Des cailloux dans la tête des poissons? Oui, et c’est tant mieux!

Quand je collecte et que j’analyse des spécimens de poissons destinés à la collection du Musée canadien de la nature, je m’intéresse souvent aux pierres qu’ils ont dans la tête.

Ces petites structures rocheuses sont des otolithes ou « pierres d’oreilles » et peuvent mesurer à peine quelques millimètres. Grâce à elles, le poisson entend et garde l’équilibre. (Les humains ont aussi des « pierres d’oreilles », plus petites, qui servent aux mêmes fins). Pour les scientifiques, les otolithes sont précieux, parce qu’ils recèlent une somme d’informations. Le plus fascinant, c’est qu’ils n’ont pas encore révélé tous leurs mystères.

Les otolithes se trouvent près du cerveau des poissons, toujours par paires. Ils se présentent dans l’une des trois formes suivantes du carbonate de calcium : l’aragonite, surtout; la calcite, parfois; et, plus rarement, la vatérite.

 

Cette radiographie d’une lycode non identifiée montre très nettement les otolithes. Image: Noel Alfonso, Stéphanie Tessier © Musée canadien de la nature

 

La collection ostéologique (c’est-à-dire, d’os) du Musée compte 2258 otolithes représentant 477 espèces. Les chercheurs les étudient pour trouver la réponse à des questions d’ordre biologique (biologie du poisson); d’ordre écologique (environnement du poisson); ou d’ordre anthropologique (comment les gens utilisaient le poisson dans le passé).

Les otolithes ont une forme distinctive selon l’espèce, ce qui signifie que même ceux que l’on trouve sans les poissons, dans le contenu des intestins des prédateurs, dans les matières fécales des animaux qui se nourrissent de poisson ou sur des sites archéologiques, par exemple, permettent d’identifier l’espèce à laquelle ils appartiennent.

 

Otolithes de six espèces de poissons. Dans le sens horaire, depuis le coin supérieur gauche (avec numéros de catalogue) : Malachigan (Aplodinotus grunniens) CMNFI Z000082, Mérou rouge (Epinephelus morio) CMNFI 1986-67, Grand brochet (Esox lucius) CMNFI 78-166, Morue franche (Gadus morhua) CMNFI 81-836, Laquaiche aux yeux d’or (Hiodon alosoides) CMNFI 1975-1898, Doré jaune (Sander vitreus) CMNFI Z0000736. Image: François Genier © Musée canadien de la nature

 

Fait important : chaque otolithe raconte une histoire détaillée sur la vie du poisson. Sa taille permet d’estimer la longueur du corps, et ses anneaux de croissance révèlent l’âge et le taux de croissance du poisson comme les anneaux des arbres. Enfin, la forme de ces anneaux donne une idée du climat et même de la saison pendant laquelle le poisson est mort.

L’analyse chimique des otolithes indique la température moyenne de l’eau dans laquelle le poisson a vécu. La teneur en strontium, en calcium et en zinc renseigne sur le trajet migratoire des poissons qui passent de l’eau de mer à l’eau douce, et même d’un habitat à un autre dans un cours d’eau de grandes dimensions comme l’Amazone.

 

Le nombre d’anneaux de l’otolithe correspond à l’âge du poisson. L’otolithe du sébaste noir (Sebastes melanops) montre que cet individu avait plus de 40 ans. Image: Vanessa von Biela, © USGS (CC BY-SA 3.0)

 

Les otolithes des poissons nous aident même à nous comprendre et, surtout, à comprendre notre histoire. Par exemple, l’étude d’amoncellements d’otolithes de morues prélevés sur le site d’un établissement de pêcheurs basques du xvie siècle, au Labrador, a fourni beaucoup de renseignements sur les populations de morue franche avant la pêche commerciale intensive. En outre, grâce au carbone 14, il est possible de déterminer à quelle époque un site a été exploité. L’évolution de la composition chimique et de la structure des otolithes renseigne aussi sur la façon dont le poisson a été apprêté avant sa consommation.

 

À gauche : Malachigan (Aplodinotus grunniens), dont les otolithes, parfois appelés « pierres de la chance », servent à confectionner des bijoux. À droite : L’auteur, Noel Alfonso, se prépare à prélever les otolithes d’un ogac (Gadus ogac). L’image à gauche: Brian Coad © Musée canadien de la nature. L’image à droit: Noel Alfonso © Martin Lipman / Students on Ice

 

L’un des mystères les plus remarquables de ces petites pierres concerne un autre lien entre humains et poissons. En effet, les otolithes des poissons d’élevage, quelle que soit l’espèce, contiennent dix fois plus de vatérite que ceux de leurs cousins sauvages. Personne ne sait encore pourquoi.

C’est donc une bonne chose que les poissons aient dans la tête ces cailloux qui leur permettent d’entendre et qui permettent aux scientifiques comme moi de se mettre à l’écoute d’histoires naturelles étonnantes.

De suicidaire à héro : le fabuleux destin des lemmings de l’Arctique canadien

Dans la toundra arctique se terre un petit animal qui détient un rôle écologique bien plus grand que sa taille. En été, il est la personnalité la plus recherchée de l’Arctique. Certains ont même fait des milliers de kilomètres pour le trouver! Évidemment, ces voyageurs poilus et plumés ne cherchent pas d’autographe, mais bien un repas.

