Les serpents modernes ont évolué à partir d’ancêtres qui vivaient côte à côte avec les dinosaures et qui se nourrissaient probablement principalement d’insectes et de lézards.



Puis un astéroïde de plusieurs kilomètres de huge a anéanti presque tous les dinosaures et approximativement les trois quarts des espèces végétales et animales de la planète il y a 66 hundreds of thousands d’années, ouvrant la voie à la diversification spectaculaire des mammifères et des oiseaux qui a suivi au début du Cénozoïque.

La diversité alimentaire des serpents a explosé après l'extinction enormous il y a 66 tens of millions d'années

Une nouvelle étude de l’Université du Michigan montre que les premiers serpents ont profité de cette opportunité écologique et de l’assortiment qu’elle présentait, faisant évoluer rapidement et à plusieurs reprises de nouvelles variations alimentaires et préférences en matière de proies.



L’étude, qui incorporate des preuves génétiques avec des informations écologiques extraites de spécimens de musée préservés, devrait être publiée en ligne le 14 octobre dans la revue PLOS Biology.

« Nous avons trouvé un élan majeur de diversification alimentaire des serpents après l’extinction des dinosaures – les espèces évoluaient rapidement et acquéraient rapidement la capacité de manger de nouveaux varieties de proies », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Michael Grundler, qui a effectué les travaux de sa thèse de doctorat à l’UM et qui est maintenant chercheur postdoctoral à l’UCLA.

Les mammifères et les oiseaux, qui se diversifiaient également à la suite de l’extinction, ont commencé à apparaître dans l’alimentation des serpents à cette époque. Des régimes alimentaires spécialisés sont également apparus, tels que les serpents qui se nourrissent uniquement de limaces ou d’escargots, ou les serpents qui ne mangent que des œufs de lézard.

Des explosions similaires de diversification alimentaire ont également été observées lorsque les serpents sont arrivés dans de nouveaux endroits, comme lorsqu’ils ont colonisé le Nouveau Monde.

« Ce que cela suggère, c’est que les serpents profitent des opportunités dans les écosystèmes », a déclaré Daniel Rabosky, biologiste de l’évolution et co-auteur de l’étude, qui était le conseiller doctoral de Grundler. « Parfois, ces opportunités sont créées par des extinctions et parfois elles sont causées par un ancien serpent se dispersant vers une nouvelle masse terrestre. »

Ces changements transformationnels répétés dans l’écologie alimentaire ont été des moteurs importants de ce que les biologistes de l’évolution appellent le rayonnement adaptatif, le développement d’une variété de nouvelles formes adaptées à différents habitats et modes de vie, selon Grundler et Rabosky.

Les serpents modernes sont d’une diversité impressionnante, avec additionally de 3 700 espèces dans le monde. Et ils affichent une étonnante variété de régimes alimentaires, des minuscules serpents de la litière qui se nourrissent uniquement d’invertébrés tels que les fourmis et les vers de terre aux constricteurs géants comme les boas et les pythons qui mangent des mammifères aussi gros que des antilopes.

Alors, remark les reptiles sans pattes qui ne peuvent pas mâcher sont-ils devenus des prédateurs si importants sur terre et sur mer ? Pour le savoir, Grundler et Rabosky ont d’abord rassemblé un ensemble de données sur le régime alimentaire de 882 espèces de serpents modernes.

L’ensemble de données comprend in addition de 34 000 observations directes du régime alimentaire des serpents, à partir de comptes rendus publiés de rencontres de scientifiques avec des serpents sur le terrain et de l’analyse du contenu de l’estomac de spécimens de musée conservés. Beaucoup de ces spécimens provenaient du musée de zoologie U-M, qui abrite la deuxième additionally grande assortment au monde de reptiles et d’amphibiens.

Toutes les espèces vivant aujourd’hui descendent d’autres espèces qui vivaient dans le passé. Mais parce que les fossiles de serpents sont rares, l’observation directe des anciens ancêtres des serpents modernes – et les relations évolutives entre eux – est pour la plupart cachée.

