Une recette pour des centaines de millions d’années de succès

par Chip Hannum.

Prenez des œufs, de l’eau douce, du soleil et laissez mijoter pendant seulement 48 heures à 22°C…

Le succès des triops repose sur plusieurs adaptations clés. Beaucoup de ces adaptations concernent leurs œufs. Les œufs subissent une forme extrême de diapause. La diapause est l’arrêt du développement embryonnaire, et dans le cas des œufs de triops, ils peuvent survivre complètement déshydratés sans aucune activité métabolique pendant des années jusqu’à ce qu’ils soient exposés à nouveau à des conditions favorables. Il existe des œufs qui se sont révélés viables après 27 ans, et on soupçonne qu’ils peuvent survivre beaucoup plus longtemps que cela. Les œufs sont capables de survivre à la congélation et à l’exposition à une chaleur extrême (bien que non bouillante). Ils peuvent même passer indemnes à travers le tube digestif d’un autre animal et ressortir de l‘“autre côté” prêts à éclore. Ces minuscules œufs peuvent également être emportés par le vent, prêts à atterrir dans une flaque de fossé et coloniser un nouveau territoire avec une autre génération de triops.

Comme si ces adaptations ne suffisaient pas, grâce à un mécanisme qui n’est pas encore compris, les triops évitent de mettre tous leurs œufs dans le même panier, euh, la même flaque. Les détails varient d’une espèce à l’autre, mais la stratégie générale est qu’un petit pourcentage d’œufs peut éclore une courte période après avoir été pondus. De cette façon, si la mare reste pendant une période prolongée, ils peuvent élever plus d’une génération en une seule saison. Le reste des œufs nécessite au moins une période de séchage avant de pouvoir éclore. Certains de ces œufs écloront après un seul séchage, mais d’autres n’écloront pas avant que deux cycles ou plus de séchage et d’humidification ne soient passés. De cette façon, les triops couvrent leurs paris contre le fait qu’une mare donnée ne dure pas assez longtemps pour que leurs enfants atteignent la maturité.

De plus, les œufs ont d’autres astuces pour éviter d’éclore dans des situations inappropriées. Ce n’est pas seulement l’eau qui déclenche l’éclosion d’un œuf, c’est aussi la pression osmotique de cette eau ainsi que la température et la lumière. Dans un environnement typique de triops, la mare se remplit rapidement d’eau de pluie ou de ruissellement provenant d’inondations saisonnières. Dans cette situation, l’eau est relativement pure, il y a peu de minéraux ou de matières organiques dissous - elle a une très faible pression osmotique.

À l’inverse, l’eau dans un plan d’eau établi a un niveau élevé de minéraux et de matières organiques dissous - elle a une pression osmotique relativement élevée. Pourquoi est-ce important ? Les Triops, surtout lorsqu’ils sont jeunes, manquent de mobilité, de taille et d’armement biologique pour éviter toute sorte de prédateur de leur taille ou plus grand. Un plan d’eau établi peut contenir des poissons, des insectes aquatiques, des amphibiens ou même d’autres triops qui ne feront qu’une bouchée des nouveau-nés. De plus, un plan d’eau établi peut être une mare plus ancienne qui ne durera pas beaucoup plus longtemps. Donc, à moins que les conditions de l’eau n’indiquent un nouveau plan d’eau douce, les œufs n’écloront pas.

Gauche : l’œuf intact de L. apus lubbocki ; Droite : coupe transversale de l’œuf montrant la structure de la couche alvéolaire située entre les membranes externe et interne. Ci-dessous, vous pouvez voir Triops cancriformis sur le point de pondre des œufs (groupe de points roses près de l’arrière).

Tout aussi important que de ne pas éclore dans un étang plein de vairons affamés, est de ne pas éclore dans 20 cm de boue. La coquille des œufs de triops a une couche alvéolaire - cela signifie qu’elle est une matrice spongieuse de centaines de minuscules chambres interconnectées, le tout dans un œuf de moins de 0,5 mm ! Lorsque les œufs sont pondus pour la première fois, la couche alvéolaire est remplie de liquide et l’œuf coule. Ici, les œufs peuvent être enterrés dans les sédiments où ils peuvent commencer leur attente et sont moins susceptibles d’être mangés par les triops adultes.

Après séchage, cependant, la couche alvéolaire est vide de liquide et remplie d’air à la place. Lorsque les œufs sont hydratés, s’ils ne sont pas enterrés dans les sédiments, ils flotteront à la surface et seront exposés à la lumière du soleil. La présence de lumière est ce qui indique à l’œuf qu’il n’est pas enterré et qu’il peut éclore en toute sécurité. Après une période de flottement, l’eau remplit à nouveau la couche alvéolaire et les œufs coulent à nouveau ; s’ils n’éclosent pas, ils seront à nouveau enterrés pour attendre et éviter d’être mangés par leurs frères qui éclosent.

