Famille : Ornithorhynchidae
Texte © Claudio Lanzoni
Traduction en français de Giusy Mazza
Le bec de l’ornithorynque anatinus est riche en terminaisons nerveuses © Giuseppe Mazza
Caractéristiques morphologiques, anatomi- ques et physiologiques
L’ornithorynque possède un corps plat, une fourrure épaisse et imperméable, sa couleur est marron foncé sur le dos , jaunâtre sur le ventre et sur tout le reste du corps, sauf le bec et les pattes. Sa fourrure recouvre aussi ses yeux et ses oreilles qui ne possèdent pas de pavillon auriculaire.
Sa queue est constituée principalement de tissu gras qu’il peut utiliser pour stocker ses réserves, qu’il exploite pendant l’hiver, ou en période de pénurie alimentaire. Cette queue mesure jusqu’à 10-15 cm et rappelle celle du castor, mais elle est différente par sa forme et l’ emploi qu’il en fait. En effet, la queue du castor, est plate et large, il l’utilise pour avancer dans l’eau, tandis que l’ornithorynque utilise ses pattes antérieures pour se propulser dans l’eau ; sa queue et ses pattes postérieures lui servent uniquement à changer de direction.
Ses pattes sont courtes, avec cinq doigts pourvus de longues griffes, (les pattes antérieures sont palmées). Sa démarche sur la terre ferme est reptilienne (ses pattes sont situées à côté de son corps).
Le mâle adulte est (en général) un tiers plus grand que les femelles (il mesure environ 50 cm de long et pèse 2 kg). Il présente sur chacune de ses pattes postérieures et plus précisément sur le talon un éperon corné long de 1,5 cm. Cet éperon est creux et communique par un canal à une glande à venin. Les jeunes femelles présentent une version rudimentaire de cette glande, qui disparait au cours de leur première année de vie ; tout comme l’échidné, qui possède des éperons rudimentaires et des glandes à venin (crurales) atrophiées.
Le bec, doté de deux narines, est plutôt flexible (semblable à celui d’un canard) souple, gommeux et très sensible au toucher. Cette caractéristique est dûe à la présence de nombreuses terminaisons nerveuses. L’animal utilise son bec pour rechercher sa nourriture et pour s’orienter sous l’eau. Il n’a pas de dents (pourtant présentes à la naissance) et broie sa nourriture grâce à des plaques coupantes situées à l’intérieur de sa bouche.
L’ ornithorynque possède un système sensoriel spécialisé destiné à détecter la présence de proies sous l’eau. Il est sensible à l’augmentation des champs électriques générée par l’activité métabolique de ses proies. C’est son bec qui est pourvu d’une série d’électro récepteurs localisés sur l’extrémité du bec tandis que les mécanorécepteurs sont uniformément distribués sur toute sa longueur. L’aire électro-sensorielle du cortex cérébral est située à l’intérieur de l’aire somato-sensorielle du toucher ; certaines cellules corticales reçoivent des signaux électro-récepteurs , suggérant une étroite association entre les sens tactile et électrique.
Les pattes antérieures, palmées, sont les mêmes pour les deux sexes © Giuseppe Mazza
Cela dit, pour la recherche de sa nourriture, l’ornithorynque utilise surtout son bec avec lequel il sonde le fond des cours d’eau. Il est possible qu’il emploie aussi ses électro-récepteurs pour différencier les objets “animés” des objets “inanimés”.
En tout cas, le système d’électrolocalisation de l’ornithorynque présente encore beaucoup d’interrogations et demande des recherche plus approfondies. En comparaison avec les autres mammifères il possède un métabolisme plutôt bas et sa température corporelle est inférieure à celle des autres mammifères (32 °C).
Ecologie et comportement
Les ornithorynques sont des animaux nocturnes semi-aquatiques, habiles nageurs, qui vivent dans les rivières, lacs et torrents de la quasi totalité de l’Australie et de la Tasmanie, toutefois ils sont plus communs au Sud-est du continent australien , là où sont moins fréquents les débordements des rivières (qui endommagent leurs nids ou provoquent leur destruction) et plus rare la présence de crocodiles (pour lesquels ils sont des proies faciles.)
Il s’agit d’animaux plutôt solitaires, possédant un territoire bien délimité où ils vivent et se nourrissent. Il peut toutefois partager son territoire avec un autre ornithorynques sans qu’il y ait de lutte pour en avoir le contrôle exclusif. Il construit deux types différents de tanières : une pour y vivre et une pour y faire son nid. Les premières sont utilisées également par les mâles et les femelles pour y manger et dormir, les deuxièmes (tanière-nid,) plus solides, sont utilisées uniquement par les mères pour élever leurs petits.
Les tanières- nids qui peuvent mesurer jusqu’à 7 mètres de haut et 18 mètres de long sont équipées d’ouvertures soit sous l’eau soit en surface. Pendant la saison des amours la femelle ferme l’entrée de la tanière chaque fois qu’elle y entre ou qu’elle en sort ! Après la naissance les petits restent dans le nid pendant trois mois . Les tanières-nids ont un orifice à la surface qui sert à faire entrer l’oxygène comme à protéger les petits en cas respirer en cas de pluies.
