Dans le vaste panorama du règne animal, la spécialisation environnementale a conduit à des évolutions morphologiques et comportementales fascinantes. Parmi ces adaptations, la vie arboricole représente un défi mécanique majeur, exigeant des solutions anatomiques précises pour la locomotion et la survie. Parallèlement, la gestion du pelage chez les mammifères, qu’ils soient arboricoles ou terrestres, révèle des mécanismes neurobiologiques complexes, notamment en ce qui concerne le maintien de l’intégrité du pelage et la protection contre les éléments extérieurs.
Les défis mécaniques de la vie dans les arbres
En zoologie, on dit qu'un animal est arboricole lorsque celui-ci vit dans les arbres. Les habitats arboricoles posent de nombreux défis mécaniques aux animaux qui s'y déplacent, qui ont été résolus de diverses manières. Chez les mammifères (en général les primates), les membres antérieurs sont longs, les membres postérieurs plus courts, les pouces des pieds et des mains sont opposables. Ces caractéristiques permettent une préhension efficace des branches et une stabilité accrue dans un milieu tridimensionnel.
Les habitats posent de nombreux défis mécaniques aux animaux qui s'y déplacent et entraînent diverses conséquences anatomiques, comportementales et écologiques ainsi que des variations entre les différentes espèces. De plus, bon nombre de ces mêmes principes peuvent être appliqués à l'escalade sans arbres, comme sur des tas de pierres ou dans des montagnes. Certains animaux arboricoles ont besoin de pouvoir se déplacer d’arbre en arbre pour trouver de la nourriture et un abri. Pour pouvoir passer d’arbre en arbre, les animaux ont développé diverses adaptations. Dans certaines zones, les arbres sont rapprochés et peuvent être traversés par simple brachiation.
La gestion du pelage : duvet et poils de jarre
La structure du pelage joue un rôle crucial dans l'adaptation aux climats. Les poils de bourre, fins et courts, forment un duvet et sont recouverts de poils plus longs, grossiers et pigmentés : les poils de jarre. Ces derniers varient beaucoup d’une espèce à l’autre. Dans ces annales du Museum d'histoires naturelles, les poils de bourre sont qualifiés de poils laineux et les poils de jarre sont appelés "poils soyeux" : "Les premiers constituent la partie la plus fine du vêtement; celle qui semble surtout destinée à préserver les animaux du froid et qui se développe, sans comparaison, plus abondamment sous l’influence des régions polaires, que sous l’influence des régions équatoriales."
Il est vrai que la plupart des mammifères au pelage frisé sont des animaux domestiqués par l'homme mais on trouve néanmoins dans la nature quelques mammifères sauvages au pelage "ondulé". Comme vous le soulignez de nombreux animaux domestiques, tels que les porcs, les chevaux et les poulets, ont été élevés pour arborer des mèches ondulées. On trouve toutefois dans la nature quelques mammifères qui disposent d'un poil de jarre ondulé comme certains cervidés ou encore les gorilles des montagnes lorsque leur fourrure est mouillée. Une précédente réponse du service suisse InterroGE nous laisse effectivement penser que les poils de jarre laineux et frisés qui restent épais toute l'année sont l'apanage des animaux domestiqués par l'homme, la plupart des animaux sauvages les perdant au printemps.
Neurobiologie de l’ébrouement : le réflexe du poil mouillé
Chez nombre d’animaux poilus, quels sont les mécanismes neurobiologiques qui sous-tendent l’ébrouement, ce comportement se manifestant par des secousses de tout le corps au sortir de l’eau ? Comment expliquer la survenue des mouvements stéréotypés que fait un chien lorsqu’il sort d’un plongeon dans l’eau ? Un comportement qui porte en anglais un nom évocateur (wet dog shakes, littéralement « secousses du chien mouillé »).
