Le premier animal probablement était un carnivore, découvrent de nouvelles recherches. Les humains, avec d'autres omnivores, appartiennent à une race rare.
Ce qu'un animal mange est un aspect fondamental de sa biologie, mais étonnamment, l'évolution du régime alimentaire n'avait pas encore été étudiée dans le règne animal.
Cette étude est une plongée dans l’histoire évolutive de plus d’un million d’espèces animales remontant à 800 millions d’années.
L'étude révèle plusieurs idées clés surprenantes:
- De nombreuses espèces carnivores, celles qui mangent d’autres animaux et qui vivent aujourd’hui, peuvent retracer ce régime à un ancêtre commun, il ya plus de 800, il ya plus d’un million d’années.
- Un régime à base de plantes, ou herbivore, n'est pas le moteur de l'évolution de nouvelles espèces que les scientifiques croyaient.
- Les animaux étroitement apparentés ont tendance à partager la même catégorie alimentaire: manger des plantes, manger de la viande, ou les deux. Cette constatation implique que la commutation entre les modes de vie diététiques ne se produit pas facilement et souvent au cours de l'évolution.
Les chercheurs ont parcouru la littérature à la recherche de données sur les habitudes alimentaires de plus d'un million d'espèces animales, des éponges aux insectes, en passant par les araignées. Ils ont classé une espèce carnivore si elle se nourrit d’autres animaux, de champignons ou de protistes (organismes eucaryotes unicellulaires, dont beaucoup vivent de bactéries). Les chercheurs ont classé les espèces herbivores si elles dépendent des plantes terrestres, des algues ou des cyanobactéries pour se nourrir et omnivores si elles consomment un mélange de régimes carnivores et herbivores.
Les scientifiques ont ensuite cartographié le vaste ensemble de données d'espèces animales et leurs préférences alimentaires sur un arbre évolutif construit à partir de données de séquence d'ADN afin de démêler les relations évolutives entre elles.
Les insectes constituent un groupe dans lequel se nourrir de plantes augmente les taux de prolifération des espèces, y compris parmi les papillons et les papillons de nuit, qui sont presque tous herbivores. (Crédit: Daniel Stolte / U. Arizona)
Le menu du règne animal
«Notre étude est la plus grande étude menée jusqu'ici sur l'évolution de l'alimentation dans l'ensemble de l'arbre de la vie animal», explique l'auteur principal Cristian Román-Palacios, doctorant au département d'écologie et de biologie de l'évolution de l'Université de l'Arizona. «Nous avons abordé trois questions très controversées et fondamentales en biologie de l'évolution en analysant un ensemble de données à grande échelle à l'aide de méthodes de pointe.»
Toutes les espèces peuvent être classées en fonction de leurs relations évolutives, un concept appelé phylogénie. Les organismes sont regroupés en taxa, qui définissent leurs interrelations à plusieurs niveaux. Par exemple, les chats et les chiens sont des espèces différentes mais appartiennent au même ordre (carnivores). De même, les chevaux et les chameaux appartiennent à un ordre différent (ongulés.) Les deux ordres, cependant, font partie de la même classe (mammifères).
Au niveau le plus élevé, les animaux sont classés dans le phyla. Les arthropodes (insectes, crustacés, araignées, scorpions, etc.), les mollusques (escargots, palourdes et calamars tombent dans ce phylum) et les cordés, qui comprennent tous les animaux à la colonne vertébrale, y compris les humains.
L'enquête suggère que, parmi les animaux, les carnivories sont les plus courantes, y compris 63% des espèces. Un autre 32% sont herbivores, alors que les humains appartiennent à une petite minorité, seulement 3%, d’animaux omnivores.
Contrairement à beaucoup de leurs parents qui habitent la terre, beaucoup de limaces de mer telles que ce châle espagnol sont des escargots carnivores qui se nourrissent de polypes, d'éponges ou même les uns des autres. (Crédit: Daniel Stolte / U. Arizona)
Retracer l'évolution de la consommation de viande
Les chercheurs ont été surpris de constater que de nombreuses espèces carnivores actuelles retracent ce régime jusqu'à la base de l'arbre évolutif animal, plus de 800 millions d'années, précédant les plus anciens fossiles connus que les paléontologues ont pu attribuer aux origines animales. certitude.
