Pourquoi cette petite grenouille est-elle si horrible à sauter ? | Transfuge

Au moment où le crapaud citrouille saute dans les airs, tout semble possible. La petite grenouille, qui a à peu près la taille d’une abeille et la couleur d’une plaquebière, n’a aucun problème à se lancer très haut du sol. Mais lorsque le crapaud citrouille commence à s’envoler, quelque chose ne va pas.

Le corps de la grenouille, les membres écartés comme une étoile de mer, se met à tournoyer. Et puis il tombe, culbutant sans grâce jusqu’à ce qu’il atterrisse sur son derrière ou sa tête et involontairement fait la roue ou se retourne pour s’arrêter.

“Certains gars ne font que tourner”, a déclaré André Confetti, étudiant diplômé de l’Université fédérale de Paraná au Brésil, démontrant en faisant tournoyer son doigt en l’air lors d’un appel Zoom. “Certains gars font cette mouvement », a ajouté Confetti, agitant ses doigts en cercles comme une roue hydraulique.

“Des grenouilles qui s’agitent dans l’air, dans l’espace”, a déclaré Amber Singh, qui sera bientôt étudiante à la maîtrise à l’Université d’État de San Jose.

Le crapaud citrouille, qui est une grenouille mais pas un crapaud, est si terrible pour réussir ses sauts que sa pure incompétence est devenue un sujet de recherche scientifique. Une équipe de chercheurs des États-Unis et du Brésil qui comprend Confetti et Singh dit qu’ils ont une réponse : les crapauds miniaturisés sont si minuscules que les chambres remplies de liquide dans leurs oreilles internes qui contrôlent leur équilibre fonctionnent plutôt inefficacement, condamnant les vaillants petits sauteurs. à une vie d’atterrissages forcés.

---

L’article confirme que de nombreuses espèces de crapauds citrouilles, qui appartiennent à un genre de petites grenouilles appelées Brachycéphaleprésentent “un saut très inhabituel avec un comportement d’atterrissage incontrôlé”, a déclaré Thais Condez, chercheur à l’Université Carleton au Canada, qui n’a pas participé à la recherche.

Ou, comme le dit Confetti, “ils ne font rien correctement”.

Ce n’est pas facile d’être un vertébré de la taille d’une abeille. Les crapauds citrouilles ont fait des compromis évolutifs pour être aussi petits, comme la réduction du nombre de chiffres sur leurs pattes de cinq à trois. Les grenouilles, qui sont réputées humides, se dessèchent plus rapidement lorsqu’elles deviennent aussi petites, a déclaré Rick Essner, morphologue fonctionnel à la Southern Illinois University Edwardsville et auteur de l’article. Mais parfois, il vaut la peine d’être petit : “Pour un crapaud citrouille, une fourmi est un énorme repas”, a déclaré Essner.

Le crédit: André Confetti

Les grenouilles ont développé la capacité de sauter avant de développer la capacité d’atterrir, ce qui signifie que toutes les grenouilles ne maîtrisent pas la deuxième partie du processus. Essner a précédemment fait des recherches sur un groupe de grenouilles à queue tout aussi maladroites, qui ont sauté de manière acceptable mais ont atterri dans une plante faciale complète.

Lorsque Marcio Pie, alors chercheur à l’Université fédérale de Paraná au Brésil et auteur de l’article, a appris les recherches d’Essner sur la grenouille qui s’effondre sur le ventre, il a envoyé un e-mail à Essner au sujet des crapauds citrouilles. Les membres du laboratoire de Pie ont commencé à collecter des crapauds et d’autres grenouilles miniaturisées dans la nature pour les regarder sauter et (essayer) d’atterrir.

Les crapauds citrouilles vivent des vies insaisissables. Les grenouilles vivent et se nourrissent sous les feuilles mortes dans la forêt atlantique du Brésil, ce qui, combiné à leur taille, les rend extrêmement difficiles à étudier. “Ce sont des organismes très petits et secrets”, a déclaré Condez. “La plupart de nos connaissances concernant leur comportement proviennent de rares observations sur le terrain.”

Trouver des grenouilles de la taille d’un insecte au Brésil est une tâche ardue. Même si un crapaud citrouille est aussi brillant qu’un Cheeto, la litière de feuilles regorge de champignons néons et d’autres formes de vie orange. “Il est extrêmement difficile à attraper sous la litière de feuilles”, a déclaré Confetti. “Surtout pour moi, parce que je suis daltonien.”

Au lieu de cela, les chercheurs ont dû écouter le cri de la grenouille, qui ressemble un peu à un grillon. De retour dans le laboratoire de Pie, les chercheurs ont placé chaque grenouille sur un miroir entouré de quelques barrières et ont filmé leurs efforts de saut. (Certains ont dû être encouragés par une légère tape sur leur petit derrière.)

Quand Essner a vu les images, il a éclaté de rire. Puis il est immédiatement devenu absorbé par le problème à portée de main. Les crapauds étaient si éloignés des grenouilles-à-queue ventrales sur l’arbre généalogique des grenouilles, ce qui signifie que le problème n’était pas ancestral. Alors pourquoi n’ont-ils pas réussi un seul saut ? “Ce n’était pas un moment ‘Eureka'”, a déclaré Essner. “C’était un, ‘Qu’est-ce qui se passe ici?’ moment.”