Ces neurobiologistes ont utilisé plusieurs techniques sophistiquées pour analyser et décrypter, chez des souris, les mécanismes de ce fascinant comportement. Chez ces animaux poilus, ce comportement réflexe consiste en la survenue d’oscillations rapides de la tête et du haut du tronc, après exposition du dos à l’eau ou à certaines substances irritantes et potentiellement délétères. Pour mener à bien leurs expériences, les chercheurs ont utilisé plusieurs moyens pour déclencher un ébrouement chez des souris, tels que des gouttelettes d’huile de graines de tournesol, de fins filaments de nylon calibrés pour fléchir à une force connue lorsqu’appliqués sur la peau du dos, ou encore de fins courants d’air.
ANIMAUX VERTÉBRÉS pour enfants - Mammifères, oiseaux, reptiles, poissons et amphibiens
Chez ces souris, l’application sur la peau du dos de ces gouttelettes huileuses a entraîné un ébrouement, caractérisé par une série de secousses d’une durée de plus de cinq minutes et souvent accompagnées de mouvements de grattage et de toilettage. En moyenne, le dépôt d’une seule gouttelette provoquait des secousses après une dizaine de secondes. Les secousses étaient les plus fortes pendant la première minute. Les souris ont répondu plus fortement lorsque les chercheurs appliquaient les gouttes d’huile sur la nuque que lorsqu’elles étaient déposées sur le bas du dos.
Mécanorécepteurs et voies nerveuses spécialisées
Les chercheurs ont voulu savoir quel type de récepteurs cutanés étaient stimulés. Pour ce faire, ils ont utilisé des souris génétiquement manipulées, dépourvues en récepteurs Piezo2 dans les ganglions rachidiens dorsaux, situés sur la racine sensitive dorsale des nerfs rachidiens qui émergent de la moelle épinière. Piezo2 est un mécanorécepteur, autrement dit un canal ionique sollicité lors des stimulations mécaniques. Signalons au passage que la découverte des canaux ioniques mécanosensibles Piezo1 et Piezo2 a permis de comprendre les mécanismes fondamentaux de la perception du toucher.
En l’absence de mécanorécepteur Piezo 2 dans le ganglion rachidien dorsal, les souris ne s’ébrouaient pas lorsqu’on leur appliquait de l’huile de tournesol dans le bas du dos. De même, aucune secousse ne se produisait chez des souris mutantes lorsqu’on y déposait de l’eau. Mais quels sont donc les neurones sensoriels qui véhiculent l’information tactile impliquant les récepteurs Piezo2 ? Il ressort que de tous les types de neurones sensoriels présents dans le ganglion rachidien dorsal, les mécanorécepteurs C à bas seuil (C-LTMRs) sont ceux qui répondent le plus fortement à l’application de gouttelettes huileuses sur la peau du dos.
Les neurones C-LTMRs sont non myélinisés. Ils forment des fibres nerveuses de petit diamètre qui aboutissent dans une région très précise de la moelle épinière dorsale, en l’occurrence dans une partie superficielle appelée lamina II (ou lame II). Ce sont donc ces fibres nerveuses composées de neurones sensoriels particuliers, les mécanorécepteurs C à bas seuil (C-LTMRs), qui véhiculent les stimuli à l’origine de l’ébrouement. Elles innervent les follicules pileux de la peau poilue et détectent le toucher léger. Ces neurones C-LTMRs, dont le corps cellulaire se situe dans les ganglions rachidiens dorsaux, se terminent donc dans la peau au niveau des follicules pileux.
Confirmation expérimentale par optogénétique
Les chercheurs ont ensuite utilisé l’optogénétique pour identifier et confirmer que ces neurones sensoriels, qui répondent à des stimuli de très bas seuil, sont effectivement impliqués dans l’ébrouement chez la souris. L’optogénétique consiste à introduire dans une cellule un gène qui code une protéine photosensible. Cette technique permet ainsi à des neurones génétiquement modifiés de devenir sensibles à la lumière. Les expériences ont consisté à éclairer la peau du cou ou du dos de souris, tout en observant si elles présentaient ou non des secousses.
Il ressort que la stimulation par optogénétique des mécanorécepteurs C à bas seuil (C-LTMRs) dont les prolongements se terminaient dans la peau du cou a déclenché un ébrouement très prononcé. Celui-ci était de moindre ampleur lorsque la stimulation concernait les fibres des mécanorécepteurs C à bas seuil situées dans le bas du dos. En réduisant au silence le noyau parabrachial latéral en utilisant l’optogénétique, les chercheurs ont aboli la capacité des souris à s’ébrouer lorsqu’on leur appliquait des gouttelettes d’huile de tournesol ou lorsqu’on stimulait dans la peau les neurones C-LTMRs.