Cependant, ces relations sont préservées dans l’ADN des serpents vivants. Les biologistes peuvent extraire cette data génétique et l’utiliser pour construire des arbres généalogiques, que les biologistes appellent phylogénies.

Grundler et Rabosky ont fusionné leur ensemble de données alimentaires avec des données phylogénétiques de serpent précédemment publiées dans un nouveau modèle mathématique qui leur a permis de déduire à quoi ressemblaient les espèces de serpents éteintes depuis longtemps.

« Vous pourriez penser qu’il serait impossible de savoir des choses sur des espèces qui ont vécu il y a longtemps et pour lesquelles nous n’avons aucune info sur les fossiles », a déclaré Rabosky, professeur agrégé au département d’écologie et de biologie évolutive de l’UM et conservateur associé au Museum of Zoologie.

« Mais à situation que nous disposions d’informations sur les relations évolutives et de données sur les espèces qui vivent maintenant, nous pouvons utiliser ces modèles sophistiqués pour estimer à quoi ressemblaient leurs ancêtres d’il y a longtemps. »

En in addition de montrer un élan majeur de diversification alimentaire des serpents après la disparition des dinosaures lors de ce qu’on appelle l’extinction de masse K-Pg, la nouvelle étude a révélé des changements alimentaires explosifs similaires lorsque des groupes de serpents colonisaient de nouveaux endroits.

Par exemple, certains des taux de changement alimentaire les plus rapides – y compris une augmentation d’environ 200 % pour une sous-famille – se sont produits lorsque la superfamille de serpents Colubroidea est arrivée dans le Nouveau Monde.

Les colubroids représentent la majeure partie de la diversité actuelle des serpents dans le monde, avec des représentants trouvés sur tous les continents, à l’exception de l’Antarctique. Ils comprennent tous les serpents venimeux et la plupart des autres serpents familiers le groupe n’inclut pas les boas, les pythons et plusieurs serpents obscurs tels que les serpents aveugles et les serpents pipe.

Grundler et Rabosky ont également découvert une énorme variabilité dans la vitesse à laquelle les serpents évoluent vers de nouveaux régimes. Certains groupes, tels que les serpents aveugles, ont évolué additionally lentement et ont maintenu des régimes alimentaires similaires – principalement des fourmis et des larves de termites – pendant des dizaines de millions d’années.

À l’autre extrême se trouvent les serpents dipsadines, une grande sous-famille de serpents colubroides qui comprend additionally de 700 espèces. Depuis leur arrivée dans le Nouveau Monde il y a approximativement 20 tens of millions d’années, ils ont connu une explosion soutenue de diversification alimentaire, selon la nouvelle étude.

Les dipsadines comprennent des mangeurs de goo, des faux cobras d’eau, des serpents des flammes de la forêt et des couleuvres à gros nez. Beaucoup d’entre eux imitent des serpents corail mortels pour éloigner les prédateurs et sont connus localement sous le nom de faux serpents corail.

« Dans une période de temps relativement courte, ils ont vu des espèces évoluer pour se spécialiser sur les vers de terre, les poissons, les grenouilles, les limaces, les anguilles ressemblant à des serpents – même d’autres serpents eux-mêmes », a déclaré Grundler.

« Beaucoup d’histoires de réussite évolutive qui figurent dans les manuels – comme les célèbres pinsons de Darwin – sont loin d’être aussi impressionnantes que certains groupes de serpents. Les dipsadines d’Amérique du Sud et d’Amérique centrale viennent d’exploser dans tous les aspects de leur diversité, et pourtant ils sont presque totalement inconnus en dehors de la communauté des biologistes des serpents. »

Rabosky et Grundler ont souligné que leur étude n’aurait pas pu être menée sans les informations glanées à partir de spécimens de musée préservés.

« Certaines personnes pensent que les collections de zoologie ne sont que des entrepôts pour les animaux morts, mais ce stéréotype est complètement inexact », a déclaré Rabosky.  » Nos résultats soulignent à quel issue ces collections sont une ressource formidable et de classe mondiale pour répondre à des questions auxquelles il est presque unattainable de répondre autrement.  »

Le financement de l’étude a été fourni par la Countrywide Science Foundation et la Fondation David et Lucile Packard.