Lemming brun (Lemmus trimucronatus) à l’Île Bylot, Nunavut. Dominique Fauteux © Musee canadien de la nature

Tous les 3 ou 4 ans, les lemmings font des fluctuations d’abondance, dites cycliques, au cours desquelles la densité de leur population peut passer de 0.1 lemming/ha à 10 et même 100 lemmings/ha dépendamment de si on se trouve dans le haut Arctique de l’Archipel canadien (Nunavut) ou dans la toundra plus productive du bas Arctique (Alaska, Yukon, Territoires du Nord-Ouest).

Station de recherche du Centre d’Études Nordiques sur l’île Bylot. Dominique Fauteux © Musee canadien de la nature

 

Le mécanisme régissant ces cycles est complexe car plusieurs facteurs entrent en jeu, dont la prédation intensive en été ainsi que l’accès à la nourriture (par exemple : saules, mousses) qui se fait plus difficilement en hiver. Toutefois, les recherches montrent que les lemmings du haut Arctique canadien atteignent le maximum de leur cycle d’abondance (« pic ») uniquement lorsque leur reproduction hivernale est excellente. Par conséquent, l’hypothèse présentement la plus plausible selon les scientifiques canadiens est que les phases de décroissance sont causées par la prédation alors que les phases de croissance dépendent d’un hiver haut en reproduction. Lors des années de « pic » d’abondance de lemmings à un site donné, un phénomène particulier se produit : la plupart des oiseaux et mammifères de la toundra, carnivores comme herbivores, se reproduisent avec grand succès.

En effet, non seulement les lemmings fournissent une nourriture abondante pour les harfangs des neiges, les buses pattues, les labbes à longue queue, les goélands, les renards arctiques et roux et les hermines, ils offrent également une « protection » en tant que bouc émissaire aux autres animaux en proie à ces mêmes prédateurs comme les oies, les passereaux et les oiseaux de rivage.

Labbe à longue queue (Stercorarius longicaudus), un des nombreux prédateurs de lemmings. Dominique Fauteux © Musee canadien de la nature

Alors que les lemmings se font chasser en masse, ces oiseaux vivent un relâchement de pression de prédation. Le fait de partager les mêmes prédateurs, la compétition apparente, peut donc parfois être bénéfique pour certaines proies temporairement.

Conséquemment, les prédateurs et les autres proies se reproduisent avec succès et beaucoup de jeunes sont vus à l’automne. Fait intéressant : c’est cette relation indirecte avec les grandes oies des neiges lorsqu’elles nichent qui fait en sorte que les lemmings ont un effet positif sur la chasse au Québec et aux États-Unis.

Les lemmings, des héros? À vous d’en juger.

 

Compostage de baleine : Confier aux bactéries le gros de l’écharnage

Les os et les squelettes sont des éléments essentiels des collections d’histoire naturelle qu’utilisent divers chercheurs, notamment des archéologues et des zoologues. Normalement, la préparation de ces spécimens ostéologiques commence par l’écharnage, opération assez simple pour les petits animaux.

Il y a quelques années, le personnel des collections du Musée canadien de la nature était confronté à une tâche titanesque : préparer de gros spécimens de baleine.

Il s’agissait enlever des centaines de kilos de chair de spécimens de baleine préservés. Ceux-ci avaient été collectés lors de la pêche commerciale des baleines au large de Terre-Neuve, de la fin des années 1960 à 1972, date à laquelle cette pratique a été interdite au Canada.

En plus d’être gros (jusqu’à 25 kg), ces spécimens avaient subi des transformations lors du processus de préservation.

Avant d’être transférés dans de l’éthanol à la fin des années 1990, ces morceaux de baleine avaient été conservés dans du formol qui durcit les tissus animaux. Des traitements supplémentaires, à l’aide d’ammoniaque et de peroxyde, s’imposaient donc pour décomposer les tissus afin de pouvoir les enlever mécaniquement.

Nous avons calculé que l’enlèvement manuel de la peau, de la graisse et des muscles pour préserver les os prendrait des années.

Notre raccourci : composter les morceaux de baleine et laisser les bactéries et les champignons faire le gros du travail.

Spécimens de baleine dans des contenants de compostage spéciaux du Musée avant d’être couverts de sciure de bois et de fumier. Image: Shalini Chaudhary © Musée canadien de la nature.

À l’été 2017, nous avons construit une station de compostage sur le terrain des installations de recherche et des collections du Musée à Gatineau.

Pour dégrader de façon efficace de gros morceaux de baleine, il faut d’abord un mélange adéquat de carbone (sciure de bois) et d’azote (fumier) afin d’atteindre la température idéale pour les microorganismes et il faut ensuite du temps.

Pendant l’été, nous avons effectué cinq cycles de compostage de 18 jours. Durant chaque cycle, nous avons ajusté la quantité de sciure de bois par rapport à celle du fumier afin d’obtenir la température idéale, soit entre 27 °C et 43 °C. Nous avons parfois ajouté de l’eau en vue d’atteindre le niveau d’humidité optimal pour les microorganismes. Après le dernier cycle, nous avons enlevé les morceaux de baleine largement décharnés du tas de compost pour les apporter au laboratoire des collections.

