Biologists have debated the origin of snakes since the nineteenth century. One hypothesis suggests that snakes are most closely related to terrestrial lizards, and reduced their limbs on land. An alternative hypothesis proposes that snakes are most closely related to Cretaceous marine lizards, such as mosasaurs, and reduced their limbs in water. A presumed close relationship between living monitor lizards, believed to be close relatives of the extinct mosasaurs, and snakes has bolstered the marine origin hypothesis. Here, we show that DNA sequence evidence does not support a close relationship between snakes and monitor lizards, and thus supports a terrestrial origin of snakes.
Titre de l'article
Évidence moléculaire de l'origine terrestre des serpents
Évidence moléculaire de l'origine terrestre des serpents
Introduction à l'article
Depuis le 19ième siècle, l'origine des serpents fait débat au sein des scientifiques. Deux hypothèses s'opposent : une origine terrestre, plus particulièrement fouisseuse, et une marine. Pour la première, les preuves viendraient entre autres de la morphologie de l'oeil (Walls, 1942). Pour la seconde hypothèse, les serpents seraient rattachés au Varanoidea, incluant donc les mosasaures, anciens reptiles marins et la découverte de serpents dits de "transition" qui étaient marins (Caldwell et Lee, 1997) appuie l'hypothèse d'une origine aquatique. Les positions des différents groupes associées à leur écologie semblent alors nécessaires pour déduire l'écologie ancestrale des premiers serpents. Les auteurs ont donc effectué une analyse de certaines zones de l'ADN de squamates actuels pour tenter de résoudre la relation des familles au sein de squamates et répondre à la question de l'origine des serpents.
Depuis le 19ième siècle, l'origine des serpents fait débat au sein des scientifiques. Deux hypothèses s'opposent : une origine terrestre, plus particulièrement fouisseuse, et une marine. Pour la première, les preuves viendraient entre autres de la morphologie de l'oeil (Walls, 1942). Pour la seconde hypothèse, les serpents seraient rattachés au Varanoidea, incluant donc les mosasaures, anciens reptiles marins et la découverte de serpents dits de "transition" qui étaient marins (Caldwell et Lee, 1997) appuie l'hypothèse d'une origine aquatique. Les positions des différents groupes associées à leur écologie semblent alors nécessaires pour déduire l'écologie ancestrale des premiers serpents. Les auteurs ont donc effectué une analyse de certaines zones de l'ADN de squamates actuels pour tenter de résoudre la relation des familles au sein de squamates et répondre à la question de l'origine des serpents.
Expériences de l'article
Des séquences de 2 protéines (provenant de gènes nucléaires) ont été récupérées de 19 familles vivantes de lézards et amphisbènes (sous-ordre de squamates) ainsi que 17 des 25 familles de serpents. Au total, 64 espèces différentes ont pu être séquencées. Les gènes sont : "recombination-activating gene 1 (RAG1)" qui a été bien étudié pour comprendre la relation au sein des vertébrés mais jamais encore pour les squamates, le deuxième étant "oocyte maturation factor (Cmos)", bien connu pour l'étude phylogénétique des squamates. Pour analyser les relations, des arbres phylogénétiques ont été construits à l'aide de plusieurs techniques : le maximum de vraisemblance, l'inférence bayésienne, l'évolution minimum et le maximum de parcimonie. Enfin, un "boostsrap" (répétition) a été effectué pour construire un arbre général permettant de voir si les différents arbres construits donnaient plus ou moins les mêmes relations entre les squamates étudiés.
Des séquences de 2 protéines (provenant de gènes nucléaires) ont été récupérées de 19 familles vivantes de lézards et amphisbènes (sous-ordre de squamates) ainsi que 17 des 25 familles de serpents. Au total, 64 espèces différentes ont pu être séquencées. Les gènes sont : "recombination-activating gene 1 (RAG1)" qui a été bien étudié pour comprendre la relation au sein des vertébrés mais jamais encore pour les squamates, le deuxième étant "oocyte maturation factor (Cmos)", bien connu pour l'étude phylogénétique des squamates. Pour analyser les relations, des arbres phylogénétiques ont été construits à l'aide de plusieurs techniques : le maximum de vraisemblance, l'inférence bayésienne, l'évolution minimum et le maximum de parcimonie. Enfin, un "boostsrap" (répétition) a été effectué pour construire un arbre général permettant de voir si les différents arbres construits donnaient plus ou moins les mêmes relations entre les squamates étudiés.
Résultats de l'article
Les résultats de cette étude sont donc présentés sous la forme d'un arbre phylogénétique (Figure). Les points à noter sont : une monophylie des serpents mais également une exclusion de ces derniers des Varanoidea. Les auteurs concluent, par la distance entre les varans et les serpents, que ces derniers ont donc une origine terrestre et non marine, les mosasaures (anciens reptiles marins) étant reliés aux varans.
Les résultats de cette étude sont donc présentés sous la forme d'un arbre phylogénétique (Figure). Les points à noter sont : une monophylie des serpents mais également une exclusion de ces derniers des Varanoidea. Les auteurs concluent, par la distance entre les varans et les serpents, que ces derniers ont donc une origine terrestre et non marine, les mosasaures (anciens reptiles marins) étant reliés aux varans.
Rigueur de l'article
Malgré le nombre important d'espèces étudiées, les analyses ont été faites sur uniquement 2 gènes nucléaires. Or, chaque gène peut évoluer à une vitesse différente et donc, il peut ne pas donner toutes les informations sur l'évolution des relations. De plus, une famille était parfois résumée par une seule espèce ce qui amène une faiblesse en sachant toute la diversité présente.
Malgré le nombre important d'espèces étudiées, les analyses ont été faites sur uniquement 2 gènes nucléaires. Or, chaque gène peut évoluer à une vitesse différente et donc, il peut ne pas donner toutes les informations sur l'évolution des relations. De plus, une famille était parfois résumée par une seule espèce ce qui amène une faiblesse en sachant toute la diversité présente.
Ce que cet article apporte au débat
Dans une problématique de recherche de l'origine écologique des premiers serpents, pour cette étude, les auteurs concluent que la construction d'un arbre phylogénétique à l'aide de 2 séquences d'ADN leur permettent de montrer une preuve de l'origine terrestre des serpents.
Dans une problématique de recherche de l'origine écologique des premiers serpents, pour cette étude, les auteurs concluent que la construction d'un arbre phylogénétique à l'aide de 2 séquences d'ADN leur permettent de montrer une preuve de l'origine terrestre des serpents.
Figure
Figure : Relations phylogénétiques entre les serpents, lézards et les amphisbènes suivant les séquences d'ADN des gènes nucléaires RAG1 et Cmos.
Figure : Relations phylogénétiques entre les serpents, lézards et les amphisbènes suivant les séquences d'ADN des gènes nucléaires RAG1 et Cmos.
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