Les souris épineuses produisent des plaques osseuses appelées ostéodermes juste sous la peau de leur queue, qui se détachent lorsque l’animal est attaqué, ce qui lui permet de s’enfuir rapidement. Crédit : Image d’Edward Stanley
Contrairement aux crocodiles, tortues, lézards, dinosaures et poissons qui possèdent des plaques osseuses et des écailles, les mammifères ont depuis longtemps troqué leur armure ancestrale contre une couche de poils isolante.
Les tatous, dont la carapace défensive et souple est constituée d’os superposés, sont considérés comme la seule anomalie vivante. Cependant, une nouvelle étude publiée dans la revue iScience montre de manière inattendue que les souris épineuses africaines génèrent des structures similaires sous la peau de leur queue, ce qui était jusqu’à présent passé inaperçu.
La découverte a été faite au cours d’un examen tomodensitométrique de routine de spécimens de musée pour le programme openVertebrate, une initiative visant à fournir des modèles 3D d’organismes vertébrés pour les chercheurs, les éducateurs et les artistes.
« J’étais en train de scanner un spécimen de souris du Yale Peabody Museum, et les queues semblaient anormalement sombres », a déclaré le co-auteur Edward Stanley, directeur du laboratoire d’imagerie numérique du Florida Museum of Natural History (musée d’histoire naturelle de Floride).
Il a d’abord supposé que la décoloration était due à une imperfection introduite lors de la conservation du spécimen. Mais lorsqu’il a analysé les radiographies quelques jours plus tard, Stanley a observé une caractéristique indubitable qu’il connaissait bien.
« Mon doctorat était entièrement consacré au développement de l’ostéoderme chez les lézards. Une fois les scans des spécimens traités, la queue était très clairement recouverte d’ostéodermes ».
Les ostéodermes de la souris épineuse ont été observés au moins une fois auparavant et ont été notés par le biologiste allemand Jochen Niethammer, qui a comparé leur architecture à la maçonnerie médiévale dans un article publié en 1975. Niethammer a correctement interprété les plaques comme étant un type d’os, mais n’a jamais donné suite à ses observations initiales, et le groupe a été largement négligé pendant plusieurs décennies – jusqu’à ce que des scientifiques découvrent une autre particularité des souris épineuses, apparemment sans rapport avec elles.
Une étude de 2012 a démontré que les souris épineuses peuvent régénérer complètement les tissus blessés sans cicatrice, une capacité commune aux reptiles et aux invertébrés mais inconnue jusqu’alors chez les mammifères. Leur peau est également particulièrement fragile, se déchirant avec environ un quart de la force nécessaire pour blesser la peau d’une souris ordinaire. Mais les souris épineuses peuvent guérir deux fois plus vite que leurs congénères.
Les chercheurs qui espèrent trouver un modèle de régénération des tissus humains ont commencé à cartographier les voies génétiques qui donnent aux souris épineuses leurs extraordinaires pouvoirs de guérison. L’un de ces chercheurs, Malcolm Maden, possède par hasard un laboratoire dans l’immeuble situé en face du bureau de Stanley.
« Les souris épineuses peuvent régénérer la peau, les muscles, les nerfs, la moelle épinière et peut-être même le tissu cardiaque, c’est pourquoi nous maintenons une colonie de ces créatures rares pour la recherche », a déclaré Maden, professeur de biologie à l’université de Floride et auteur principal de l’étude.
Maden et ses collègues ont analysé le développement des ostéodermes des souris épineuses, confirmant qu’ils étaient en fait similaires à ceux des tatous, mais qu’ils avaient très probablement évolué indépendamment. Les ostéodermes se distinguent également des écailles des pangolins ou des piquants des hérissons et des porcs-épics, qui sont composés de kératine, le même tissu qui compose les cheveux, la peau et les ongles.
Il existe quatre genres de souris épineuses, qui appartiennent toutes à la sous-famille des Deomyinae. Cependant, à part des similitudes dans leur ADN et éventuellement dans la forme de leurs dents, les scientifiques n’ont pas été en mesure de trouver une seule caractéristique commune aux espèces de ce groupe qui les distingue des autres rongeurs.
Stanley, soupçonnant que les différences n’étaient peut-être que superficielles, a examiné d’autres spécimens de musées des quatre genres. Dans chacun d’eux, il a constaté que les queues des souris épineuses étaient recouvertes de la même gaine osseuse. Les plus proches parents des Deomyinae – les gerbilles – n’avaient pas d’ostéodermes, ce qui signifie que cette caractéristique n’avait probablement évolué qu’une seule fois, chez l’ancêtre des souris épineuses, autrefois disparates.
L’omniprésence des ostéodermes dans le groupe indique qu’ils ont une fonction protectrice importante. La nature de cette fonction n’était cependant pas immédiatement apparente, en raison d’une autre caractéristique particulière des souris épineuses : Leur queue est détachable, ce qui n’est pas caractéristique. La perte de la queue est si fréquente chez certaines espèces de souris épineuses qu’il a été démontré que près de la moitié des individus d’une population donnée en étaient dépourvus dans la nature.
« C’était une véritable prise de tête », a déclaré Stanley. « Les souris épineuses sont célèbres pour leur capacité à dégorger leur queue, ce qui signifie que la couche externe de la peau se détache, laissant derrière elle les muscles et les os. Dans ce cas, les individus mâchent souvent le reste de la queue ».
Malgré leur pouvoir de régénération, les souris épineuses ne peuvent se débarrasser de leur queue qu’une seule fois. Contrairement à certains lézards, elles ne peuvent pas faire repousser leur queue, et toutes les parties de la queue ne se séparent pas facilement.
Pour comprendre pourquoi des rongeurs qui semblent ambivalents à l’idée de conserver leur queue se donneraient la peine de la recouvrir d’une armure, les auteurs se sont tournés vers un groupe de geckos à queue de poisson tout aussi bizarres, originaires de Madagascar. La plupart des geckos n’ont pas d’ostéodermes, mais comme leur nom l’indique, les geckos à queue de poisson sont couverts de fines plaques qui se chevauchent, et tout comme les souris épineuses, ils ont une peau incroyablement fragile qui tombe à la moindre provocation.
Selon Stanley, les ostéodermes des geckos à écailles et des souris épineuses pourraient fonctionner comme une sorte de mécanisme de fuite.
« Si un prédateur mord la queue, l’armure peut empêcher les dents de s’enfoncer dans le tissu sous-jacent, qui ne se détache pas », a-t-il déclaré. La peau extérieure et son complément de plaques osseuses se détachent de la queue en cas d’attaque, ce qui permet à la souris de s’échapper rapidement.
Référence : « Osteoderms in a mammal the spiny mouse Acomys and the independent evolution of dermal armor » par Malcolm Maden, Trey Polvadore, Arod Polanco, W. Brad Barbazuk et Edward Stanley, 24 mai 2023, iScience.
DOI: 10.1016/j.isci.2023.106779