Le crédit: Rick Essner

Essner a ensuite lu une multitude d’articles scientifiques, y compris une expérience précédente où les chercheurs ont altéré les systèmes vestibulaires des crapauds de canne, qui sont normalement d’excellentes larves. Les crapauds compromis présentaient des problèmes d’atterrissage étrangement similaires à ceux des crapauds citrouilles.

Essner s’est demandé si le problème des crapauds se résumait à la taille. Les organismes vertébrés sont capables de s’équilibrer et de s’orienter dans le monde grâce à notre système vestibulaire : un système complexe de chambres et de canaux remplis de liquide dans notre oreille interne. Bouger la tête amène le fluide, appelé endolymphe, à produire une force qui dévie les cellules ciliées sensorielles et signale à notre système nerveux central de contrôler notre posture et nos mouvements. Malgré l’énorme gamme de tailles corporelles des vertébrés, la taille de ces canaux reste assez constante. “Entre une grenouille taureau contre un humain ou une baleine, ils ne changent pas autant qu’on pourrait s’y attendre”, a déclaré Essner.

Les chercheurs ont soupçonné que le corps minuscule et le crâne plus petit du crapaud pourraient limiter la taille des canaux semi-circulaires de leur oreille interne et empêcher le liquide à l’intérieur de s’écouler librement. “Lorsque vous prenez un tube et que vous le rendez de plus en plus petit, cette résistance à l’écoulement du fluide augmente”, a déclaré Essner.

David Blackburn, conservateur de l’herpétologie au Florida Museum of Natural History, et Edward Stanley, scientifique associé au musée, ont pris des tomodensitogrammes de spécimens de musée de 147 espèces de grenouilles, dont la plus grande grenouille (la grenouille Goliath), la plus petite grenouille (“il y a quelques espèces de grenouilles en lice pour la plus petite grenouille”, a noté Stanley), et les crapauds citrouilles. Les grenouilles ont été conservées dans une “position de grenouille standard, assez rigide et pas super souple”, comme l’a décrit Stanley. Il a emballé les grenouilles conservées dans des sacs Ziploc d’arachides d’emballage et les a scannées avec la machine à un million de dollars. Ensuite, Singh a rendu des modèles 3D des canaux semi-circulaires des grenouilles à partir des tomodensitogrammes.

Les mesures résultantes ont révélé les canaux semi-circulaires de Brachycéphale et des grenouilles miniatures dans pédophryne étaient les plus petits de tous les vertébrés adultes, entraînant une perte de contrôle moteur et par la suite des atterrissages chaotiques.

Les chercheurs ont envisagé d’autres explications potentielles. Peut-être que les pieds à trois doigts des crapauds citrouilles ont fait glisser lors du saut initial ? Ou peut-être que leurs atterrissages de carénage étaient censés ressembler à une feuille qui tombe, trompant les prédateurs à la recherche d’une collation ? Mais les vidéos n’ont pas montré une quantité significative de glissement lors du décollage des crapauds, et les crapauds atterris ne sont pas restés immobiles assez longtemps pour ressembler de manière convaincante à une feuille, ont écrit les chercheurs.

Les tomodensitogrammes ont également laissé entendre que les crapauds pourraient avoir développé une armure osseuse interne pour le rendre légèrement plus sûr pour s’écraser. “On dirait qu’ils portent un sac à dos tout en os”, a déclaré Stanley, faisant référence à l’espèce de crapaud citrouille. Brachycephalus ephippium. Pourtant, le crapaud citrouille est probablement plus un trundler qu’un sauteur. Essner a suggéré que sauter est probablement une réponse d’évasion, une façon de se retirer à la hâte d’une situation dangereuse. Mieux vaut être meurtri que dévoré, dit le proverbe. De plus, “vous n’avez pas à vous soucier de vous casser les os si vous êtes de la taille d’une mouche domestique”, a ajouté Essner.

Les crapauds citrouilles vivent dans la forêt atlantique du Brésil, qui est l’un des endroits les plus biologiquement diversifiés de la planète. “Chaque montagne du sud du Brésil a le potentiel d’abriter une nouvelle espèce de Brachycéphale“, a déclaré Confetti. « Nous ne savons pas combien Brachycéphale nous avons dans notre jardin.

Mais 85 % de la région a été déboisée et ce qui reste est très fragmenté. “Cela me fait me demander combien de ces espèces étaient là dont nous ne saurons jamais rien, car elles sont déjà parties”, a déclaré Essner.

Peut-être que le point à retenir du crapaud citrouille est que tout ne doit pas être optimisé. Ce n’est pas parce que vous êtes mauvais dans quelque chose que vous ne devriez pas le faire, surtout si vous avez un sac à dos osseux secret et des glandes empoisonnées toxiques. Même si le petit saut du crapaud citrouille est l’équivalent locomoteur du dessin du cheval, cela ne veut pas dire qu’il ne doit pas marcher, sauter ou culbuter comme bon lui semble, dans la litière humide d’une forêt en voie de disparition. Chaque espèce devrait avoir le droit d’échouer de façon spectaculaire, mais selon ses propres conditions.

Le crédit: Rick Essner