La méthode d’écharnage grâce au compost n’a pas fonctionné aussi rapidement, ou aussi complètement, que nous l’avions souhaité. C’est en partie parce que nous n’avons pas toujours obtenu la température optimale. Alors pour débarrasser les os de la chair restante, nous les avons plongés dans de l’eau presque bouillante, une technique appelée macération chaude. Nous avons ensuite enlevé l’huile résiduelle grâce à un bain d’ammoniaque. Finalement, un bain de peroxyde a permis de blanchir les os que le compostage avait noircis.

Un graphique de la température de l’air ambiant par rapport à la température interne du tas de compost au cours des trois mois qu’a duré le compostage des morceaux de baleine. Les périodes les plus efficaces sont celles où l’écart entre les deux courbes est le plus grand. Image : Marie-Hélène Hubert © Musée canadien de la nature.

Cette combinaison de techniques a bien fonctionné et permis au Musée d’économiser temps, argent et effort. Les spécimens ostéologiques (les os) sont des éléments essentiels des collections d’histoire naturelle. De nombreux chercheurs les étudient, notamment les archéologues, les paléontologues, les zoologues ou les spécialistes de l’anatomie comparative. Il y aura donc toujours des spécimens à préparer.

Forts de cette expérience avec les restes de baleine, nous projetons de recourir à l’avenir au tas de compost pour la préparation de spécimens zoologiques.

Os de crâne du rorqual commun (Balaenoptera physalus) avant (à gauche) et après (à droite) le compostage. Le poids était de 25 kg avant le compostage et le nettoyage et de 18,7 kg après. Image : Marie-Hélène Hubert © Musée canadien de la nature.

Texte traduit de l’anglais.

Les dendrites des roches sous le microscope

L’été dernier, j’ai eu mon premier emploi de recherche : un stage de géologie au Musée canadien de la nature dans le cadre du Programme de formation scientifique. Ç’a été une expérience formidable. J’étais extrêmement nerveuse au début mais, heureusement, le milieu de travail très sympathique a rapidement estompé ma peur de commettre une erreur.

Tout au long de l’été, on m’a confié de nombreuses tâches pratiques. Ma préférée a été d’apprendre à me servir du microscope électronique à balayage (MEB) du Musée, avec lequel j’ai examiné des minéraux 20 fois plus petits qu’un cheveu. C’était fascinant de voir que la structure restait la même qu’il s’agisse d’un minéral de 0,002 mm ou de 20 m.

Une dendrite d’oxyde de magnésium dans un spécimen provenant de la région de Pilbara à l’ouest de l’Australie. Champ de vision : 0,44 mm. Image : Ann Presley © Musée canadien de la nature.

Mon travail avec le chercheur du Musée Aaron Lussier m’a donné l’occasion d’examiner au MEB des roches provenant du monde entier, mais mon travail a principalement porté sur des échantillons de calcédoine, une variété de quartz, de la région Pilbara, à l’ouest de l’Australie. Je devais étudier en particulier la façon dont des éléments comme le fer se déplaçaient dans cette roche. Pourquoi par exemple seulement certains éléments s’intégraient à sa structure.

Parallèlement, j’ai tenté de découvrir pourquoi les minéraux croissaient de cette façon et je me suis intéressée en particulier au comportement des dendrites dans la calcédoine. Les dendrites sont des motifs naturels évoquant un arbre ou une mousse qui apparaissent à l’intérieur ou sur le dessus d’une roche ou d’un minéral. Elles se forment quand un élément ou un minéral migre ou se ramifie à partir d’un point d’origine. Une branche dendritique croît tant que le minéral atteint un point où, pour des raisons inconnues, la croissance de nouvelles branches est plus favorable.

Une dendrite d’oxyde de magnésium dans un spécimen de calcaire de Solnhofen en Allemagne. Numéro de catalogue CMNMC 34359. Image : © Musée canadien de la nature.

L’efflorescence dentritique est l’un des nombreux phénomènes naturels que les scientifiques, comme moi-même, espèrent expliquer un jour. Mon stage au Musée a été une expérience d’apprentissage enrichissante et plaisante qui m’a beaucoup apporté à cet « embranchement » dans ma carrière.

Texte traduit de l’anglais.

 

Les abeilles et les guêpes : Des services écologiques à la fine pointe

Avec l’arrivée du printemps, beaucoup d’entre nous sont animés par la saison des terrasses. Les guêpes le sont aussi. Il est presque certain que par la fin de l’été, les guêpes jaunes du genre Vespula seront des visiteurs indésirables lors de nos pique-niques et barbecues en plein air. Même un hyménoptériste comme moi – spécialiste des abeilles et des guêpes, actuellement détenteur de la Bourse de recherche postdoctorale Beaty pour la découverte des espèces – peut être incommodé par des guêpes jaunes bourdonnant inlassablement au-dessus de son assiette ou de son verre.

On parle énormément de l’importance écologique et économique des abeilles. Malheureusement, l’intérêt écologique énorme des guêpes est mésestimé à cause des quelques espèces qui perturbent nos pique-niques.

Qu’est-ce qu’une guêpe ? Tout insecte de l’ordre des hyménoptères qui se caractérise par une « taille » étroite et qui n’est ni une fourmi ni une abeille est une guêpe. Cela comprend plus de 100 000 espèces.

Une guêpe à taches blanches femelle, Dolichovespula maculata, espèce très courante et largement distribuée en Amérique du Nord. Image : François Génier, © Musée canadien de la nature.

