Attention ! Petit serpent dangereux (sa mère a mangé du crapaud ...)

• 2015/numéro 16 - Juin 2015 :

L'oisillon qui mime une chenille

Certains animaux sont protégés d'éventuels prédateurs en étant vénéneux. Dans nombre de cas l'animal ne produit pas lui même les molécules qui sont impliquées dans cette défense chimique mais - qu'il soit herbivore ou carnivore - il les trouve dans son alimentation. Les exemples abondent. Ainsi chez le papillon monarque Danaus plexippus, la femelle pond sur des feuilles de différentes asclépiades (genre Asclepias) et ses chenilles vont s'en nourrir. Or, certaines asclépiades sont riches en glycosides qu'elles synthétisent et qui sont toxiques pour la plupart des espèces animales : ce sont notamment des poisons cardiaques pour les vertébrés. L'asclépiade est ainsi protégée contre les herbivores mais cela n'est pas à 100% efficace. En effet, les glycosides sont inopérants sur les chenilles de monarques qui en les concentrant dans leurs tissus tour deviennent à leur tour toxiques, les papillons adultes héritant de cette propriété.

Il en va de même chez les dendrobates, ces petites grenouilles aux couleurs éclatantes d'Amérique tropicale ou à l'autre bout de la planète chez le pitohui bicolore (Pitohui dichrous), un oiseau de Papouasie Nouvelle-Guinée.

En se nourrissant de coléoptères riches en batrachotoxines ce batracien et cet oiseau insectivores acquièrent une protection chimique respectivement au niveau de leur peau ou de leur plumage (voir "L'oisillon qui mime une chenille", Espèces n°16, Juin 2015).

Le serpent asiatique Rhabdophis tigrinis (famille des Natricidae) est venimeux, sa morsure pouvant être mortelle pour l'homme. Même si il dispose là d'un bon moyen de défense, il fait surtout usage de son venin pour capturer des proies. Il est aussi connu pour être vénéneux : il possède en effet une paire de glandes au niveau de la nuque (et pour cela appelées glandes nucales) qui lui assurent une protection très efficace contre ses éventuels prédateurs (des oiseaux par exemple). Ces glandes contiennent des stéroïdes toxiques désignés sous le nom de bufadiénolides qui, lorsqu'ils sont émis et pulvérisés, irritent les voies respiratoires de l'agresseur et, plus grave pour l'imprudent, ont - en accélérant son rythme - un effet délétère sur son muscle cardiaque. Or, Rhabdophis tigrinis n'est pas plus à l'origine des stéroïdes que le papillon monarque ou que le dendrobate ne produisent des glycosides ou des batrachotoxines.

Le serpent Rhabdophis tigrinis (cliché Yasunori Koide/Creative Commons).

Le crapaud japonais Bufo japonicus (cliché Yasunori Koide/Creative Commons)

Le serpent les obtient à partir de son alimentation qui est en partie constituée de spécimens du crapaud commun japonais Bufo japonicus (d'où l'appellation bufadiénolide pour la substance toxique impliquée), un résident des forêts de l'archipel. C'est ce qu'ont montré il y a déjà quelques années Deborah Hutchinson de l'Old Dominion University (Virginie, USA) et ses collaborateurs, en étudiant des Rhabdophis tigrinis sur diverses îles du Japon. Ainsi, là où les crapauds Bufo japonicus sont présents, les serpents sont à même se défendre à l'aide de bufadiénolides, alors que, sur les îles où le batracien est absent, les glandes nucales des serpents en sont dépourvues.

Le mécanisme d'acquisition est le suivant : une partie des bufadiénolides séquestrés par une mère gravide qui s'est nourrie de crapauds transite au niveau de son oviducte et atteint les embryons via le vitellus (le "jaune" de l'oeuf). Les jeunes naissent ainsi protégés et le restent quelque temps alors qu'ils sont trop petits pour capturer des crapauds. Les stéroïdes légués par leur mère feront leur office, jusqu'à ce que les jeunes serpents soient capables de se procurer par eux-mêmes la substance défensive.

Dans une étude récente, Yosuke Kojima et Akira Mori de l'Université de Kyoto ont démontré qu'au delà des mécanismes physiologiques impliqués dans le transfert des stéroïdes, les mères gravides de Rhabdophis tigrinis avaient un rôle actif dans la capacité de leurs jeunes à se défendre chimiquement. Dans les jours qui précèdent la ponte, les femelles modifient en effet leur comportement de chasse. Les Rhabdophis tigrinis vivent dans des milieux assez divers incluant forêts, rizières et bords de rivières, avec une prédilection nette pour les prairies où abondent les batraciens - pour la plupart non toxiques - dont ils se nourrissent. Les femelles porteuses d'oeufs passent quant à elle un temps inhabituellement élevé dans les forêts, là où elles ont le plus de chance de trouver des crapauds toxiques et ce, en dépit du fait que ces proies y sont relativement peu fréquentes par rapport aux grenouilles abondant dans les prairies. Des expériences de choix réalisées en laboratoire ont permis aux deux chercheurs japonais de constater que des femelles gravides confrontées à deux pistes chimiques, l'une correspondant au crapaud japonais et l'autre à une grenouille non toxique, manifestaient une préférence nette pour Bufo japonicus.

Il ne fait donc aucun doute que les mères de Rhabdophis tigrinis ont un rôle très actif dans la transmission de la protection chimique à leur descendance : si le petit serpent est bien défendu c'est parce que sa mère, avant de pondre l'oeuf dont il est issu, s'est nourrie plus que de coutume de crapauds toxiques.

On peut noter que, comme que chez le monarque, les dendrobates ou le pitohui, la dangerosité du serpent est signalée par des couleurs vives qu'on peut qualifier d'aposématiques : ses écailles sont vert olive, noires et aussi orange. Hutchinson et ses collaborateurs ont montré par ailleurs que lorsque des jeunes serpents sortaient de leur oeuf, leurs glandes nucales étaient pour certains dotées de bufadiénolides et pour d'autres non. Ces derniers sont tout à fait aptes à acquérir la substance toxique pourvu qu'au cours de leur élevage on ajoute des crapauds japonais à leur régime alimentaire. Les serpents qui naissent avec cette capacité de défense l'héritent quant à eux de leur mère : plus la glande nucale de celle-ci est riche en stéroïdes, plus ses petits en seront d'ailleurs pourvus.

Pour en savoir plus :

• Hutchinson D.A., Savitzky A.H., Mori A., Meinwald J. & Schroeder F.C. 2008 - "Maternal provisioning of sequestered defensive steroids by the Asian snake Rhabdophis tigrinus", Chemoecology, 18: 181–190. (doi:10.1007/s00049-008-0404-5)

• Kojima Y. & Mori A., 2014 - "Active foraging for toxic prey during gestation in a snake with maternal provisioning of sequestered chemical defences", Proceedings of the Royal Society B. (doi: 10.1098/rspb.2014.2137)

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