Le serpent de mer annulé a évolué pour voir une plus large gamme de couleurs, un renversement notable par rapport à ses ancêtres qui ont perdu la vision des couleurs en raison de leur adaptation à des environnements à faible luminosité. Cette évolution comprend quatre copies du gène de l’opsine SWS1, ce qui lui confère une sensibilité aux grandes longueurs d’onde que l’on trouve dans son habitat océanique. Cette vision élargie permet à ces serpents de mer de mieux distinguer les prédateurs, les proies et les partenaires potentiels.
Une nouvelle étude révèle que le serpent de mer annulé, une espèce de serpent venimeux indigène des océans d’Australie et d’Asie, a évolué pour percevoir une gamme de couleurs étendue.
Un nouvel article paru dans Genome Biology and Evolution, publié par Oxford University Press, révèle que le serpent de mer annulé, une espèce de serpent venimeux vivant dans les eaux océaniques autour de l’Australie et de l’Asie, semble avoir évolué pour percevoir une large palette de couleurs après que ses ancêtres aient perdu cette capacité en réponse à des environnements changeants.
La vision des couleurs chez les animaux est principalement déterminée par des gènes appelés opsines visuelles. Bien qu’il y ait eu de nombreuses pertes de gènes d’opsine au cours de l’évolution des tétrapodes (le groupe comprenant les amphibiens, les reptiles et les mammifères), l’émergence de nouveaux gènes d’opsine est extrêmement rare. Avant cette étude, la seule évolution de nouveaux gènes d’opsine chez les reptiles semblait s’être produite chez les espèces d’Helicops, un genre de serpent d’Amérique du Sud.
Hydrophis cyanocinctus (serpent de mer annulé). Crédit : Chris Mitchell/ Genome Biology and Evolution
Cette étude a utilisé des génomes de référence publiés pour examiner les gènes des opsines visuelles chez cinq espèces écologiquement distinctes de serpents élapidés. L’histoire des élapidés, une famille de serpents qui comprend les cobras et les mambas en plus du serpent de mer annulé, offre l’opportunité d’étudier l’évolution moléculaire des gènes de la vision. Les premiers serpents ont perdu deux gènes d’opsine visuelle au cours de leur phase d’enfouissement dans la pénombre et ne pouvaient percevoir qu’une gamme très limitée de couleurs. Cependant, certains de leurs descendants occupent aujourd’hui des environnements plus lumineux ; deux lignées d’élapidés sont même passées d’un environnement terrestre à un environnement marin au cours des 25 derniers millions d’années.
Les chercheurs ont découvert que le serpent de mer annulé possède quatre copies intactes du gène de l’opsine SWS1. Deux de ces gènes ont la sensibilité ancestrale aux ultraviolets, et deux ont évolué vers une nouvelle sensibilité aux grandes longueurs d’onde qui dominent les habitats océaniques. Les auteurs de l’étude pensent que cette sensibilité pourrait permettre aux serpents de mieux distinguer les prédateurs, les proies et/ou les partenaires potentiels sur des fonds marins colorés. Cette évolution est radicalement différente de celle des opsines chez les mammifères tels que les chauves-souris, les dauphins et les baleines au cours des transitions écologiques ; ces animaux ont subi de nouvelles pertes d’opsines lorsqu’ils se sont adaptés à une faible luminosité et à des environnements aquatiques.
« Les premiers serpents ont perdu une grande partie de leur capacité à voir les couleurs en raison de leur mode de vie de fouisseur à faible luminosité », explique Isaac Rossetto, auteur principal de l’article. « Cependant, les descendants des serpents de mer occupent aujourd’hui des environnements marins plus lumineux et plus complexes sur le plan spectral. Nous pensons que les récentes duplications de gènes ont considérablement élargi la gamme de couleurs que les serpents de mer peuvent voir. À titre de référence, nous, les humains, avons une sensibilité accrue aux couleurs, tandis que les chats et les chiens sont partiellement daltoniens, à l’instar de ces premiers serpents. »
Pour en savoir plus sur cette découverte, voir L’évolution remarquable de la vision des serpents de mer.
Référence : « Functional Duplication of the Short-Wavelength-Sensitive Opsin in Sea Snakes : Evidence for Reexpanded Color Sensitivity Following Ancestral Regression » par Isaac H Rossetto, Kate L Sanders, Bruno F Simões, Nguyen Van Cao et Alastair J Ludington, 12 juillet 2023, Genome Biology and Evolution.
DOI : 10.1093/gbe/evad107
Financement : Projet de découverte du Conseil australien de la recherche