by Bob Yirka , Phys.org
(Phys.org) – Une équipe de recherche composée de membres de Suisse, de France et de Belgique a découvert que les écailles sur la tête des crocodiles ne sont pas arrangées en raison de la génétique mais proviennent de fissures dans la peau alors que le crâne est encore en développement. Ils décrivent leurs recherches et leurs résultats dans leur article publié dans la revue Science.
Le développement des écailles chez les reptiles, note l’équipe, est généralement dû à un processus connu sous le nom de primordium des écailles, où les unités de développement sont génétiquement déterminées – les écailles croissent sous la forme et la couleur décrites par leur ADN. C’est aussi le cas des crocodiles, écrivent-ils, à l’exception des écailles qui couvrent la tête, où les choses sont très différentes. Au lieu de modèles réguliers dus au primordium à l’échelle, les chercheurs ont découvert un chaos, ce qui les a amenés à se demander si un processus de développement différent était à l’œuvre.
Pour le savoir, ils ont pris plusieurs photographies en haute résolution des têtes de 15 jeunes crocodiles sous tous les angles possibles puis ont utilisé un logiciel informatique pour créer des modèles 3D composés uniquement des lignes qui formaient les divisions entre les échelles. Les lignes ont ensuite été analysées à l’aide d’un logiciel de reconnaissance de formes et les résultats ont montré que les polygones créés par les lignes imitaient les motifs observés lors de la fissuration naturelle, par exemple lorsque la boue sèche ou qu’un pot est cassé.
Ensuite, l’équipe a étudié le développement embryonnaire des crocodiles dans leur laboratoire, en observant de près les capteurs de pression dermique (DPS) – des organes sensoriels qui détectent les changements d’eau de surface – développés sous forme de bosses ou de monticules surélevés de manière aléatoire sur le visage, les mâchoires et d’autres parties de la tête. L’échelle primordium n’a jamais eu lieu. Au lieu de cela, une peau épaisse s’est développée au-dessus et autour des bosses DPS. Au fur et à mesure que le crâne grandissait, des rainures ont commencé à apparaître entre les monticules qui sont finalement devenus interconnectés. Au fur et à mesure que les rainures s’approfondissaient, elles commençaient à prendre l’aspect familier de l’adulte, ce qui donnait l’aspect écailleux pour lequel les crocodiles sont connus.
Cette découverte, disent les chercheurs, fournit plus d’informations aux scientifiques qui étudient l’interaction entre la détermination génétique et les processus physiques et / ou chimiques dans l’environnement qui déterminent ensemble le développement biologique des organismes.
Plus d’informations: Les Écailles de la Tête de Crocodile Ne Sont Pas des Unités de Développement Mais Émergent de la Fissuration Physique, Science, DOI: 10.1126/science.1226265
RÉSUMÉ
Diverses lignées d’amniotes présentent des appendices cutanés kératinisés (plumes, poils et écailles) qui se différencient chez l’embryon des unités développementales génétiquement contrôlées dont l’organisation spatiale est modelée par des mécanismes de réaction-diffusion (RDM). Nous montrons que contrairement aux appendices cutanés chez d’autres amniotes (ainsi qu’aux écailles corporelles chez les crocodiles), les écailles du visage et des mâchoires des crocodiles sont des domaines polygonaux aléatoires de peau fortement kératinisée, plutôt que des éléments contrôlés génétiquement, et émergent d’un processus stochastique auto-organisé physique distinct de la RDM: fissuration de la peau en développement dans un champ de stress. Nous suggérons que la croissance rapide du squelette embryonnaire du visage et de la mâchoire du crocodile, combinée au développement d’une peau très kératinisée, génère le stress mécanique qui provoque la fissuration.
Informations sur la revue: Science