Les pattes postérieures du mâle ont en plus un éperon venimeux © Giuseppe Mazza
Nutrition
L’ornithorynque sort la nuit à la recherche de sa nourriture.
Il est carnivore et mange des invertébrés (crustacés, lombrics, insectes), œufs de poissons, amphibiens et petits vertébrés (poissons, grenouilles et têtards).
Il se nourrit davantage en été qu’en hiver pour accumuler des réserves dans sa queue, sous forme de gras.
C’est en plongeant au fond des rivières, qu’il va chercher sa nourriture en se servant de sa tête et de son bec pour remuer la boue.
Les immersions durent 40 secondes : pour localiser ses proies pour localiser ses proies l’ornithorynque utilise alors sa capacité à percevoir les variations du champs électrique (grâce aux terminaisons nerveuses de son bec, déjà mentionnées plus haut). Une fois la proie capturée, elle va aller dans une poche située derrière le bec.
L’ornithorynque regagne alors la surface et la nourriture repasse dans la bouche, où elle est hâchée par des plaques coupantes situées dans la mâchoire et dans la mandibule. A côté de la mâchoire se trouvent des pointes dentelées qui lui servent à se débarrasser des débris (coquilles, boue, etc.).
Reproduction
La maturité sexuelle est atteinte autour de la deuxième année de vie. Avant cette maturité les mâles ne produisent pas de sperme mais les femelles produisent occasionnellement des œufs. La saison des amours est comprise entre le mois de juillet et le mois août. La parade amoureuse débute dans l’eau. En général la femelle prend l’initiative, les deux ornithorynques nagent côte à côte, très rapprochés et l’accouplement a lieu dans l’eau. . La période de gestation dure environ 2-3 semaines. La femelle n’accouche pas de petits vivants, mais pond ses œufs dans un nid. En général, elle pond deux œufs . Elle s’occupe de la couvée pendant dix jours environ dans un endroit situé tout au fond de la tanière-nid.
Les petits sont dépourvu de poils et mesurent à la naissance 18 mm environ ; ils ne sortent pas de la tanière et sont nourris avec du lait maternel pendant 3 – 4 mois. Même sortis du nid, ils continuent à se nourrir du lait maternel jusqu’au jour où ils sont capables de se nourrir seuls. La femelle produit une sorte de lait sans lactose.
Ce lait est donné aux petits à travers deux ouvertures, semblables à des mamelons, situées sur l’abdomen et entourées de poils. Les nouveau-nés, exerçant une pression sur cette zone , provoquent la sortie du lait qui coule le long du poil ,vite léché par les petits.
Comme l’indique ce tableau du Healesville Sanctuary l’éperon est relié à une glande à venin
On constate également que l’analyse génétique de l’ornithorynque montre une mosaïque de caractéristiques bien plus complexe qu’on ne pourrait l’imaginer (Grützner et al., 2003) .
Cette espèce se serait séparée de l’ancêtre commun qu’elle a avec l’espèce humaine il y a environ 170 millions d’années. Récemment on a découvert qu’il possède 10 chromosomes sexuels (10 X pour les femelles et 5X et 5Y pour les mâles) (Waster et al., 2005).
Les biologistes ont recherché dans le génome de l’ Ornithorhynchus des séquences de DNA appartenant uniquement aux Monotrèmes , ainsi que des séquences présentes chez d’autres Vertébrés : découvrant ainsi que ces séquences génétiques sont plus semblables à celles qu’on retrouve chez les oiseaux, qu’à celles d’autres mammifères !
Le chromosome DMRT 1, par exemple, attire depuis longtemps l’attention des généticiens car il établit le sexe des oiseaux (système WZ) on le retrouve presque à l’identique dans l’ornithorynque (Veyrunes et al, 2008).
Ce qui pourrait autoriser l’hypothèse selon laquelle l’apparition des sexes n’aurait pas eu lieu séparément chez les oiseaux et les mammifères, mais qu’ils auraient en commun une partie de ce parcours .
L’appareil venimeux de l’Ornithorynque : Structure et fonction
Seuls les mâles possèdent un appareil venimeux !. Il est constitué d’une paire d’éperons creux et mobiles : un sur chacune de ses pattes postérieures et situé au niveau du talon. Chaque éperon est entouré d’une musculature et il est attaché, par sa base, à une articulation qui lui permet de se dresser lorsque c’est nécessaire. A la base de l’éperon se trouve un réservoir duquel débouche un fin canal qui le parcourt. Le canal central de l’éperon d’un ornithorynque mâle adulte a un diamètre d’environ 0,2 mm (Wittington et al., 2009).
De larges conduits traversent les biceps et connectent les réservoirs aux glandes de venin alvéolaires, en forme de rein). Quand le mâle attaque un rival, il dresse ses éperons et les plante dans les chairs de la victime ; le venin est alors innoculé par injections multiples : à chaque attaque, il peut y avoir jusqu’à 4 ml de venin innoculé (Wittington et al., 2009). Dans le passé, nombreuses ont été les hypothèses concernant la fonction de l’éperon et des sécrétions des glandes crurales.