Les guêpes sont indispensables au fonctionnement de l’écosystème et sont indirectement responsables de l’accroissement de la production alimentaire. La plupart des espèces de guêpes se nourrissent d’autres insectes, notamment d’insectes nuisibles aux cultures (celles qui survolent votre verre sont à la recherche du sucre qui sert de carburant au vol). D’autres sont des parasitoïdes qui pondent leurs oeufs sur d’autres insectes; après l’éclosion, les rejetons se nourrissent de leur hôte. Ces guêpes en particulier sont une solution de rechange souhaitable et efficace aux pesticides parce qu’elles ciblent des insectes spécifiques et ne risquent pas de contaminer l’environnement.

Beaucoup de guêpes jouent aussi un rôle essentiel de pollinisation. Les figues, par exemple, sont pollinisées par de minuscules guêpes spécialisées.

Bien qu’elle ressemble à une guêpe, cette femelle est une abeille coucou (Nomada sp.). Ces abeilles parasitent les nids des butineuses et volent leur pollen. L’absence de longs poils servant à collecter le pollen témoigne de leur mode de vie cleptoparasite. Image: Thomas Onuferko, © Musée canadien de la nature.

Les abeilles sont effectivement des guêpes végétariennes, qui comprennent plus de 20 000 espèces. Contrairement aux guêpes, elles ont des poils ramifiés comme une plume qui leur servent à récolter le pollen des fleurs, une source de nourriture riche en protéine dont elles gavent leur progéniture. Du même coup, elles pollinisent les fleurs.

Toutes les espèces d’abeilles ne sont toutefois pas d’importants pollinisateurs. Environ 15 % des abeilles sont des « coucous », c’est-à-dire qu’elles parasitent les nids d’autres espèces d’abeilles et volent leur pollen pour leurs propres rejetons.

Les fleurs rouges de la sphéralcée écarlate (Sphaeralcea coccinea) attirent de nombreuses espèces d’abeilles. Image: Thomas Onuferko, © Musée canadien de la nature.

La peur des guêpes est-elle justifiée ? Certes, une guêpe jaune femelle peut infliger une piqûre douloureuse (les mâles n’ont pas de dard). Par contre, la majorité des espèces de guêpes ne piquent pas.

Beaucoup d’abeilles femelles et certaines fourmis sont également munies de dard; elles ne suscitent pas pour autant des réactions aussi négatives. Nous considérons les abeilles comme des insectes plus dociles que les guêpes, même si les abeilles sociales peuvent se montrer très agressives quand elles défendent leur nid.

Les abeilles et les guêpes jouent toutes les deux un rôle de premier ordre dans la production de la plupart de nos aliments. La pollinisation des plantes par les abeilles améliore la production des fruits, tandis que les guêpes permettent de lutter contre les insectes nuisibles et de réduire la compétition pour la nourriture.

La prochaine fois que des guêpes vous importuneront, rappelez-vous que sans elles vos repas seraient bien différents.

Texte traduit de l’anglais.

 

Montage des feuilles d’herbier : des adhésifs indécollables

À l’été 2018 Jennifer Doubt, la conservatrice de botanique du Musée, m’a lancé un défi : trouver un meilleur adhésif pour monter les spécimens botaniques du Musée sur des feuilles d’herbier.

J’ai travaillé au laboratoire de conservation du Musée dans le cadre du Programme de formation scientifique, après des études en beaux-arts et une formation en conservation de matériaux comme le métal, le bois, le textile et le papier… et non pas des fougères ou des fleurs! La conservation en histoire naturelle est très spécialisée et rarement enseignée dans les programmes de conservation au Canada. J’étais donc très enthousiaste à l’idée d’entreprendre quelque chose de nouveau.

La qualité de l’adhésif est un point essentiel, car l’équipe de botanique enrichit chaque année, de plus de 5000 spécimens, l’Herbier national du Canada du Musée, dont la collection de plantes vasculaires totalise plus de 650 000 feuilles. Actuellement, les nouveaux spécimens sont fixés avec un ruban entoilé, un procédé efficace mais très chronophage. Ma tâche consistait à trouver une colle de conservation qui soit facile et rapide à appliquer et qui maintienne le spécimen collé pendant longtemps.

Remarquez la partie manquante de cette fronde de dryoptère dressée (Dryopteris expansa). Avec le temps, l’adhésif a vieilli et s’est dégradé, ce qui explique la perte d’une partie de la fougère. Spécimen collecté en 1895. Numéro de catalogue CAN 10005210. Image : © Musée canadien de la nature.

Ce sainfoin alpin (Hedysarum americanum) est fixé à la feuille d’herbier grâce à un ruban entoilé. Cette technique permet à la plante de plier avec la feuille et réduit les risques de bris et de perte. Mais la pose du ruban est un travail très chronophage, car il faut soigneusement couper à la main et placer chaque languette. Spécimen collecté en 2016. Numéro de catalogue CAN 10042881. Image : © Musée canadien de la nature.

La principale difficulté était qu’il n’y a pas un seul adhésif à herbier recommandé dans la documentation en conservation. J’ai donc orienté ma recherche vers les besoins du Musée et vers les nouvelles recherches sur les adhésifs.

Les trois principales qualités d’un adhésif pour la conservation des herbiers sont la force, la souplesse et le Ph neutre. On doit pouvoir conserver les spécimens pendant des décennies, voire des siècles. En conséquence, l’adhésif doit avoir une force durable pour maintenir le spécimen en place de même qu’une certaine souplesse pour que la plante ne se décolle pas quand des chercheurs manipulent la feuille.

