Comment un Éléphant d’Afrique se réunit

Avant que mon amour des dinosaures ne commence, j’adorais les éléphants. Mon enfant de quatre ans a passé des heures sur le canapé à regarder des documentaires sur les éléphants, un casque de moelle solidement fixé à ma tête et mon fidèle compagnon Koba à mes côtés. (Un éléphant noir en peluche plus gros que moi, Koba était rempli d’une farce bon marché à laquelle j’étais allergique. J’ai eu une bronchite chronique pendant des années avant que quiconque ne comprenne la connexion et Koba a brusquement disparu de ma chambre.) Et quand je ne les regardais pas sur le plateau, j’imaginais des éléphants errer dans les confins peu végétalisés de la cour de banlieue de ma famille. J’étais le berger de mes accusations fictives d’éléphantine, et, innocent du fait que les éléphants à la télévision fuyaient les coups de feu des chasseurs, j’ai guidé mon troupeau imaginaire d’un endroit à l’autre en tirant sur mon « elephant mover » plus humain. »

J’ai toujours un penchant pour les éléphants. Les proboscidéens sont des résultats merveilleusement étranges adaptés par des millions d’années d’évolution – d’immenses cuves de fermentation ambulantes avec des museaux préhensiles, un grand degré d’intelligence et une vie émotionnelle intense. Si j’essayais d’expliquer ce qu’est un éléphant à quelqu’un qui n’en avait jamais vu ou entendu parler auparavant, je ne pouvais pas leur en vouloir s’ils pensaient que j’avais pris un peu trop de tire de la bouteille. Les éléphants sont des créatures vraiment fantastiques, d’autant plus merveilleuses qu’il y a encore beaucoup à leur sujet que nous ne savons pas. La façon dont un petit fœtus d’éléphant se développe pour devenir le plus grand mammifère terrestre du monde est une parcelle de ce territoire encore mystérieux.

Plus tôt cette semaine, j’ai écrit un court article pour Nature News à propos d’une étude qui estimait à environ 24 millions de générations le temps minimum nécessaire à un mammifère de la taille d’une souris pour évoluer vers la taille d’un éléphant. Il y a de bonnes raisons pour que l’inflation des mammifères prenne si longtemps. Vivre grand nécessite une série de modifications structurelles, telles que des jambes robustes pour soutenir un corps plus volumineux, au cours de nombreuses générations. Pourtant, aussi magnifiques que puissent être ces transformations évolutives, la croissance précoce des éléphants modernes est tout aussi spectaculaire. Chaque éléphant qui a jamais vécu a commencé comme une seule cellule. Sur 640 jours ou plus, un fœtus d’éléphant d’Afrique en développement passe d’une tache microscopique à un nouveau-né de 200 livres, et si ce bébé a de la chance, il pèsera plus de 3 tonnes et se tiendra à plus de neuf pieds de haut à l’épaule à l’âge adulte.

Mais, jusqu’à présent, personne ne savait comment les squelettes de ces petits éléphants se développaient dans l’utérus. Différents aspects de la reproduction des éléphants ont déjà été décrits, mais la série de changements anatomiques subis par les fœtus d’éléphants n’a pas reçu beaucoup d’attention. Dans un article de la Royal Society B publié cette semaine, le zoologiste Lionel Hautier et ses coauteurs de l’Université de Cambridge décrivent enfin comment les squelettes des éléphants fœtaux grandissent.

L’objectif de l’étude était de discerner le moment de l’ossification chez les bébés éléphants d’Afrique – lorsque le cartilage qui constitue leur squelette en développement est remplacé par un os. Hautier et ses collègues ont étudié et passé des tomodensitogrammes de 17 éléphants africains à naître dont la taille variait d’un peu plus d’un pouce à près d’un pied de long. Les changements dramatiques chez les éléphants à naître sont faciles à voir. Dans un petit spécimen de 99 jours, seules des parties des mâchoires, du haut du bras et du haut des jambes sont ossifiées, mais à 118 jours, une plus grande partie du crâne, de nombreuses côtes et des parties supplémentaires des membres se sont transformées en os. Deux mois plus tard, environ 176 jours, le squelette est bien développé et les principales zones de cartilage restantes se trouvent autour des différentes articulations des membres.

Dans les détails, cependant, les éléphants d’Afrique se développent de manière subtilement différente de beaucoup d’autres mammifères placentaires. En ce qui concerne le crâne, les éléphants d’Afrique sont comme les autres mammifères en développant d’abord leurs mâchoires, mais diffèrent par le fait que certains éléments du crâne – le périodique (un élément entourant l’ouverture de l’oreille) et le basioccopital (un élément qui borde le trou à la base du crâne) – se transforment en os relativement tardivement. Et, dans le reste du squelette, les éléphants d’Afrique se distinguent des autres placentaires par le fait que certaines parties des hanches, du haut des bras et des vertèbres du tronc s’ossifient tôt tandis que les vertèbres du cou et les doigts s’ossifient tardivement.

Au moment où l’éléphant fœtal est à environ un tiers de la période de gestation, quatre-vingt-dix pour cent des éléments squelettiques ont au moins commencé à se transformer en os. Cette ossification précoce et rapide contraste fortement avec le modèle de développement observé chez certains autres mammifères. Hautier et ses co-auteurs soulignent que les souris, les hamsters et autres rongeurs n’atteignent le même degré d’ossification que pendant la dernière partie de la période de gestation, près de la naissance, bien que cela puisse être une particularité des rongeurs. Cette incertitude est due au fait que seuls quelques mammifères placentaires ont été suffisamment étudiés pour savoir comment leurs squelettes se développent dans l’utérus. En général, cependant, la nouvelle étude semble soutenir l’idée que les mammifères placentaires ayant de longues périodes de gestation ont des jeunes dont le squelette commence à s’ossifier relativement tôt.

La nature précociale des bébés éléphants peut sembler être une bonne raison pour un développement aussi rapide. Un éléphant nouveau–né doit marcher rapidement et suivre le troupeau – il touche pratiquement le sol. Un squelette robuste et bien développé est une nécessité. Mais Hautier et ses collègues soulignent que les squelettes de notre espèce commencent à s’ossifier à peu près au même moment de la gestation que les éléphants fœtaux, malgré le fait que nous naissons impuissants et que nous avons besoin d’un long laps de temps avant de pouvoir même commencer à nous déplacer. Les bébés éléphants ont certainement besoin d’un squelette bien développé pour suivre leurs mères, mais le début précoce de l’ossification n’est peut-être pas lié à leur vie précociale. Maintenant que nous avons une compréhension de base de la façon dont les petits éléphants commencent à grandir, nous pouvons peut-être commencer à aborder certaines de ces énigmes restantes.