L'étrange pliage qui a doté la tortue d'une carapace

Une nouvelle étude suggère que la carapace des tortues provient d’un arrangement des côtes et des omoplates unique chez les mammifères, les oiseaux ou les reptiles.

Vue latérale d'un embryon de poulet (en haut) et d'un embryon de tortue: la flèche pointe la crête de la carapace qui apparaît à ce stade uniquement chez la tortue. [Image courtesy of Shigeru Kuratani and Hiroshi Nagashima]

C’est un fait: les tortues ont une carapace. Mais comment l’ont-elles acquise? Les avis divergent sur les raisons de son apparition et sur la façon dont elle s’est mise en place au cours de l’évolution. Pour comprendre ces mécanismes l’équipe de Shigeru Kuratani (RIKEN, centre pour le développement biologique de Kobé), au Japon, a comparé les stades embryonnaires de trois espèces: la tortue à coquille molle chinoise (Pelodiscus sinensis) et deux autres amniotes (1), le poulet (Gallus gallus) et la souris (Mus musculus).

En observant les embryons ils ont remarqué que dés le 11ème jour de gestation un bourrelet –la crête de la carapace- apparaît en position dorsal chez la tortue. Cette structure n’a aucun équivalant chez le poulet et la souris. Il va considérablement influer sur le plan d’organisation générale de la tortue, notamment en modifiant le sens de développement des côtes. Au lieu de former une cage thoracique, ces dernières sont bloquées par l’omoplate et ne peuvent plus se développer en position ventrale. On observe une extension progressive et un élargissement de ces ossements dans le dos de l’animal: la carapace se forme.

Une évolution analogue se dessine au niveau du ventre, ou un autre os s’est étendu vers les côtes pour former le plastron. Pourtant l’ordre des ossements et les poids d’attaches des muscles sont identiques chez les trois espèces étudiées ici. Même si chez la tortue on en trouve de nouveaux, elle a conservé ceux de son ancêtre commun avec les oiseaux et les mammifères.

Chez l’homme l’omoplate (scapula) est située en dehors des côtes (ribs) alors que chez la tortue elle est en dessous. (Image Shigeru Kuratani et Hiroshi Nagashima)

La carapace n’est pas le fruit d’une révolution dans l’organisation, simplement d’un arrangement différent, un origami surprenant, selon l’image utilisée par Kuratani. L’article publié aujourd’hui dans la revue Science compare cette organogenèse avec la morphologie d’Odontochelys, le plus ancien fossile de tortue connu. Cet animal possédait un plastron, des côtes localisables au dessus des omoplates, mais aucune carapace dorsale.

Les gènes mutés responsables de ces changements ne sont pas encore identifiés.

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