Un pH neutre empêche le substrat environnant de s’acidifier, de jaunir et de vieillir prématurément.

Ce gros plan d’une feuille d’herbier de sapin subalpin (Abies lasiocarpa) révèle que la colle a bruni avec le temps cachant une partie du spécimen. Ce brunissement indique aussi que la colle s’est acidifiée, ce qui peut endommager la zone avec le temps. Spécimen collecté en 1975. Numéro de catalogue CAN 10005767. Image : © Musée canadien de la nature.

En plus des propriétés requises pour l’archivage, l’adhésif recherché doit avoir des qualités pratiques : être à base d’eau, bien coller et rester transparent au séchage.

L’étude exhaustive de l’Institut canadien de conservation sur les adhésifs commerciaux intitulée Compendium des adhésifs pour la conservation m’a été d’un grand secours.

Au terme de ma recherche, j’ai recommandé trois polyacétates de vinyle au Ph neutre, ou colle « blanche », pour leur maniabilité en laboratoire et leur durabilité. Soumis à l’épreuve du temps, ces adhésifs sont restés forts, souples, neutres et ont très peu jauni.

Cette recherche sur les adhésifs m’a littéralement accrochée. J’ai pu constater que, en matière de conservation des collections, les moindres détails dans le choix des matériaux ont leur importance.

Les caractéristiques des matériaux et leur détérioration résidaient au cœur de ma formation en conservation. Je suis très fière de penser que ma contribution de cet été augmentera les chances qu’un botaniste du XXII^e siècle tienne dans ses mains une feuille d’herbier préparée aujourd’hui… et que le spécimen y soit encore fermement fixé.

Texte traduit de l’anglais.

Les amours de Jassa : Une histoire de pouce

Cette année marque le 30^e anniversaire des publications liées à mon Ph. D (site en anglais) sur de petits animaux aux allures de crevette appelés Jassa. Je souhaitais découvrir un moyen de distinguer cette espèce en me fondant sur son apparence. Et je n’ai pas tardé à me demander pourquoi elle avait cette allure-là.

L’auteure du blog, la scientifique du Musée Kathy Conlan en 1980 en train de chercher des spécimens de Jassa dans un échantillon collecté dans le sud-est de l’Alaska. Image : Ron Long, © Musée canadien de la nature.

D’abord, qui est Jassa ? C’est un genre comprenant 20 espèces d’amphipodes marins coloniaux. Chez ces animaux, mâles et femelles vivent dans leur propre tube qu’ils ont confectionné et qui se fixe à presque tout substrat dur, qu’il s’agisse de roche ou de la coque d’un navire. Les espèces de Jassa vivent dans la plupart des rivages rocailleux et ports du monde de Terre-Neuve à l’Antarctique (pas encore dans l’Arctique, mais voir Voyage clandestin autour du monde). Bien à l’abri dans son tube, l’animal s’étire pour capturer les plantes ou les animaux passant à proximité ou saisir les détritus de matière organique. Priver cet animal de son tube est une véritable sentence de mort, car Jassa est une proie facile pour les poissons.

Une femelle Jassa marmorata dans son tube. Elle étire ses quatre antennes pour attraper phytoplancton, zooplancton ou détritus à sa portée. Image : Kathy Conlan, © Musée canadien de la nature.

Oui, il mène une vie plutôt sédentaire, mais les choses deviennent plus intéressantes quand vient le temps des amours.

À l’intérieur de son tube, Jassa croît par étapes. Il se débarrasse de sa vieille « peau » externe, ou cuticule, après en avoir fabriqué une nouvelle, un peu plus grande, à l’intérieur, un phénomène appelé la mue. Pour une femelle mature, c’est le seul moment où sa cuticule est assez souple pour permettre la libération de ses œufs non fécondés dans une poche incubatrice externe. Pour un mâle mature, c’est la seule fois où il peut féconder les œufs.

Cette possibilité de se reproduire est très brève : elle ne dure que quelques heures. La compétition est donc féroce entre les mâles pour trouver une femelle réceptive. Les femelles annoncent leur réceptivité en libérant des composés chimiques qui attirent les mâles. Ces derniers abandonnent leur tube et vagabondent pour trouver les femelles réceptives. Mais celles-ci se montrent difficiles. Elles n’acceptent que les mâles ayant l’apparence voulue, c’est-à-dire un « pouce » : un grossissement du gnathopode ou pince. Le pouce signale une intention de s’accoupler. Les mâles dépourvus de pouce semblent avoir l’intention d’expulser les femelles de leur tube, alors elles les chassent.

Les mâles avec un pouce se battent pour garder une femelle réceptive en attendant qu’elle mue et libère ses œufs. Une fois ceux-ci fécondés, les embryons croissent à l’intérieur des œufs jusqu’à l’éclosion sous forme de Jassas miniatures.

Confrontation entre deux mâles Jassa marmorata au pouce développé. Image : Kathy Conlan, © Musée canadien de la nature.

Au cours de ma recherche de doctorat, j’ai découvert que les pouces de Jassa n’étaient pas tous pareils. Chez toutes les espèces, les gros mâles ont de gros pouces, mais certains petits mâles ont des pouces moins développés que ce à quoi on aurait pu s’attendre par rapport à leur taille. D’autres ont des ornements que les gros mâles n’ont pas. Je pensais que cela pourrait indiquer que les petits mâles se comportaient de façon différente, ce que des études ultérieures d’autres scientifiques sont venues confirmer pour Jassa marmorata.

