De multiples évènements phylogénétiquement distincts ont façonnés l'évolution des morphologies du squelette des membres associés à la bipédie chez les gerboises
Les membres des vertébrés de part la diversité de leurs formes, de leurs fonctions suscitent un grand intérêt pour les biologistes travaillant dans le domaine de l'évolution, du développement... Cette étude se focalise sur une superfamille de rongeurs appelée Dipodoidea, leurs expériences ont été réalisés sur 51 espèces actuelles, incluant des espèces quadrupèdes, des espèces où la bipédie est facultative et 33 espèces bipèdes obligatoire (gerboises). Ces espèces arborent des membres ayant différentes morphologies variant celons leurs degrés de spécialisation.
L'objectif est d'apporter une meilleure compréhension des mécanismes pouvant façonner l'évolution de ces morphologies. Les auteurs ont regarder certaines caractéristiques du squelette en lien avec la locomotion, et ont comparer ces caractères entre des espèces bipèdes obligatoires et des espèces quadrupèdes proches. En effet, l'acquisition de la bipédie chez les gerboises coïncides avec de multiples transformations du squelette.
8 morphotypes de membres postérieurs ont été identifiés chez les différentes espèces rongeurs citées dans l'introduction. Cette identification est basée sur le nombre de doigts, l'existence d'une fusion du métatarse, l'allométrie (réfère au changement de la taille d'un élément par rapport à un autre) des membres inférieurs par rapport aux membres supérieurs et l'allométrie au sein des membres inférieurs en regardant la proportion relative de certains éléments (Métatarse, Fémur, Tibia).
Ensuite des analyses phylogénétique on été réalisées, celles-ci ont été pondérées par une ACP (Analyse des Composants Principaux) afin d'éliminer les effets liés à la parenté des espèces et à la taille du corps dans leurs mesures morphologiques.
Cet article montre que l'adaptation de la structure des membres spécialisés vers une stratégie locomotrice, ici la bipédie relève d'une combinaison de changement temporellement et génétiquement distincts durant la radiation des Dipodoidea.
L'acquisition de la bipédie chez plusieurs espèces de gerboise relève de multiples transformations du squelette dont certaines sont acquisent de manière indépendantes (3 événements indépendants conduisant à la pertes des doigts I et IV des membres inférieurs).
Par ailleurs, cet article montre une évolution ponctuée de l'allométrie des éléments des membres postérieurs ( métatarse, fémur, tibia) lors de la radiation des Dipodoidea. En effet, il existe une forte corrélation entre l'allométrie des éléments des membres inférieurs avec les événements de spéciation (bipédie).
Cet article met en avant un exemple concret d'évolution ponctuée au travers de l'étude d’éléments du squelette de rongeurs pouvant conduire à la bipédie.
Figure 1 : Représentation latérale du Squelette d'une espèce de gerboise bipède obligatoire Jaculus jaculus (A) et d'une espèce quadrupède Sicista betulina (B) dans un contexte de posture. Ces 2 espèces appartiennent à la famille des Dipodoidés.
Recent rapid advances in experimental biology have expanded the opportunity for interdisciplinary investigations of the evolution of form and function in non-traditional model species. However, historical divisions of philosophy and methodology between evolutionary/organismal biologists and developmental geneticists often preclude an effective merging of disciplines. In an effort to overcome these divisions, we take advantage of the extraordinary morphological diversity of the rodent superfamily Dipodoidea, including the bipedal jerboas, to experimentally study the developmental mechanisms and biomechanical performance of a remarkably divergent limb structure. Here, we place multiple limb character states in a locomotor and phylogenetic context. Whereas obligate bipedalism arose just once in the ancestor of extant jerboas, we find that digit loss, metatarsal fusion, between-limb proportions, and within-hindlimb proportions all evolved independently of one another. Digit loss occurred three times through at least two distinct developmental mechanisms, and elongation of the hindlimb relative to the forelimb is not simply due to growth mechanisms that change proportions within the hindlimb. Furthermore, we find strong evidence for punctuated evolution of allometric scaling of hindlimb elements during the radiation of Dipodoidea. Our work demonstrates the value of leveraging the evolutionary history of a clade to establish criteria for identifying the developmental genetic mechanisms of morphological diversification.