Ces résultats montrent que la voie spino-parabrachiale (qui relie la moelle épinière au noyau parabrachial latéral) est impliquée dans l’ébrouement. C’est elle qui véhicule ensuite jusqu’au cerveau les signaux initialement convoyés au niveau de la peau poilue par les neurones mécanorécepteurs C à bas seuil. Dans la mesure où les fibres nerveuses à base seuil possèdent une extrémité périphérique de forme lancéolée innervant la base des follicules pileux, les chercheurs émettent l’hypothèse que les neurones sensoriels C-LTMRs détectent les plus petites forces s’exerçant sur la peau poilue, comme l’eau, les mouvements d’insectes et de parasites, et d’autres stimuli qui dévient les poils. Le cerveau déclenche alors une réponse motrice, le fameux ébrouement, qui permet à l’animal de se débarrasser de la substance irritante ou d’une menace potentielle.
Les petits mammifères arboricoles et leurs cycles saisonniers
À l'approche de l'hiver, les petits rongeurs, habituellement très actifs, ralentissent le rythme. La plupart vont même hiberner pour de longs mois. Le temps pour nous de réviser nos connaissances sur ces hôtes discrets mais sympathiques. Écureuils, loirs gris, lérot, musaraignes, rats des moissons, muscardins : apprenez à les reconnaître, découvrez leurs habitudes au fil des saisons, ce qu'ils aiment manger et où ils aiment se réfugier.
L'écureuil : un ami gourmand
Cet excellent grimpeur et voltigeur passe le plus clair de son temps au sommet des arbres ; les conifères, dont il grignote les cônes, ont sa préférence. Mais il se nourrit aussi de noix, noisettes, glands, châtaignes et faînes. En hiver, il n'hiberne pas, il sommeille. Il est capable de dormir plusieurs jours d'affilée, puis de s'activer en cas de redoux. Laissez-lui de l'eau à disposition.
Le loir gras : un gros dormeur
En Allemagne, on l'appelle « Siebenschläfer », celui qui dort sept (mois) et les Anglais le surnomment « Fat Dormouse », le loir gras. Voilà qui résume parfaitement le mode de vie de ce petit mammifère nocturne qui n'hésite pas à s'engraisser à l'automne en ingurgitant quantité de fruits secs, glands et faînes, avant de s'endormir d'octobre à fin avril. Quand il sort de sa léthargie hivernale, ponctuée de brefs réveils, il s'active aussitôt pour se reproduire et chercher de la nourriture.
Le lérot : le Zorro des jardins
Ce petit rongeur masqué (15 cm environ + 10 cm de queue) est un intrépide : il passe l'essentiel de son temps en hauteur, sur les toits ou dans les arbres, et sait même grimper le long des murs. À l'approche de l'hiver, il mange comme un ogre et voit son poids (60 g) presque doubler avant d'hiberner.
La musaraigne : l'alliée des jardiniers
Ce petit mammifère, dont il existe 11 espèces répertoriées en France, est trop souvent confondu avec la souris. Pourtant, son corps allongé, son museau fin et pointu et ses yeux minuscules lui confèrent une silhouette bien reconnaissable.
Le muscardin : un sympathique acrobate
Ce minuscule mammifère pas plus grand que le pouce est un vrai campagnard. Vous avez toutes les chances de le croiser si votre jardin est situé à proximité de champs de céréales, de roselières ou à la lisière d'une forêt. Cet acrobate se sert de sa queue préhensile comme d'une cinquième patte pour s'agripper aux tiges. Il se nourrit de graines, d'insectes et de fruits. Il fabrique son nid sphérique, pas plus gros qu'une balle de tennis, dans une haie, un buisson ou entre des épis de blé, à 50 cm du sol environ. Cette véritable pièce d'architecture, faite de brindilles et d'herbes sèches, est dotée d'une entrée latérale.