Les petits mâles apparaissent quand il y a peu de protéines disponibles provenant du phytoplancton et du zooplancton. Ils doivent donc se rabattre sur une alimentation moins saine provenant de détritus. Mais ces mâles compensent parfois la petitesse de leur pouce avec leur comportement.

Un mâle Jassa marmorata avec un gros pouce sur son gnathopode (en bas et à droite de la tête). La taille du pouce du mâle adulte semble dépendre de son alimentation. Un gros mâle dominant bien nourri exhibera un gros pouce. Les environnements pauvres en nutriments produisent des petits mâles avec des pouces plus petits que la normale par rapport à la taille de leur corps. Image : Susan Laurie-Bourque, © Musée canadien de la nature.

On croirait qu’un petit mâle n’a aucune chance face à un gros mâle muni d’un gros pouce. Mais ce n’est pas le cas. Les petits mâles parviennent à maturité plus vite et leur pouce est assez gros pour que les femelles ne les rejettent pas. Quand ils sont plus nombreux que les gros mâles, ils gagnent la partie. Et comme les femelles acceptent les faveurs de plus d’un partenaire, cela augmente leurs chances de succès.

Ainsi, différentes stratégies fonctionnent selon les circonstances. La fascinante danse nuptiale de Jassa dépend de la façon dont le mâle présente son pouce.

Texte traduit de l’anglais.

 

 

Une espèce probablement nouvelle qui se perd avant d’être réellement découverte

Il y a plusieurs années, un collègue m’a envoyé deux spécimens de poisson cavernicole aveugle collectés dans les monts Zagros dans l’ouest de l’Iran. Cela m’a intrigué. C’étaient de petits spécimens d’à peine 2,5 centimètres de longueur en très mauvais état. Mais je voyais qu’ils appartenaient aux cyprinidés du genre Garra et qu’il s’agissait tout probablement d’une nouvelle espèce. Mais nous ne connaîtrons jamais le fin mot de l’histoire et voilà pourquoi.

Les poissons cavernicoles sont des créatures fascinantes qui vivent normalement dans l’eau des grottes de calcaire, y compris dans les minuscules fissures entre les couches de roches, et qui occupent généralement de vastes régions. Ces poissons aveugles sont apparentés aux espèces qui vivent dans les cours d’eau avoisinants. Mais en l’absence de lumière dans ces milieux souterrains, ils n’ont aucun avantage à conserver les yeux et la vue. Ils perdent également la pigmentation de la peau. Leur apparence rosée provient de la couleur du sang visible à travers leur peau dépigmentée. Les poissons aveugles cavernicoles sont donc des espèces à part entière, dotées d’un ADN propre.

Les cyprinidés iraniens Garra lorestanensis et G. typhlops sont des poissons cavernicoles semblables aux spécimens non identifiés envoyés au spécialiste des poissons du Musée Brian Coad. Image : Ruhollah Mehrani, © Centre de recherche en ressources naturelles et en sciences animales de la province du Lorestan, à Khorramabad, en Iran.

On compte quatre espèces connues de poissons cavernicoles aveugles dans les grottes de Loven et Tashan en Iran, dont trois membres de la famille des Cyprinidae (carpes) et une de la famille des Nemacheilidae (loches). Les nouveaux spécimens proviennent toutefois d’un site éloigné de respectivement 130 km et 270 km de ces deux grottes, ce qui renforce l’hypothèse d’une espèce nouvelle.

Collecte de poissons à l’épuisette à la grotte de Loven en Iran. Image : Brian Coad, © Musée canadien de la nature.

Comme les spécimens étaient en mauvais état, le seul moyen d’élucider le mystère était d’en collecter davantage, ce qui n’est malheureusement plus possible. Ils avaient été découverts dans un bassin peu profond qui s’était formé avec l’eau ruisselant sur une paroi rocheuse, alors qu’on perçait un tunnel dans la montagne pour la construction du barrage Simarehen 2005. Le tunnel dans lequel les spécimens ont été collectés est maintenant enterré et couvert de béton.

Devant cette impasse, nous avons pensé résoudre la question en analysant l’ADN des spécimens en question afin de le comparer à celui des poissons cavernicoles iraniens connus, auquel on peut accéder grâce à une base de données en ligne. En dépit des efforts répétés du spécialiste de l’ADN du Musée Roger Bull, cette voie s’est également révélée impossible. Le matériel génétique était trop dégradé par le temps et la préservation initiale dans le formol.

Ainsi, cette espèce de poisson cavernicole aveugle, probablement nouvelle, est maintenant perdue à jamais avant même d’avoir été réellement reconnue.

Ironiquement, enterrée sous des centaines de mètres de roches et de béton, cette espèce est maintenant bien à l’abri des ravages de la nature ou des humains.

Texte traduit de l’anglais.

Champsosaurus : Des orifices auditifs sous le crâne !

À l’hôpital pour animaux Alta Vista d’Ottawa, quand un vétérinaire soumet un animal à un tomodensitomètre, il s’agit plutôt d’un chat ou d’un chien et c’est normalement pour détecter un os cassé ou une tumeur.

Pour ma part, j’y ai emmené un crâne de Champsosaurus et ai demandé un tomodensitogramme pour trouver ses oreilles!

