La découverte d'un animal à l'anus évanouissant met fin à un jeu de cache-cache de 160 ans

Le livre classique pour enfants Tout le monde se termine par un dessin en arrière d’un enfant et de quelques animaux, soulignant ce que nous savons tous intuitivement: le caca sort par l’arrière. Mais nous prenons nos systèmes digestifs pour acquis. Les tout premiers animaux utilisaient le même trou pour manger et déféquer, et certains le font encore. Et comme un biologiste marin l’a découvert récemment, au moins un a un anus qui apparaît seulement quand il fait caca.

Cet anus «transitoire», qui disparaît après le caca, a été découvert chez un animal marin appelé gelée au peigne verruqueux par le professeur émérite de l'université de Boston et le chercheur du laboratoire de biologie marine de Woods Hole, Sidney L. Tamm, qui a publié son étude dans Biologie des invertébrés récemment. Ces animaux transparents, appelés aussi «noix de mer», appartiennent à un groupe appelé cténophores (ka- Dix -o- phores) et nager dans l’Atlantique Ouest. Ils brouillent nos idées sur l'évolution de l'anus parce que nous ne connaissons que deux types d'animaux: ceux avec un trou et ceux avec deux.

Le fait est que les cténophores ont été étudiés depuis le 19ème siècle. C'est à ce moment-là que les scientifiques ont observé qu'ils avaient un «tube digestif traversant», ce qui signifie qu'ils faisaient caca et mangeaient dans différents trous, comme nous. D'autres animaux, comme les méduses, ont un «gut de bouteille» à un trou, à travers lequel ils mangent et libèrent les déchets par la même ouverture. En quelque sorte, plus de 160 années d’observation, personne ne semble avoir remarqué qu’un côté de la gelée peigne verruqueuse à travers l’intestin n’apparaissait que quand il le fallait.

"Il ya un dicton de Yogi Berra qui explique cela", dit Tamm. Inverse. «C’est-à-dire que vous pouvez observer beaucoup simplement en regardant. Personne n'a vraiment regardé attentivement avant."

L'importance de l'observation

Tamm étudie ces animaux depuis longtemps, mais n'avait "jamais été intéressé" par la manière dont ils récuraient jusqu'à une récente "confusion" dans le domaine des cténophores. En 2016, les scientifiques participant à une conférence intitulée Ctenopalooza ont été émerveillés par des images montrant que les animaux avaient à la fois une bouche et un anus. "Si les gens ne voient pas cette vidéo, ils ne le croiront pas", a déclaré le biologiste marin George Matsumoto, Ph.D. Science. Mais cela n’était pas du tout surprenant, a déclaré Tamm, écrivant une rude réplique rappelant que les scientifiques le savaient depuis les années 1850.

«J’ai regardé cela de plus près à cause de cette confusion et c’est pourquoi j’ai trouvé cet anus va-et-vient», dit-il.

Tamm a observé des peignes de peigne verruqueux pendant des heures, marquant l'interlude entre chaque défécation, «pour obtenir le rythme du caca». Avec le bon timing, il savait quand il fallait zoomer avec un puissant microscope. Lorsqu'il a zoomé sur le canal anal, le tube transparent accumulant des particules de déchets, il a découvert quelque chose d'inédit.

«Ils tournent et circulent, comme s'ils attendaient que quelque chose se produise, et tout à coup, une ouverture apparaît - un pore.» Tout à coup, les tissus internes de l'animal se confondent avec sa peau., créant un passage vers le monde extérieur. "Il devient de plus en plus gros jusqu'à ce que tout ce qui était dans ce canal soit sorti", poursuit-il. «Et puis ça commence à se fermer. Et il ferme et ferme jusqu'à ce qu'il disparaisse finalement et que vous ne le voyiez plus."

Sa découverte est un rappel de la biologie: observation patiente.

"Juste être prudent," il dit. "Et c’est ce que les autres personnes ont soit manqué, soit n’ont pas eu le temps de faire, soit tout simplement pas la peine."

Entre un et deux trous

Pour autant que Tamm puisse en juger, c’est la première fois que quelqu'un observe un anus transitoire. Cela complique notre vision de l'évolution de l'anus, ajoutant ce qu'il pense pourrait être une «étape intermédiaire» dans le processus évolutif.

Avoir à la fois une bouche et un anus, dit-il, "est une avancée pour devenir plus gros et plus compliqué" en termes d'évolution. Sans cela, les animaux ne pourraient pas rester trop longtemps, manger et digérer en même temps, et littéralement pas chier là où ils mangent. Nous avons parcouru un long chemin depuis nos ancêtres goulets de bouteille. Mais à un moment donné de notre évolution, nous avons dû passer d'un trou à deux.

«La question, c'est d'obtenir un anus», explique Tamm, expliquant que dans un embryon, l'anus se forme par une fusion de tissus, ce qui n'est pas sans rappeler ce qu'il a vu dans les gelées au peigne verruqueux. La différence est que, chez la plupart des animaux, cette fusion est permanente: une fois que l'anus se forme dans l'embryon, l'animal en dispose pour la vie. Les étranges créatures de Tamm, pour quelque raison que ce soit, semblent moins décisives.

"Cette fusion temporaire pourrait être une étape dans un anus permanent chez les cténophores et autres animaux", dit-il.

Pour confirmer si la fusion a effectivement lieu lorsque ces animaux font caca, il envisage déjà d’utiliser les puissants microscopes électroniques du laboratoire de biologie marine de Woods Hole. Le don de patience de Tamm est toutefois plus précieux que toute machine. Et quand vous étudiez les anus, le sens de l'humour ne peut pas non plus faire de mal.

«Si vous regardez attentivement, vous pouvez voir beaucoup de choses», dit-il. «Yogi Berra, même si ça a l'air drôle, il avait raison. Il a beaucoup d'autres dictons. Par exemple, si vous voyez une fourche sur la route, prenez-la. Et vous ne savez pas s’il parle d’un ustensile."

Abstrait:

La défécation chez le cténophore Mnemiopsis leidyi est une séquence stéréotypée de réponses effectrices se produisant avec un rythme ultradien régulier. Ici, j'ai utilisé la microscopie vidéo pour décrire les nouvelles caractéristiques et corriger les précédents rapports du système gastro-vasculaire pendant et entre les défécations. Contrairement à la littérature scientifique, les individus ont déféqué par un seul des deux canaux anaux qui possède le seul pore anal. Le pore anal n'était pas visible en tant que structure permanente comme décrit dans les manuels, mais apparaissait lors de la défécation et disparaissait par la suite. Les intervalles de temps entre les défécations répétées chez les animaux individuels dépendaient de la taille du corps, allant d'environ 10 minutes chez les petites larves à environ 1 heure chez les grands adultes. La microscopie à contraste d'interférence différentielle a révélé que l'ouverture et la fermeture du pore anal ressemblaient à un anneau de fusion tissulaire réversible entre les couches endodermique et ectodermique apposées à l'extrémité aborale. Les individus de M. leidyi semblent donc avoir un anus intermittent et donc un intestin intermittent qui se reproduisent à intervalles réguliers. La temporalité d'un pore anal visible chez M. leidyi est nouvelle et peut permettre de mieux comprendre l'évolution d'un anus permanent et intestinal chez l'animal. De plus, un dimorphisme en miroir du complexe anal diagonal se produit dans les cténophores larvaires, mais pas chez les adultes, indiquant une flexibilité du développement dans la symétrie diagonale du complexe anal.