dans la première forme, appelée autotomie intervertébrale, la queue se brise entre les vertèbres. La deuxième forme d'autotomie caudale est l'autotomie intravertébrale, dans laquelle il existe des zones de faiblesse, des plans de fracture à travers chaque vertèbre dans la partie médiane de la queue. Dans ce deuxième type d'autotomie, le lézard contracte un muscle pour fracturer une vertèbre, plutôt que de casser la queue entre deux vertèbres. Les muscles du sphincter de la queue se contractent ensuite autour de l' artère caudale pour minimiser les saignements. Une autre adaptation associée à l'autotomie intravertébrale est que les lambeaux cutanés se replient sur la plaie au site d'autotomie pour sceller facilement la plaie, ce qui peut minimiser l'infection au site d'autotomie. L'autotomie caudale est répandue chez les lézards; il a été enregistré dans 13 des 20 familles environ.

Efficacité et coûts

L'autotomie caudale est présente en tant que tactique anti-prédateur, mais est également présente chez les espèces qui ont des taux élevés de compétition et d'agression intraspécifiques. Le lézard Agama agama se bat en utilisant sa queue comme un fouet contre d'autres congénères. Il peut autotomiser sa queue, mais cela a un coût social - la perte de la queue diminue le statut social et la capacité d'accouplement. Par exemple, Uta stansburiana souffre d'un statut social réduit à la suite d'une autotomie caudale, tandis qu'Iberolacerta monticola connaît un succès d'accouplement réduit. Chez Coleonyx brevis , des œufs plus petits ou aucun œuf du tout sont produits après la perte de la queue. Cependant, la queue régénérée d' Agama agama prend une nouvelle forme de club offrant au mâle une meilleure arme de combat, de sorte que l'autotomie et la régénération fonctionnent ensemble pour augmenter la capacité du lézard à survivre et à se reproduire. Il existe également des exemples dans lesquels les salamandres attaquent la queue de leurs congénères afin d'établir une dominance sociale et de diminuer la forme physique des concurrents.

Malgré l'efficacité de ce mécanisme, il est également très coûteux et n'est utilisé qu'après l'échec des autres défenses. L'un des coûts est pour le système immunitaire : la perte de la queue entraîne un système immunitaire affaibli, ce qui permet aux acariens et autres organismes nuisibles d'avoir un impact négatif plus important sur les individus et de réduire leur santé et leur durée de vie. Étant donné que la queue joue un rôle important dans la locomotion et le stockage d'énergie des dépôts graisseux, elle est trop précieuse pour être abandonnée au hasard. De nombreuses espèces ont développé des comportements spécifiques après l'autotomie, tels qu'une activité réduite, afin de compenser les conséquences négatives telles que l'épuisement des ressources énergétiques. Certains de ces lézards, dont la queue est un organe de stockage majeur pour accumuler des réserves, retourneront à une queue tombée une fois la menace passée et la mangeront pour récupérer une partie des fournitures sacrifiées. À l'inverse, certaines espèces ont été observées pour attaquer leurs rivaux et attraper leurs queues, qu'elles mangent après la fuite de leurs adversaires.

Il existe également des adaptations qui aident à atténuer le coût de l'autotomie, comme on le voit dans la salamandre hautement toxique, Bolitoglossa rostrata , dans laquelle l'individu retardera l'autotomie jusqu'à ce que le prédateur déplace ses mâchoires vers le haut de la queue ou se tienne longtemps, permettant à la salamandre de conserver sa queue lorsque la toxicité seule peut éloigner les prédateurs. La régénération est l'une des plus hautes priorités après l'autotomie, afin d'optimiser les performances locomotrices et de récupérer la capacité de reproduction. Tout en régénérant leur queue, l'autotomie caudale est restaurée à un coût énergétique qui entrave souvent la croissance corporelle ou les interactions intra-espèces.