Un hôte discret : pas facile d'observer ce petit mammifère actif au crépuscule et pendant la nuit, d'autant plus qu'il est craintif, bien que curieux. Ce frugivore, amateur de petits fruits rouges et de mûres sauvages, fréquentera votre jardin s'il est situé en bordure de bocages ou près de marais, et si vous y cultivez des petits fruits. Ce grand bâtisseur possède deux nids, l'un pour l'été, l'autre pour l'hiver, construits dans un bosquet ou un taillis dense. Il lui arrive de convertir le nid estival en chambre à coucher hivernale.
Diversité biologique : au-delà des mammifères arboricoles
La biodiversité liée aux écosystèmes arboricoles ne se limite pas aux mammifères. De nombreuses espèces d'oiseaux, de reptiles et d'amphibiens partagent ces habitats complexes, développant des stratégies de survie uniques.
- Le Bateleur des savanes (Terathopius ecaudatus) : espèce de rapaces diurnes appartenant à la famille des Accipitridae.
- Le Corbeau corbivau (Corvus crassirostris) : espèce de passereau de la famille des Corvidae, endémique à l'Éthiopie et l'Érythrée.
- La cigogne noire (Ciconia nigra) : espèce d'oiseaux de la famille des Ciconiidae. À peine plus petite et plus farouche que la cigogne blanche, elle peut vivre jusqu'à 20 ans.
- Le Tétras du Canada (Falcipennis canadensis) : appartient à l'ancienne famille des tetraonidae actuellement incluse dans celle, plus vaste, des phasianidae.
- Le Grand Réveilleur (Strepera graculina) : ou calibé pie, est une espèce de passereaux noirs de taille moyenne originaire de l'Est de l'Australie et de l'île de Lord Howe. Il appartient à la famille des Artamidae.
- La Témia vagabonde (Dendrocitta vagabunda) : est une espèce de passereau apparenté aux pies de la famille des Corvidae.
- Le Ouistiti commun (Callithrix jacchus) : espèce de singes du Nouveau Monde de la famille des Cebidae.
- Le Pinson du Nord (Fringilla montifringilla) : espèce d'oiseaux appartenant à la famille des Fringillidae.
- Le Pangolin à petites écailles (Phataginus tricuspis) : mammifère couvert d’écailles kératineuses de la famille des Manidae.
- Le Sizerin flammé (Acanthis flammea) : espèce de passereaux appartenant à la famille des Fringillidae. Il est essentiellement granivore et insectivore.
- Oophaga pumilio : espèce d'amphibiens de la famille des Dendrobatidae.
- Le Rougequeue aurore (Phoenicurus auroreus) : espèce de passereaux appartenant à la famille des Muscicapidae.
- Le chat de Geoffroy (Leopardus geoffroyi).
- L'Ara chloroptère (Ara chloropterus) : parfois dit Ara à ailes vertes, est une espèce de grands oiseaux de la famille des Psittacidae.
- L'Aigle botté (Hieraaetus pennatus) : espèce d'oiseau appartenant à la famille des Accipitridae.
- La Chouette de Tengmalm (Aegolius funereus) : ou Chouette boréale, est une espèce de petits rapaces nocturnes de la famille des Strigidae.
- Eunectes notaeus : espèce de serpents de la famille des Boidae.
- Le Mamba vert de l'Ouest (Dendroaspis viridis) : espèce de serpents de la famille des Elapidae.
- Le Nestor superbe (Nestor meridionalis) : ou Kākā en māori, est une espèce d'oiseaux endémique de Nouvelle-Zélande.
- Le Roitelet à couronne dorée (Regulus satrapa) : espèce de passereau appartenant à la famille des Regulidae.
La coexistence de ces espèces dans des niches écologiques variées, qu'il s'agisse de la canopée des forêts tropicales ou des taillis tempérés, témoigne de la richesse adaptative du vivant. Chaque espèce, du minuscule muscardin au puissant rapace, a su exploiter les ressources de son environnement à travers des mécanismes physiologiques et comportementaux finement ajustés, assurant ainsi la pérennité des populations dans des milieux souvent exigeants.