Je vous explique. Champsosaurus est le nom de genre d’un reptile aquatique qui vivait il y a de 90 à 55 millions d’années. Long de deux mètres, il ressemblait à un de nos crocodiles modernes, même si son lien de parenté avec eux est plutôt distant. Il n’existe aujourd’hui aucun descendant de Champsosaurus.

Champsosaurus natator, une espèce qui vivait dans l’ouest de l’Amérique du Nord il y a environ 70 à 66 millions d’années. Ce gros spécimen est exposé à la Galerie des fossiles du Musée. Numéro de catalogue : CMNFV 8919. Image : Thomas Dudgeon, © Musée canadien de la nature.

Donc, ce que nous connaissons de Champsosaurus nous vient des restes fossiles, ce qui me conduit à vous parler du problème d’oreille.

Champsosaurus a un crâne relativement fragile, avec un museau long et fin et de grandes arcades osseuses à l’arrière du crâne pour ancrer les muscles des mâchoires. Son crâne est si délicat qu’il se préserve rarement bien et que, par conséquent, on en connaît mal les structures fines internes, comme la cavité cérébrale et l’oreille interne.

Vue de dessus d’un crâne de Champsosaurus bien préservé de la collection du Musée canadien de la nature. Fait intéressant : Les scientifiques qualifient de cordiformes les objets en forme de cœur. Penchez la tête vers la droite et vous verrez que le crâne de ce reptile forme un cœur. Numéro de catalogue : CMNFV 8920. Image : Thomas Dudgeon, © Musée canadien de la nature.

Dans les années 1950, le paléontologue du Musée L. S. Russell a interprété les trous à la surface inférieure du crâne du Champsosaurus comme étant les orifices auditifs. Il s’agit d’un drôle d’endroit pour des oreilles, aussi son interprétation n’a-t-elle pas convaincu tous les paléontologues. Bien que certaines espèces, notamment quelques salamandres, aient des oreilles s’ouvrant au bas du crâne, la plupart des animaux ont les oreilles sur les côtés de la tête, comme d’ailleurs les humains.

Dans le cadre de ma thèse de maîtrise au département des sciences de la Terre de l’Université Carleton, j’ai donc décidé d’élucider le mystère des oreilles du Champsosaurus.

Heureusement, la collection paléozoologique du Musée canadien de la nature contient deux spécimens bien préservés de Champsosaurus.

Un crâne de Champsosaurus prêt pour la tomodensitométrie à l’hôpital pour animaux Alta Vista d’Ottawa. Numéro de catalogue : CMNFV 8919. Image : Thomas Dudgeon, © Musée canadien de la nature.

J’ai transporté avec beaucoup de précautions un des crânes à l’hôpital pour animaux Alta Vista pour un examen et ai envoyé le second dans un laboratoire de tomodensitométrie de l’Université du Texas. Le tomodensitomètre est un appareil médical qui fait appel aux rayons X pour créer des centaines d’images en coupes fines et fournir ainsi une vue détaillée des structures internes.

En examinant les tomodensitogrammes des crânes de Champsosaurus, j’ai découvert à ma grande surprise que les ouvertures en bas du crâne conduisaient effectivement à l’oreille interne.

Dessin d’un crâne de Champsosaurus vu du bas; les oreilles sont en bleu. Numéro de catalogue : CMNFV 8920. Image : Thomas Dudgeon, © Musée canadien de la nature.

Cela soulève la question suivante : Pourquoi les orifices auditifs de Champsosaurus se trouvent-ils sous le crâne ? Ce peut être dû au fait que les grandes arcades à l’arrière du crâne sont si proéminentes que les oreilles ont migré des côtés vers le bas.

Pour examiner les autres explications possibles et la façon dont cette particularité a pu influencer l’ouïe, je m’attache maintenant à comparer l’anatomie de l’oreille de Champsosaurus avec celle des reptiles et des amphibiens modernes.

J’espère que cela m’éclairera sur ce que pouvait entendre cette étrange créature du Crétacé avec ses oreilles situées sous le crâne.

Texte traduit de l’anglais.

À la découverte de l’origine des Inuits grâce à l’archéologie et l’ethnographie

L’été dernier, j’ai effectué ma première recherche archéologique dans l’Arctique après des années de travail de terrain surtout au Moyen-Orient.

Ce fut un immense changement pour moi et pas seulement parce que j’étais plus habitué à voir des chameaux que des morses.

Les sites de l’Arctique sont généralement plus petits que ceux du Moyen-Orient; leur occupation est relativement brève et ils sont largement disséminés sur le territoire. Cela complique les opérations de repérage des sites et d’interprétation des résultats dans le contexte de la grande histoire humaine dans l’Arctique.

L’archéologue du Musée Scott Rufolo sur le plateau de Gizeh en Égypte et (à droite) sur une île près d’Igloolik, au Nunavut, en train de mettre au jour les vestiges d’une maison préhistorique. Image : © S. Rufolo (à gauche), © S. P. A. Desjardins. (à droite)

Et c’est ce qui rend si intéressant et stimulant mon nouveau projet de collaboration avec des collègues de l’Arctic Centre de l’université de Groningue, aux Pays-Bas.