L'autotomie dans les archives fossiles

Des fossiles de reptiles possédant la capacité d'autotomisation qui ne font pas partie de la famille des lézards ont été trouvés qui remontent au Carbonifère supérieur et au Permien inférieur , appartenant aux groupes Recumbirostra et Captorhinidae . Deux espèces squamates de la période jurassique, Eichstaettisaurus schroederi et Ardeosaurus digitatellus , ont été identifiées comme ayant des plans d'autotomie intervertébrale, et ces espèces ont été placées dans la taxonomie squamate comme étant un ancêtre des geckos existants actuels.

Mammifères

Au moins deux espèces de souris épineuses africaines , Acomys kempi et Acomys percivali , sont capables de relâcher autotomiquement la peau, par exemple lorsqu'elles sont capturées par un prédateur. Ce sont les premiers mammifères connus à le faire. Ils peuvent régénérer complètement le tissu cutané libéré automatiquement ou autrement endommagé - les follicules pileux, la peau, les glandes sudoripares, la fourrure et le cartilage qui repoussent avec peu ou pas de cicatrices. On pense que les gènes de régénération correspondants pourraient également fonctionner chez l'homme.

Invertébrés

Plus de 200 espèces d'invertébrés sont capables d'utiliser l'autotomie comme comportement d'évitement ou de protection. Ces animaux peuvent volontairement perdre des appendices lorsque cela est nécessaire à leur survie. L'autotomie peut se produire en réponse à une stimulation chimique, thermique et électrique, mais est peut-être le plus souvent une réponse à une stimulation mécanique lors de la capture par un prédateur. L'autotomie sert soit à améliorer les chances d'évasion, soit à réduire les dommages supplémentaires subis par le reste de l'animal, tels que la propagation d'une toxine chimique après avoir été piqué.

Mollusques

L'autotomie se produit chez certaines espèces de poulpes pour la survie et la reproduction : le bras reproducteur spécialisé (l' hectocotyle ) se détache du mâle pendant l'accouplement et reste dans la cavité du manteau de la femelle .

Les espèces de limaces (terrestres) du genre Prophysaon peuvent s'auto-amputer une partie de leur queue. On connaît l'autotomie de la queue de l'escargot de mer Oxynoe panamensis sous irritation mécanique persistante.

Certaines limaces de mer présentent une autotomie. Les deux lilacina Discodoris et Berthella martensi souvent abandonner leur jupe entière du manteau lorsqu'il est manipulé, conduisant à Discodoris lilacina étant également appelés fragilis Discodoris . Les membres de Phyllodesmium laisseront tomber chacun un grand nombre de leurs cerata , sur la pointe ayant une grosse glande collante qui sécrète une substance collante. Les jeunes spécimens de deux espèces d' Elysia , E. atroviridis et E. marginata , peuvent régénérer tout leur corps parasité à partir de leur tête qui peut avoir évolué comme mécanisme de défense contre les parasites internes. Ces limaces de mer sont connues pour être capables de réaliser la photosynthèse en incorporant des chloroplastes provenant de la nourriture des algues dans leurs cellules qu'elles utilisent pour survivre après la séparation de leur système digestif.

Crustacés

Les crabes de pierre autotomiques sont utilisés comme source de nourriture auto-reconstituante par les humains, en particulier en Floride. La récolte est réalisée en enlevant une ou les deux griffes de l'animal vivant et en le renvoyant dans l'océan où il peut repousser le ou les membres perdus. Cependant, dans des conditions expérimentales, mais en utilisant des techniques commercialement acceptées, 47 % des crabes pierre dont les deux pinces ont été retirées sont morts après dégriffage, et 28 % des amputés d'une seule pince sont morts ; 76% des victimes sont décédées dans les 24 heures suivant le dégriffage. La présence de griffes régénérées dans la récolte de la pêche est faible; une étude indique moins de 10 %, et une étude plus récente indique que seulement 13 % ont des griffes régénérées. (Voir Dégriffage des crabes )

L'autotomie post-récolte des pattes peut être problématique dans certaines pêcheries de crabe et de homard, et se produit souvent si ces crustacés sont exposés à de l'eau douce ou à de l'eau hypersaline sous forme de sel séché sur des plateaux de tri. Le réflexe d'autotomie chez les crustacés a été proposé comme un exemple de comportement naturel qui soulève des questions concernant les affirmations selon lesquelles les crustacés peuvent « ressentir la douleur », qui peuvent être basées sur des définitions de la « douleur » qui sont erronées faute de test falsifiable, soit pour établir ou nier le sens du concept dans ce contexte.