L’astuce finale est la sensibilité à la température ambiante. Les œufs de Triops vont généralement éclore dans une plage de température de 15° - 30°C (59° - 86°F). Cependant, cela est indicatif d’une large gamme de conditions environnementales et le taux de croissance des triops est directement lié à la température jusqu’à ce qu’elle devienne mortelle. En conséquence, il existe une plage étroite de température pour chaque espèce qui est indicative des conditions idéales, ni trop froide, ni trop chaude. Si l’environnement est plus frais que l’optimum, le taux de croissance sera impacté et les nouveau-nés pourraient ne pas avoir assez de temps pour se développer avant que la mare ne s’assèche. Si l’environnement est trop chaud, les nouveau-nés peuvent mourir une fois que la mare atteint sa température maximale. Par conséquent, plus on se rapproche de cette plage idéale, plus le pourcentage d’œufs qui éclosent est élevé. Prises ensemble, les adaptations impliquant leurs œufs font des triops des opportunistes merveilleusement prudents.

22°C (71.6°F) semble être la température optimale pour l’éclosion.

Vivre dans des mares temporaires

Le deuxième ensemble d’adaptations clés est l’endroit où ils élisent domicile : les plans d’eau temporaires. À la seule exception de Lepidurus arcticus, qui est connu pour coexister parfois avec une seule espèce de poisson dans une poignée de lacs norvégiens profonds, aucun des grands branchiopodes ne se trouve dans des plans d’eau permanents à moins qu’il n’y ait des conditions extrêmes qui empêchent les poissons prédateurs d’entrer. Les crevettes palourdes, les crevettes fées et les crevettes têtards (triops) se sont adaptées à la vie dans des mares temporaires d’eau douce ou saumâtre. L’artémie vit dans des lacs si salés que presque rien d’autre ne peut y vivre et qui sont souvent temporaires également.

C’est le genre d’environnement agréable que Triops longicaudatus et newberryi pourraient appeler leur maison dans le sud-ouest américain. Les nids-de-poule formés naturellement dans la pierre se remplissent des pluies du désert pour seulement une courte période

Tous les grands branchiopodes souffrent de certains handicaps communs. Bien qu’appelés les grands branchiopodes, aucun d’entre eux ne mesure plus de quelques centimètres. Ils sont incapables de se déplacer très rapidement et sont uniformément délicieux pour le monde animal. Enfin, leurs stratégies de reproduction ne permettent pas l’attrition du type de prédation active qui se produit dans un plan d’eau permanent. Il y a longtemps, les triops se sont adaptés à un environnement de niche, celui d’une mare temporaire où il ne peut généralement y avoir de prédateurs plus grands qu’eux. Beaucoup se sont en outre adaptés aux extrêmes de pH, survivant dans des endroits allant des tourbières acides aux mares alcalines. Les triops ont pris des environnements de niche imprévisibles et variables, où il semble que rien de plus grand que le plancton d’eau douce ne devrait vivre, et en ont fait leur propre paradis unique.

Métabolisme et croissance incroyables

La troisième catégorie d’adaptations est ce qui leur permet de vivre leur vie entière dans quelques litres d’eau de pluie qui ne peuvent durer que quelques semaines : un métabolisme et un taux de développement incroyables. Bien qu’ils aient pu rester en dormance pendant dix ans ou plus, une fois retournés dans des conditions appropriées, les œufs éclosent en très peu de temps. Certaines espèces peuvent éclore en quelques heures à un jour. D’autres peuvent prendre plus de temps, mais aucune n’attend plus de quelques semaines - c’est un temps précieux qui se perd. Les minuscules larves nauplius, initialement longues de seulement 1/20 de centimètre environ, peuvent atteindre quelques centimètres en seulement une semaine - si un bébé humain grandissait au même rythme, il serait un géant de 12 mètres à la fin de cette première semaine. Particulièrement au cours de cette première semaine, ils grandissent et métabolisent aussi absolument vite qu’ils le peuvent en fonction de la température, des niveaux d’oxygène et de la disponibilité de la nourriture.

Comme vous pouvez l’imaginer, les triops ont besoin de beaucoup de nourriture pour atteindre ce taux de croissance phénoménal. Chaque jour, ils doivent manger environ 40 % de leur masse corporelle en nourriture. Lorsque vous éclosez dans un plan d’eau nouveau et temporaire, vous ne pouvez pas être difficile quant à la provenance de cette nourriture. Pour un triops, si c’est organique et que ça rentre dans sa bouche, c’est de la nourriture. Ils consomment volontiers toutes sortes de matières végétales et animales mortes qu’ils trouvent. La microfaune aquatique qui se forme dans la mare, comme les bactéries, les algues et les rotifères, s’ajoute à leur menu. Ils grignotent les plantes qui poussent dans la mare. Si un moustique pond ses œufs dans une mare avec des triops, elle découvrira qu’elle a fourni des collations frétillantes à ces bouches nageuses.

