Le coût de la métamorphose chez les amphibiens

La métamorphose, cette transformation profonde qui permet à certains animaux de changer de milieu de vie, tel  d’un milieu aquatique à un milieu terrestre, est généralement envisagée sous l’angle de ses bénéfices. Une équipe de chercheurs de l’Université de Liège démontre à présent qu’elle engage également un coût direct et immédiat pour les individus qui la subissent, un coût qui varie selon le sexe et qui pourrait peser dans les équilibres évolutifs à long terme.

Chez de nombreuses espèces d’amphibiens, certains individus conservent leurs branchies et leur mode de vie aquatique à l’âge adulte sans jamais se métamorphoser, c’est ce que l’on appelle la pédomorphose. Chez le triton palmé (Lissotriton helveticus), ce processus est facultatif, un même individu peut, selon les conditions de son environnement, rester sous forme pédomorphique ou se métamorphoser. Cette plasticité en fait un modèle de choix pour étudier les conséquences directes de la métamorphose, puisqu’il est possible de comparer des individus au même stade de leur cycle de vie (adultes reproducteurs) selon qu’ils franchissent ou non cette étape.

L’équipe du Pr Mathieu Denoël, Directeur du Laboratoire d’Écologie et de Conservation des Amphibiens (LECA) de l’Université de Liège, a tiré parti des propriétés exceptionnelles du triton palmé (Lissotriton helveticus). "Chez cette espèce, des individus adultes pédomorphiques, dotés de branchies et capables de reproduction, peuvent encore, dans certaines conditions, franchir l’étape de la métamorphose, explique Mathieu Denoël. Ce caractère unique permet de comparer des individus au même stade biologique selon qu’ils se transforment ou non, en s’affranchissant des contraintes de développement des organes reproducteurs qui auraient été présentes en étudiant des larves. Ici, les individus sont déjà adultes et reproducteurs, ce qui nous permet d’isoler le coût direct de la métamorphose."

Quatre-vingts tritons adultes pédomorphiques ont été placés dans des conditions expérimentales variant en niveau d’eau et en température, afin d’induire ou non la métamorphose et reproduisant ainsi les variations de conditions observées dans le milieu naturel. Leur poids a été suivi individuellement durant 85 jours. "Les résultats sont assez nets, reprends le chercheur, tous les individus ayant achevé leur métamorphose ont perdu du poids de façon significative, alors que ceux restés pédomorphiques n’ont pas subi de décroissance nette." Cette perte de masse ne s’explique pas uniquement par les transformations physiologiques internes, les tritons approchant de la métamorphose réduisent également leur prise alimentaire, même quand la nourriture est disponible en abondance. Le processus de transformation implique donc à la fois une réorganisation corporelle coûteuse et une réduction des apports énergétiques.

L’étude a permis également de mettre en évidence des différences importantes entre mâles et femelles. Les femelles commencent à perdre du poids plus tôt, perdent davantage de poids et achèvent leur métamorphose plus tardivement. Ces résultats apportent un éclairage complémentaire à l’hypothèse de l’"échappement mâle". "Si les mâles sont plus fréquemment observés en train de se métamorphoser dans les populations naturelles, c’est vraisemblablement en partie parce que cette transition leur coûte proportionnellement moins cher. La prise en compte du sexe des individus est essentielle pour comprendre leurs trajectoires de développement et l’écologie des populations, précise le chercheur."

Ces résultats prennent une dimension supplémentaire face aux perturbations climatiques actuelles. L’assèchement progressif des zones humides de faible profondeur, favorisé par les épisodes de sécheresse, pousse de plus en plus d’individus à se métamorphoser. Or, ce faisant, ils perdent leurs réserves énergétiques, ce qui pourrait compromettre leur succès reproducteur lors de la saison suivante. L’étude invite ainsi à insérer le coût de la transition dans les modèles évolutifs qui évaluent les compromis entre vie aquatique et vie terrestre, et plus largement dans les analyses d’impact du changement global sur les populations d’amphibiens.

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