Les araignées

Une araignée de pêche avec deux membres manquants

Dans des conditions naturelles, les araignées à tissage d'orbes ( Argiope spp.) subissent une autotomie si elles sont piquées à la jambe par des guêpes ou des abeilles. Dans des conditions expérimentales, lorsque les araignées sont injectées dans la patte avec du venin d'abeille ou de guêpe, elles perdent cet appendice. Mais, s'ils ne sont injectés qu'avec une solution saline, ils autotomisent rarement la jambe, ce qui indique que ce n'est pas l'injection physique ou la pénétration de liquide en soi qui provoque l'autotomie. De plus, les araignées injectées avec des composants de venin qui provoquent une douleur chez les humains injectés ( sérotonine , histamine , phospholipase A2 et mélittine ) autotomisent la jambe, mais si les injections contiennent des composants de venin qui ne causent pas de douleur aux humains, l'autotomie ne se produit pas.

Chez les araignées, l'autotomie peut également jouer un rôle dans l'accouplement. Le mâle de Nephilengys malabarensis d'Asie du Sud-Est rompt son pédipalpe lors du transfert de sperme et bouche l'orifice génital de la femelle, après quoi le palpe continue de pomper. Cela aide le mâle à éviter le cannibalisme sexuel et si l'évasion réussit, le mâle continue de protéger "sa" femelle des concurrents.

Abeilles et guêpes

Parfois, lorsque les abeilles mellifères (genre Apis ) piquent une victime, le dard barbelé reste incrusté. Au fur et à mesure que l'abeille se déchire, l'aiguillon emporte avec lui tout le segment distal de l'abdomen de l'abeille, ainsi qu'un ganglion nerveux , divers muscles, un sac à venin et l'extrémité du tube digestif de l'abeille. Cette rupture abdominale massive tue l'abeille. Bien qu'il soit largement admis qu'une abeille ouvrière ne peut piquer qu'une seule fois, il s'agit d'une idée fausse partielle : bien que l' aiguillon soit barbelé de manière à se loger dans la peau de la victime , se détachant de l' abdomen de l'abeille et entraînant sa mort, cela ne se produit que si la peau de la victime est suffisamment épaisse, comme celle d'un mammifère. La piqûre d'une reine des abeilles n'a cependant pas de barbes et ne s'autotomise pas. Toutes les espèces de vraies abeilles mellifères ont cette forme d'autotomie d'aiguillon. Aucun autre insecte piqueur, y compris la guêpe guêpe jaune et la guêpe à miel mexicaine , n'a modifié l'appareil de piqûre de cette façon, bien qu'ils puissent avoir des piqûres barbelées. Deux espèces de guêpes qui utilisent l'autotomie de la piqûre comme mécanisme de défense sont Polybia unlocka et Synoeca surinama .

Les parties endophallus et cornua des organes génitaux des abeilles mâles ( bourdons ) s'autotomisent également pendant la copulation et forment un bouchon d'accouplement , qui doit être retiré par les organes génitaux des drones suivants s'ils doivent également s'accoupler avec la même reine. Les drones meurent quelques minutes après l'accouplement.

Échinodermes

L'éviscération , l'éjection des organes internes des holothuries lorsqu'elles sont stressées, est aussi une forme d'autotomie, et elles régénèrent le ou les organes perdus.

Certaines étoiles de mer ont abandonné leurs armes. Le bras lui-même peut même devenir une nouvelle étoile de mer.

Voir également

Les références

Lectures complémentaires

Liens externes

  • La définition du dictionnaire de l' autotomie au Wiktionnaire