Il y a soixante-cinq ans, au plus fort de la guerre froide, le gouvernement américain a publié un court métrage d'animation sur ce que les Américains devraient faire en cas d'attaque nucléaire. Le film présentait comme protagoniste peut-être l'exemple le plus célèbre d'un animal ayant tendance à «se couvrir de couvertures»: la tortue protectrice et méfiante.
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Ce n'est peut-être pas l'élégant ramasseur de feuilles de la girafe ni l'étoile filante de la tête de la chouette, mais le cou rétractable de la tortue n'est pas un problème. En cas de danger, les tortues utilisent leur cou souple pour rentrer leur tête en toute sécurité dans leur coquille en forme de bouclier. Les chercheurs évolutionnistes ont longtemps supposé que les tortues développaient cette astuce comme protection contre les prédateurs, mais de nouvelles recherches suggèrent que son objectif initial n'était probablement pas la défense mais la nourriture.
Platychelys oberndorferi était une espèce de tortue qui vivait en Europe centrale il y a environ 150 millions d'années, quelques millions d'années seulement après son évolution. Il mesurait environ 1 à 2 pieds de long et a probablement élu domicile dans les zones humides et les lacs de la terre chaude du Jurassique. Cependant, les similitudes avec la majorité des tortues modernes se terminent là, selon le paléontologue du Musée Jurassica, Jérémy Anquetin, auteur principal d'une étude publiée hier dans la revue Scientific Reports .
"Cette tortue jurassique est vraiment très bizarre quand on la regarde", dit Anquetin, faisant référence à une coquille composée de boutons pointus et d'un crâne large avec des yeux proches du nez. Les fossiles de P. oberndorferi sont rares; Anquetin affirme que son équipe et lui-même sont tombés par hasard sur le fossile utilisé dans leur étude, lorsqu'un spécimen datant de 1862 a été renvoyé dans un musée de Bâle, à Bâle, en Suisse.
Heureusement, ce fossile a préservé les os délicats des vertèbres de la tortue, ce qui a permis à l'équipe de comparer son système squelettique à celui des tortues d'aujourd'hui.
Les tortues modernes sont divisées en deux grands groupes en fonction de la manière dont elles rétractent leur cou: les pleurodires, qui retournent leur cou pour tirer la tête dans la coquille de côté, et les cryptodire, qui la ramènent directement dans la coquille. Les Pleurodires semblent avoir évolué il y a plus de 200 millions d'années, les cryptodires se ramifiant il y a environ 165 millions d'années.
En raison de la forme de son crâne et de son nombre de vertèbres, P. oberndorferi a longtemps été classé comme pleurodire. Mais lorsque Anquetin et ses collaborateurs ont modelé les vertèbres de la tortue éteinte et ont trouvé quelque chose de déroutant. "Elles ont été façonnées comme elles devraient l'être dans un groupe de tortues différent", explique Anquetin, faisant référence aux vertèbres de type cryptodire. "Nous ne nous attendions pas à trouver quelque chose comme ça."
Les vertèbres de P. oberndorferi ont été façonnées pour permettre à la tortue de tirer partiellement sa tête dans sa coquille, pas de côté, comme des pleurodires. La partie partielle est la clé, dit Anquetin. La rétraction partielle de la tête ne procure aucun avantage protecteur, puisqu'un prédateur pourrait facilement atteindre et attaquer la tête bouclée et vulnérable de la tortue. L'idée que ce type de rétraction de la tête aurait pu évoluer pour la défense n'avait donc aucun sens.
"[Cela] a dû évoluer pour une raison", dit Anquetin. "Nous avons commencé à chercher une raison."
Une reconstruction de l'apparence de Platychelys oberndorferi dans la vie. (Patrick Röschli / Rapports scientifiques) Un indice est apparu sous la forme de deux jumeaux modernes de P. oberndorferi - les tortues mata mata de Nouvelle-Zélande et les tortues serpentines d'Amérique du Nord, qui possèdent également les coquilles à pointes trouvées sur P. oberndorferi. Ces tortues ont évolué indépendamment les unes des autres de part et d'autre du monde. Et pourtant, les deux utilisent leurs capacités de rétraction du cou non seulement pour se protéger, mais aussi pour la chasse. Ils représentent un exemple d'évolution convergente - deux espèces non apparentées développant le même comportement ou le même trait physique.
Les tortues peuvent être stéréotypées comme des créatures lentes et herbivores, mais ces deux espèces se lancent violemment dans le cou pour attaquer leur proie. (De la même manière, la tortue serpentine tristement célèbre pour faufiler un petit poisson avec la puissance de sa puissante mâchoire). Pour prendre de la vitesse et surprendre leurs victimes, les deux espèces lanceront leur tête rétractée depuis leur coquille.
Anquetin soupçonne que P. oberndorferi est un cas de l'évolution précoce de cette capacité. Etant donné que la rétraction partielle ne permettrait pas à cette tortue de se protéger, il est donc beaucoup plus logique qu'elle ait développé le trait de caractère utilisé pour chasser les autres. Pouvoir rétracter partiellement leur cou, comme le ferait P. oberndorferi, leur permettrait de frapper la proie avec plus de force.
Cela aurait également un sens pour l'évolution de la rétraction du cou dans d'autres cryptodires modernes, ajoute Anquetin.
Evolution s’efforce souvent de coopter des caractéristiques qui ont évolué dans un but pour un but radicalement différent, selon un processus appelé exapation. Par exemple, dit Tyler Lyson, conservateur en paléontologie des vertébrés au Musée de la nature et des sciences de Denver, les plumes d’oiseaux étaient à l’origine utilisées pour réguler la température corporelle, mais ont par la suite joué un rôle crucial dans les vols.
De même, le bénéfice supplémentaire de la rétraction du cou de tortue pour la défense a probablement évolué à partir de ce point partiel, dit Anquetin. En raison des importants changements physiques nécessaires pour permettre à une tortue de se rétracter complètement, le processus de développement de cette capacité a probablement pris beaucoup de temps. "Ils ne peuvent pas apparaître en une nuit", dit-il.
Brad Shaffer, biologiste de l'évolution à l'Université de Californie à Los Angeles, pense qu'Anquetin et ses collaborateurs "repoussent légèrement les limites" avec leur confiance en leur hypothèse. Shaffer se dit notamment incertain quant à la quantité d'extrapolation à partir d'un fossile partiel nécessaire pour parvenir à une conclusion dans cette étude.
"Etant donné qu'il n'y a que deux vertèbres cervicales, elles reconstruisent énormément", explique Shaffer, qui n'a pas participé à la nouvelle étude. Cependant, il ajoute que la théorie devrait susciter plus de discussions dans le domaine de la recherche sur les tortues et qu'elle fait avancer le débat parmi les chercheurs sur la rigidité de la frontière entre les pleurodires et les tortues crytodires.
"Ces premières tortues, elles expérimentaient un peu", dit Shaffer.
Avec un tel bassin limité de fossiles de tortues anciennes bien préservés, Anquetin affirme qu'il ne s'attend pas à pouvoir effectuer à nouveau de nombreuses études sur cet aspect de l'évolution des tortues. Mais il prédit que les biologistes seront désormais en mesure d'étudier les différents comportements alimentaires des tortues modernes et de voir comment leurs anatomies du cou se comparent. Shaffer convient que les analyses de la manière dont les tortues utilisent la rétraction du cou "à travers l'arbre de vie de la tortue" aideront à brosser un tableau plus précis de la façon dont ce trait a évolué.
"Il doit y avoir une autre explication que la protection au début", dit Anquetin. "Les gens vont devoir enquêter maintenant."
