La question ressemble à une blague : quel est l’animal le plus rond sur Terre ? Mais une analyse approfondie de Live Science sur la biologie étonnamment sérieuse de la forme du corps révèle que la réponse implique des échidnés, des cloportes, un genre d’oursins et un principe fondamental de l’anatomie évolutive.
Les prétendants terrestres
Sur terre, plusieurs animaux ont une apparence impressionnante de rondeur. Les cloportes se roulent en boule serrée lorsqu’ils sont menacés. Les hérissons et les tatous font de même. Les grenouilles de pluie se gonflent comme des ballons épineux. Mais comme le souligne Chris Law, biologiste de l’évolution à l’Université de Washington, les apparences sont trompeuses : « Physiquement, ils ne sont pas aussi ronds qu’ils en ont l’air. »
La raison est que les animaux terrestres, étant des vertébrés, possèdent un squelette interne construit autour de la symétrie bilatérale, un côté gauche et un côté droit, un avant et un arrière, un haut et un bas. Le plus sphérique qu’un vertébré puisse atteindre est à peu près cylindrique, et même les cloportes sont des arthropodes avec des plans corporels segmentés qui s’enroulent en approximations de sphères plutôt qu’en sphères parfaites.
La mer change tout
Dans l’océan, les règles sont différentes. Les échinodermes, l’embranchement qui comprend les étoiles de mer, les oursins et les dollars des sables, ont développé un plan corporel organisé autour de la symétrie pentaradiaire : cinq plans identiques rayonnant à partir d’un point central. Cette géométrie rend une forme naturellement sphérique possible.
Le candidat le plus sérieux pour l’animal le plus rond provient du genre d’oursin Histocidaris, spécifiquement Histocidaris purpurata et Histocidaris formosa. Sous leurs épines, ces oursins sont des sphères quasi parfaites. Les épines elles-mêmes ne sont pas le corps de l’animal mais des excroissances protectrices, comme les piquants d’un hérisson. Si on les ignore, le test sous-jacent, la coquille dure qui donne à l’oursin sa forme, est aussi proche d’une sphère géométrique qu’aucun autre animal.
Karly Cohen, biomécanicienne aux Friday Harbor Labs, note que la rondeur dans l’océan est souvent une stratégie de défense. « Il n’y a pas vraiment de bonne façon de manger une pomme entière, » dit-elle. « Il faut mordre dedans. Et cette chose est blindée, donc il est très difficile d’y mordre. »
L’avantage sensoriel de la rondeur
La rondeur ne concerne pas uniquement la défense. Laurent Formery, biologiste du développement à l’Observatoire Océanographique de Banyuls-sur-Mer en France, souligne que le plan corporel sphérique des échinodermes leur offre une couverture sensorielle dans toutes les directions. « Ils sont en quelque sorte comme un gros œil et un cerveau rampants, » dit-il, « donc ils reçoivent des informations de partout. »
Cela est possible car les échinodermes n’ont pas de cerveau centralisé au sens des vertébrés. Leur système nerveux est réparti autour de la paroi corporelle, et chaque partie de la sphère peut détecter la lumière, le toucher et les signaux chimiques. Pour un animal qui se déplace lentement et ne peut pas fuir les prédateurs, la capacité de détecter les menaces depuis toutes les directions est un avantage significatif.
Les finalistes
Bien que les oursins Histocidaris remportent le titre, d’autres prétendants marins incluent les limaces de mer, des poissons ronds et blindés avec des ventouses qui s’accrochent aux rochers, et « l’éponge boule de la mort, » une sphère couverte de crochets qui dérive dans la colonne d’eau.
Ce qu’aucun de ces animaux n’a, cependant, c’est l’avantage mathématique de la symétrie pentaradiaire. Les échinodermes sont les seuls animaux modernes avec ce plan corporel, et c’est la raison pour laquelle ils peuvent atteindre une forme sphérique que les animaux bilatéraux ne peuvent pas.
Une question sérieuse, répondue avec légèreté
La question de l’animal le plus rond n’est pas une question pour laquelle des subventions de recherche sont généralement attribuées. Mais elle touche à de véritables questions de biologie évolutive : pourquoi différents plans corporels existent, comment la symétrie contraint la forme, et quels compromis les différentes géométries imposent. Une sphère a le rapport surface-volume le plus bas de toutes les formes, ce qui est efficace pour certaines fonctions mais limitant pour d’autres. Les échinodermes ont trouvé un moyen de la faire fonctionner.
La réponse, donc, avec toutes nos excuses aux cloportes et aux grenouilles de pluie, est l’oursin Histocidaris, aussi proche d’une sphère parfaite que la nature n’en a produit, épines non comprises.
Traduit par Lydie
Sources
- Live Science : « What is the roundest animal? »
- Chercheurs cités : Chris Law (Université de Washington), Karly Cohen (Friday Harbor Labs), Laurent Formery (Observatoire Océanographique de Banyuls-sur-Mer)