Avoir de gros yeux confère des avantages mais représente un cout énergétique pour les individus et donc un investissement évolutif pour les espèces : il faut que le jeu en vaille la chandelle ! Les grenouilles et les crapauds (Amphibiens appartenant au groupe des Anoures) affichent une large gamme de tailles d’yeux, sans qu’un lien avec des facteurs environnementaux n’ait été clairement mis en évidence jusqu’ici. C’est pourquoi des chercheurs ont mesuré la taille absolue des yeux et l’investissement relatif dans la taille des yeux de 220 espèces d’Anoures, représentant les 55 familles actuellement connues, et ont testé le lien entre cet investissement et six traits écologiques hypothétiquement associés à l’évolution de la taille des yeux.
Le principe
L’échantillonnage repose sur 1 à 7 spécimens vivants ou conservés par des muséums d’histoire naturelle pour chacune des 220 espèces d’Anoures étudiées. Pour chaque spécimen, diverses mesures ont été effectuées, comme la masse humide, la longueur museau-vent (de la pointe du museau à l’ouverture la plus postérieure de la fente cloacale), le diamètre transversal de l’œil externe ou le diamètre transversal de la cornée.
Les chercheurs ont établi le phylogramme (arbre dont la longueur des branches est proportionnelle au degré de divergence morphologique et / ou moléculaire entre les lignées évolutives qui le composent) des espèces étudiées afin de retracer l’histoire naturelle des Anoures et d’identifier des évolutions morphologiques et physionomiques.
L’écologie de chaque espèce a été catégorisée sur la base de six critères : habitat à l’âge adulte (arboricole, souterrain, sous-fouisseur, fouisseur, aquatique, semi-aquatique), période d’activité à l’âge adulte (diurne, nocturne, les deux), habitat de reproduction (eau lotique, eau lentique, plantes, sol), stratégie de cycle de vie (présence ou absence de larves en liberté), habitat larvaire (eau lotique, eau lentique, sur terre, obscurcie) et dimorphisme sexuel (présent ou absent).
Les relations entre les différentes mesures (diamètre de l’œil / diamètre de la cornée, diamètre de l’œil / masse de l’animal, diamètre de l’œil / longueur de l’animal) et entre les mesures et les six traits écologiques retenus ont été testées mathématiquement.
L’investissement oculaire relatif correspond ici à des yeux plus petits ou plus grands que la moyenne pour une masse corporelle donnée : cela indique si, dans son histoire évolutive, l’espèce a investi ou non dans de grands yeux.
Les enseignements
Les résultats suggèrent que l’écologie a influencé l’évolution de la taille des yeux chez les Anoures.
La taille absolue des yeux varie fortement entre les différentes espèces étudiées. L’habitat adulte, la période d’activité, l’habitat de reproduction, la stratégie de cycle biologique et l’habitat larvaire font varier significativement la taille absolue des yeux : une corrélation entre la taille des yeux et ces traits écologiques est donc mise en évidence. La taille des yeux étant étroitement liée à la taille du corps, les différences dans la taille absolue des yeux entre les écotypes pourraient résulter de la sélection de la taille du corps et / ou de l’investissement oculaire relatif. La taille absolue des yeux est importante pour l’écologie visuelle car elle détermine les limites optiques d’un œil : les Anoures qui habitent différentes niches écologiques ont probablement des contraintes optiques différentes en raison de la taille des yeux.
L’investissement oculaire relatif varie aussi énormément entre les espèces. Deux traits écologiques font varier significativement ce paramètre : l’habitat à l’âge adulte et l’habitat de reproduction.
Les grands yeux peuvent bénéficier à des Anoures arboricoles en permettant des résolutions temporelles rapides pendant le saut, une acuité élevée dans des habitats arboricoles visuellement complexes, et / ou une discrimination de couleur dans des conditions de faible luminosité. Les Anoures fouisseurs ont probablement réduit leurs investissements oculaires en s’adaptant à l’obscurité et / ou à l’abrasivité du milieu.
D’importantes réductions de la taille relative des yeux ont été relevées dans les habitats aquatiques. Les animaux vivant en eau claire montrent souvent des investissements oculaires élevés pour compenser l’atténuation plus rapide de la lumière dans l’eau que dans l’air, mais les Anoures aquatiques étudiés ici se trouvent souvent dans des environnements troubles, chassent et se reproduisent sous la surface de l’eau, parfois enfouis dans la boue ou la litière au fond des étangs et des mares. Ces conditions peuvent favoriser d’autres modalités sensorielles. Au contraire, les Anoures semi-aquatiques sont actifs sur terre, et beaucoup évoluent dans l’eau en maintenant leurs yeux dans l’air. Cela explique probablement leur ressemblance avec les grenouilles terrestres plutôt qu’avec les grenouilles aquatiques en termes d’investissement oculaire.
Les fortes variations de l’investissement oculaire en fonction de l’habitat de reproduction traduisent le rôle important de la vision dans la reproduction des Anoures. Les espèces qui se reproduisent dans la végétation ou en association avec l’eau lotique affichent un investissement oculaire positif, tandis que celles qui se reproduisent sur le sol ou en association avec l’eau lentique montrent un investissement oculaire négatif. Les grands yeux offrent un avantage pour la reconnaissance des congénères et la signalisation visuelle. Le bruit de l’eau en mouvement perturbant la transmission des signaux auditifs, les espèces qui se reproduisent dans ou près de l’eau lotique pourraient avoir davantage recours à la signalisation visuelle.
L’étude révèle enfin que les Anoures ont des yeux de grande taille par rapport aux autres vertébrés. La taille relative des yeux étant souvent utilisée comme mesure indirecte de l’importance de la vision pour un groupe d’espèces, ces travaux suggèrent que la vision est très importante chez les Anoures.
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