Sa démarche sur la terre ferme est gauche et reptilienne © Giuseppe Mazza
Il peu employer ses éperons pour sa défense : éloigner les prédateurs potentiels (comme les crocodiles, les rats, les diables de Tasmanie, etc..), mais pendant la saison des amours, ils représentent aussi un excellent système de défense pour se mesurer aux autres mâles , de la même espèce. L’hypothèse formulée par Martin et Tidswell (1895), était que, étant présents seulement chez des individus de sexe masculin, l’éperon et les glandes de venin devaient être liés à la sélection sexuelle des individus.
Le fait que l’ornithorynque a très peu d’ennemis naturels est bien la démonstration qu’il existe une relation étroite entre l’activité sécrétoire des glandes crurales et la reproduction ; Pendant la saison des amours, en effet, la taille de la glande de poison augmente, ainsi que la quantité de poison et les dimensions des testicules (Temple-Smith, 1973 ; Grant et Temple-Smith 198 ; Torres e Kuchel, 2000) : cela renforcerait l’idée que le système crural aurait évolué pour avoir une fonction reproductive.
L’utilisation du venin par les rivaux donnerait un avantage aux mâles dominants, provoquant douleur et paralysie, ce qui leur permettrait de s’accoupler en toute tranquillité sans avoir besoin de se battre. L’empoisonnement d’un ornithorynque par un autre mâle ne se révèle presque jamais mortel. Les manifestations cliniques de l’empoisonnement d’ornithorynque ont été très peu décrites.
Les premiers cas décrits d’empoisonnement sur le genre humain remontent à la fin du 19ème siècle (Martin et Tidswell, 1895), mais la description du premier cas clinique ne date que de 1992 (Fenner et Al.1992). Dans cette étude, les principaux symptômes de l’empoisonnement qui ont été rapportés sont un œdème et une douleur immédiate très aigüe, qu’on ne pouvait calmer même avec de la morphine et qui persistait plusieurs mois (Fenner et Al.,1992). De tests hématologiques de laboratoire ont révélé une augmentation de la vitesse de sédimentation, indiquant une probable coagulopathie, mais ne semblaient pas mettre en évidence de neurotoxicité, de myotoxicité ou d’effets nécrosants. On n’a jamais signalé de cas mortels chez l’homme. Des symptômes semblables (douleurs et œdème) ont aussi été décrits ensuite par différents auteurs(Tonkin et Negrine, 1994).
Dans l’eau il est extrêmement agile et perçoit les champs électriques générés par ses proies © G. Mazza
La connaissance des substances qui composent le poison de l’ornithorynque est encore à évaluer. Peu de recherches ont été conduites jusqu’à présent dans ce secteur. Et des recherches complémentaires se révèlent difficiles à mener à cause des problèmes que l’on rencontre pour trouver le venin et des échantillons tissulaires.
Le venin de l’ornithorynque est une substance plutôt complexe. La nature insolite des symptômes d’empoisonnements font penser à un mélange complexe de plusieurs peptides et protéines : certaines d’entre elles sont encore méconnues de Plater et Al., 1995 ; Whittington et Belov, 2007).
Les premières expérimentations conduites sur la sécrétion des glandes crurales ont démontré que le venin provoquait, chez les lapins, par injection sous cutanée, un important œdème et une rapide diminution de la pression artérielle (P.A.), des difficultés respiratoires et la mort, s’il était injecté par voie intraveineuse. Dans les années 90, de nouvelles techniques de caractérisation des protéines a permis d’identifier avec précision certains éléments de ce venin. Des études ont démontré l’effet du venin sur la masse musculaire lisse, ce qui pourrait faire penser à la présence, à l’intérieur, d’un peptide natriuretique (de Plater et Al., 1995 1998 a,b). Le peptide natriuretique est une famille de peptides qui se sont extrêmement bien conservés dans différentes espèces et semblent contrôler la pression artérielle.
Récemment on a découvert que le venin de l’ornithorynque est composé d’au moins 19 différentes fractions peptidiques différentes (Whittington et Belov, 2007) mélangées à des éléments non protéiques (il s’agit probablement de prostaglandines). Actuellement seuls trois peptides ont été identifiés et séquencés, même si leurs fonctions exactes sont encore méconnues. Ce sont : les peptides natriuretiques de type C (CNPs) ; les peptides défensifs- semblables (DLPs) ; nerve growth factor (NGFs).
Synonymes: Ornithorhynchus brevirostris Ogilby, 1832; Ornithorhynchus crispus MacGillivray, 1827; Ornithorhynchus fuscus Péron, 1807; Ornithorhynchus laevis MacGillivray, 1827; Ornithorhynchus novaehollandiae Lacépède, 1800;
Ornithorhynchus paradoxus Blumenbach, 1800; Ornithorhynchus phoxinus Thomas, 1923; Ornithorhynchus rufus Péron, 1807; Ornithorhynchus triton Thomas, 1923.