«Nous ne voyons pas cela avec les herbivores», explique l'auteur correspondant John Wiens, professeur d'écologie et de biologie évolutive. "L'herbivorie semble être beaucoup plus récente, donc dans notre arbre évolutif, elle apparaît plus souvent plus près de la pointe de l'arbre."
Donc, si le premier animal était un carnivore, de quoi s'est-il attaqué?
Les auteurs suggèrent que la réponse pourrait venir des protistes, y compris des choanoflagellés: de minuscules organismes unicellulaires considérés comme les plus proches parents vivants des animaux. Vivant comme du plancton dans les eaux marines et d’eau douce, les choanoflagellés rappellent vaguement des versions miniatures du volant battu dans les deux sens lors d’une partie de badminton.
Un collier de «poils» en forme d'entonnoir entoure un appendice en forme de fouet appelé flagelle, dont les battements rythmés aspirent un flux d'eau constant à travers le col, filtrant les bactéries et les détritus qui sont ensuite absorbés et digérés. Il est possible que l'ancêtre commun des animaux d'aujourd'hui soit une créature très similaire à un choanoflagellé.
"L'ancienne créature qui est le plus étroitement liée à tous les animaux vivant aujourd'hui pourrait avoir mangé des bactéries et autres protistes plutôt que des plantes", dit Wiens.
Les vautours noirs et les condors des Andes sont des oiseaux carnivores spécialisés dans la consommation de charognes. (Crédit: Cristian Román-Palacios / Université de l'Arizona)
Les omnivores sont super rares
En revanche, l'adoption d'un régime à base de plantes s'est produite beaucoup plus fréquemment au cours de l'évolution de l'animal.
L'herbivorie a traditionnellement été considérée comme un puissant catalyseur de l'origine de nouvelles espèces. Les insectes en sont un exemple souvent cité. On estime à plus d'un million le nombre d'espèces 1.5 décrites constituant le groupe le plus diversifié parmi les arthropodes. De nombreuses nouvelles espèces de plantes à fleurs sont apparues pendant la période du crétacé, il y a environ 130 millions d'années, et on pense généralement que la diversité sans précédent de fleurs a coïncidé avec une augmentation du nombre d'espèces d'insectes tirant parti de la nouvelle richesse floristique disponible.
«Cela nous dit que ce que nous voyons chez les insectes ne s'applique pas nécessairement à d'autres groupes du règne animal», explique Wiens. «L’herbivorie peut aller de pair avec l’apparition de nouvelles espèces dans certains taxons, mais ce n’est clairement pas le moteur universel des nouvelles espèces.»
L'étude a également révélé que les régimes omnivores («manger tout») apparaissaient rarement au cours de 800 millions d'années d'évolution animale, suggérant une explication possible du fait que l'évolution préfère les spécialistes aux généralistes.
«Vous pouvez être plus efficace si vous faites tout ce que vous faites», déclare Wiens. "Chez les vertébrés terrestres, par exemple, une alimentation à base de feuilles nécessite souvent dents hautement modifiées et un intestin hautement modifié. La même chose vaut pour carnivory. La nature semble généralement éviter le dilemme d'être un touche-à-tout et un maître absolu, du moins pour les régimes. "
Ce besoin de spécialisation pourrait expliquer pourquoi les omnivores, tels que les humains, sont rares, selon les auteurs. Cela pourrait aussi expliquer pourquoi les régimes sont souvent restés inchangés depuis si longtemps.
«Il y a une grande différence entre manger des feuilles tout le temps et manger des fruits de temps en temps», dit Wiens. "Les spécialisations requises pour être un herbivore ou un carnivore efficace pourraient expliquer pourquoi les deux régimes ont été si bien conservés pendant des centaines de millions d'années."
L'étude apparaît dans le journal Evolution Letters.
La source: Université de l'Arizona
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