Les autres crustacés, tels que les daphnies ou les crevettes fées, peuvent se retrouver comme collations pour triops s’ils ont la malchance d’éclore dans une mare avec des triops. Les amphibiens qui pondent leurs œufs dans une mare habitée par des triops verront leurs œufs et leurs petits dévorés par les triops voraces. Ils se mangeront même les uns les autres si les niveaux d’autres aliments deviennent bas, éliminant les triops plus petits et plus faibles un par un.

Larve de Triops environ 7 heures après l’éclosion

Seulement 3 heures plus tard, les segments abdominaux commencent à se définir et la queue commence à se former

Ici, à gauche, se trouve un représentant de taille typique d’une jeune larve. Lors de leur observation, il est préférable de placer un objet noir derrière elles.

À environ 15 heures, elle a déjà pris les principales caractéristiques de la forme adulte

Seulement 24 heures après l’éclosion, c’est presque une miniature de la forme adulte

Ce taux de croissance incroyable combiné à la volonté de manger tout et n’importe quoi de plus petit qu’eux leur permet de surpasser tout ce qui se trouve dans la mare avec eux. Ils passent de larves de la taille d’un grain de poussière à de grandes créatures capables de prédater d’autres créatures en moins d’une semaine. Toujours menacés par le spectre de l’assèchement de leur mare, il n’y a pas de temps à perdre. Ils atteignent l’âge adulte en quelques semaines ou moins : lorsque les conditions sont bonnes, de nombreuses espèces peuvent atteindre la maturité sexuelle et commencer à pondre des œufs avant que deux semaines ne se soient écoulées.

Stratégies de reproduction diverses

La quatrième catégorie d’adaptations concerne la reproduction sexuelle, ou son absence. Probablement nulle part ailleurs dans la nature un seul groupe d’espèces ne possède une gamme aussi diversifiée de stratégies de reproduction. Il y a la division évidente des mâles et des femelles avec une reproduction sexuelle “normale” dans certaines populations. Dans certaines, comme T. granarius, la reproduction sexuelle est obligatoire. Le résultat extrême des populations obligatoirement sexuelles est que certaines d’entre elles sont devenues biaisées vers les mâles, jusqu’à 70 % de mâles. Cependant, la plupart des triops peuvent se reproduire par parthénogenèse. Dans la parthénogenèse, un œuf se développe en un embryon sans avoir été fécondé par les spermatozoïdes d’un mâle, une sorte de naissance virginale. Cela a permis à de nombreuses populations de devenir biaisées vers les femelles où les mâles apparaissent rarement, parfois moins d’un mâle pour cent femelles. Cette stratégie est poussée à l’extrême avec certaines populations devenant unisexuées, composées entièrement de femelles.

D’autres triops encore sont hermaphrodites, possédant des organes sexuels mâles et femelles. C’est encore plus complexe car certains sont capables de s’autoféconder, d’autres doivent encore se croiser avec un autre hermaphrodite, et les deux types peuvent ou non être capables de se reproduire par parthénogenèse. Certaines populations sont techniquement hermaphrodites, mais semblent ne se reproduire que par parthénogenèse, peut-être un intermédiaire évolutif vers une population unisexuée.

La chose vraiment déroutante à propos de ces stratégies nettement différentes est que la plupart des espèces de triops reconnues utilisent plus d’une stratégie de reproduction parmi des populations géographiquement isolées. T. longicaudatus est particulièrement intéressant car il est connu pour présenter toutes les catégories majeures : bisexuel (distribution normale et biaisée vers les mâles et les femelles), unisexué et hermaphrodite. L’incompatibilité reproductive apparente, ainsi que l’analyse génétique récente, suggèrent que ces populations se reproduisant différemment seront un jour reconnues comme des sous-espèces de leur classification actuelle.

Il, Elle, Ça ??? Ce n’est pas toujours le sexe habituel avec les triops

Prises ensemble, ces adaptations ont permis à ce petit groupe d’animaux de dominer une classe particulière d’environnements de niche pendant trois cents millions d’années. Pendant le temps qu’ils sont ici sur cette Terre, aucun insecte, aucun poisson, aucun amphibien, aucun reptile, et certainement aucun mammifère, ne les a déplacés en tant que dirigeants de l’environnement transitoire des mares éphémères.

Quand on pense à tout ce qui a changé sur Terre au cours de cette période de temps, il est stupéfiant qu’une forme de vie évoluée il y a si longtemps continue son chemin presque de la même manière qu’elle l’a toujours fait. Leur stratégie les a bien servis jusqu’à présent. Si l’homme peut s’empêcher de détruire leurs habitats, il est probable qu’ils seront ici dans trois cents millions d’années. On doit se demander si la même chose pourrait être dite pour nous ?

Maintenant, lisez à propos des différentes espèces de triops.