Le bassin de Foxe regorge d’espèces sauvages en partie parce que certaines zones de l’océan y restent libres de glace même en plein hiver. Ainsi, de nombreux oiseaux et mammifères marins, comme les morses, maintiennent des populations relativement importantes toute l’année, ce qui assure la subsistance des collectivités humaines. Image : S. Rufolo, © Musée canadien de la nature

Cette recherche consiste à étudier une concentration de plusieurs sites archéologiques dans le bassin de Foxe. Très rare, ce regroupement contient les restes de plusieurs périodes culturelles étalées dans le temps, ce qui donne une séquence archéologique presque ininterrompue sur plusieurs milliers d’années.

Le fait que le bassin de Foxe concentre des sites représentant plusieurs périodes est largement attribuable à son histoire naturelle. En raison de sa géographie, cette région jouit en effet d’un climat modérément froid et ses régimes de glace saisonnière favorisent la présence de nombreuses créatures marines et notamment de gros mammifères comme le morse. De fait, cette espèce y vit toute l’année, fournissant ainsi aux humains une source d’alimentation aussi riche que stable.

Les morses (Odobenus rosmarus) du bassin de Foxe, comme cette mère et son petit, peuvent rester dans la région toute l’année grâce aux polynies, ces zones de l’océan qui demeurent libres de glace même en hiver. Cette région abrite également de nombreux mammifères, oiseaux et poissons, notamment le phoque annelé, le narval, le béluga, le caribou, le lagopède, l’oie, l’omble chevalier, le saïda franc. Image : © Ansgar Walk (CC BY-SA 3.0)

Les riches vestiges archéologiques de cette région permettent d’étudier la transition entre l’ancienne culture des Thuléens et celle des Inuits modernes. Ancêtres immédiats des Inuits, les Thuléens se sont étendus de l’Alaska vers l’est à partir des années 1100 de notre ère. Deux cents ans plus tard, ils avaient atteint le Groenland, d’où ils ont délogé la culture Dorset de l’Arctique du centre et de l’est.

L’ethnogenèse est l’émergence de nouveaux groupes culturels qui se considèrent comme ethniquement distincts des sociétés qui les ont précédés et des cultures qui les entourent aujourd’hui. On ne comprend encore pas très bien l’ethnogenèse des Inuits à partir des Thuléens qui commence au XVII^e siècle.

Nous avons commencé notre projet de trois ans avec une expédition sur le terrain à  Avvajja, site archéologique situé sur une île juste à l’ouest de l’île d’Igloolik, qui représente l’extrémité du continuum allant des Thuléens aux Inuits. Avvajja était un établissement d’hiver utilisé par les Inuits jusqu’au début des années 1950, période à laquelle ce groupe s’est déplacé dans le village d’Igloolik. Certains Aînés se souviennent d’avoir vécu à Avvajja lorsqu’ils étaient enfants.

Un groupe d’Aînés d’Igloolik arrive à Avvajja pour faire part de leurs souvenirs d’enfance. Image : S. Rufolo, © Musée canadien de la nature.

Le directeur de projet Sean P. A. Desjardins et l’interprète de l’équipe qui traduit les réponses des Aînés sur la façon dont ils utilisaient les aires de vie et d’activités. Image : S. Rufolo, © Musée canadien de la nature.

Nous avons consacré deux jours à recueillir, sur le site même, les souvenirs des Aînés qui avaient passé leur enfance à Avvajja. En combinant leurs témoignages à la cartographie et aux fouilles, nous pourrons comprendre les données archéologiques de façon plus exhaustive.

Nous poursuivrons le travail l’été prochain au site d’Uglit, sur la péninsule de Melville, où une saison plus longue permettra d’établir un lien entre l’occupation historique à Avvajja et celle des siècles précédents (1600-1900) au cours desquels s’est produite la transition des Thuléens aux Inuits.

À mesure que nous récolterons davantage de données et que nous approfondirons notre séquence chronologique, nous espérons lever le voile sur cette transition culturelle qui a conduit à l’avènement de la société inuite, une culture qui m’apparaît aussi riche et fascinante que celles du Moyen-Orient qui ont d’abord attiré mon attention.

Avvajja abrite les vestiges de plusieurs maisons d’hiver inuites, dont plusieurs ont été utilisées jusqu’au début des années 1950. Cette maison typique présente une fondation de pierre basse partiellement couverte de tourbe qui forme la base de la maison. Image : S. Rufolo, © Musée canadien de la nature.

À la fin de la fouille, on a rassemblé la collectivité sur le site afin que les Aînés puissent raconter leur vie à Avvajja directement à leur famille et leurs amis. Tous sont assis en cercle autour des vestiges d’une de leurs anciennes maisons (en médaillon). Parmi les mets traditionnels servis figurent le poisson gelé, la viande de phoque crue et l’igunaq (ᐃᒍᓇᖅ), c’est-à-dire la viande de morse fermentée (les deux masses jaune et rouge à droite de la photo). Image : S. Rufolo, © Musée canadien de la nature.

Lors de cette saison de fouille à Avvajja, on a mis au jour une maison préhistorique datant du Dorsétien récent, vieille d’environ 1200 ans. On a tamisé les sédiments collectés afin de récupérer les petits outils de pierre. On a découvert un artéfact mystérieux (en médaillon), que l’on traite actuellement à l’Institut canadien de conservation à Ottawa. Il pourrait s’agir du premier exemple de vêtement connu de la culture dorsétienne. Image : Sean Desjardins © S. P. A. Desjardins (photo principale); S. Rufolo, © Musée canadien de la nature (photo en encadré)

 

Texte traduit de l’anglais.