Ornithorynque

L'ornithorynque (Ornithorhynchus anatinus) est parmi les animaux biologiquement les plus extraordinaires vivant sur Terre — un mammifère si apparemment paradoxal dans sa combinaison de caractéristiques que lorsque le premier spécimen séché fut envoyé d'Australie en Angleterre en 1799, le naturaliste George Shaw soupçonnait une supercherie de taxidermiste et passa un temps considérable à sonder le bec avec des ciseaux à la recherche de points de couture. L'ornithorynque est l'une des cinq espèces vivantes de monotrèmes — les mammifères ovipares — et, avec les quatre espèces d'échidnés, représente la lignée de mammifères survivante la plus ancienne, descendant d'un ancêtre commun avec les mammifères placentaires et marsupiaux il y a plus de 166 millions d'années. Carnivore semi-aquatique originaire de l'est de l'Australie et de la Tasmanie, l'ornithorynque combine le bec et les pattes palmées d'un canard, la queue plate d'un castor, la fourrure dense et imperméable d'une loutre, et un système reproducteur ovipare — des caractéristiques reflétant son origine en tant que lignée mammifère ancienne et généralisée plutôt que toute relation évolutive réelle avec ces autres animaux. Les mâles possèdent un éperon creux en kératine sur chaque patte arrière connecté à une glande à venin — faisant de l'ornithorynque l'un des très rares mammifères venimeux. Plus remarquablement encore, l'ornithorynque chasse entièrement par électroréception — localisant les proies dans l'eau boueuse avec les yeux, les oreilles et les narines fermés hermétiquement en détectant les minuscules champs électriques générés par les contractions musculaires de ses proies, grâce à environ 40 000 électrorécepteurs et 60 000 mécanorerécepteurs intégrés dans son bec en caoutchouc. L'ornithorynque est classé Quasi menacé et en déclin, principalement en raison de la destruction de l'habitat, de l'intensification des sécheresses liées au changement climatique, et de la prédation par les renards et les chats introduits.

Le plan corporel de l'ornithorynque est un amalgame de caractéristiques dérivant de sa lignée évolutive ancienne plutôt que de toute convergence structurelle avec les animaux qu'il ressemble superficiellement. Le bec est large, plat et en caoutchouc — structurellement très différent du bec d'un oiseau, dépourvu du revêtement en kératine et composé à la place d'une peau sensible étirée sur du cartilage et densément garnie d'électrorécepteurs. Les narines sont situées sur la surface dorsale près de la pointe du bec. Le corps est profilé et en forme de torpille, couvert d'une fourrure brune foncée dense et imperméable constituée d'une couche externe grossière de garde et d'un sous-poil fin et dense piégeant l'air et isolant le corps pendant les plongées dans l'eau froide. La queue est large et plate, couverte de fourrure plutôt que d'écailles, et sert d'organe de stockage des graisses ainsi que de gouvernail lors de la nage. Les pattes sont courtes et positionnées latéralement. Les pieds sont palmés : les pattes avant ont une grande palmure interdigitale qui s'étend au-delà des griffes et se replie contre le pied sur terre pour permettre l'utilisation des griffes ; les pattes arrière ont une palmure plus petite et des griffes plus proéminentes utilisées pour le toilettage. Les mâles possèdent un éperon proéminent sur chaque patte arrière connecté via un conduit à une glande à venin dans la cuisse — l'éperon est utilisé comme arme pendant la compétition entre mâles.

Les ornithorynques sont des animaux solitaires et semi-aquatiques, actifs principalement à l'aube, au crépuscule et pendant la nuit, passant la plupart des heures diurnes au repos dans des terriers creusés dans les berges de ruisseaux. Ce sont de forts nageurs manœuvrables, utilisant des coups alternés des pattes avant (qui portent la grande palmure en forme de rame) pour la propulsion tandis que les pattes arrière et la queue agissent comme des gouvernails — un style de nage unique parmi les mammifères. Les plongées durent typiquement 30 à 140 secondes, pendant lesquelles l'ornithorynque cherche à manger le long du fond en pressant son bec dans les sédiments et en le balayant de gauche à droite, détectant les proies enfouies par électroréception et mécanoréception. Une plongée réussie produit typiquement plusieurs proies, stockées dans des poches jugales flanquant le bec et consommées en surface entre les plongées. Les ornithorynques manquent de vraies dents ; les adultes ont des tampons de broyage en kératine qui remplacent les dents présentes chez les jeunes, utilisés pour traiter les proies dures comme les crustacés d'eau douce. Les ornithorynques sont l'un des rares mammifères venimeux : le venin mâle est produit par les glandes crurales dans la cuisse et délivré via des éperons creux sur les pattes arrière. Le venin n'est pas mortel pour les humains mais cause une douleur immédiate et atroce et des lésions tissulaires, avec un gonflement pouvant se répandre sur tout le membre et une douleur pouvant persister des mois.

L'ornithorynque est un prédateur spécialiste des macroinvertébrés benthiques, se nourrissant exclusivement sous l'eau avec les yeux, les oreilles et les narines fermés hermétiquement et s'appuyant entièrement sur ses remarquables systèmes sensoriels basés sur le bec pour détecter les proies. Le bec large et en caoutchouc est parsemé d'environ 40 000 électrorécepteurs et 60 000 mécanorerécepteurs disposés en bandes rostrales permettant à l'ornithorynque de trianguler la position des proies à partir des faibles champs bioélectriques générés par les contractions musculaires, même en l'absence totale de lumière ou de signaux de mouvement de l'eau. Dans les cours d'eau de l'est de l'Australie qu'il habite, les proies principales sont les larves d'insectes aquatiques — en particulier les nymphes d'éphémères, les larves de trichoptères et les larves de chironomes — ainsi que les crevettes d'eau douce, les écrevisses (yabbies), les vers aquatiques et occasionnellement de petits poissons, des grenouilles ou des œufs de poissons. Les adultes manquent de dents ; ils possèdent à la place des tampons de kératine durcie dans les mâchoires supérieures et inférieures fonctionnant comme des surfaces de broyage pour écraser les exosquelettes d'invertébrés et les coquilles. Les aliments collectés pendant une plongée sont temporairement stockés dans des poches jugales flanquant le bec et traités en surface entre les plongées. Un ornithorynque en quête de nourriture effectue de nombreuses courtes plongées de 20 à 40 secondes, utilisant ses pattes avant pour retourner les galets et les débris le long du fond du ruisseau. L'apport alimentaire quotidien d'un ornithorynque est remarquable par rapport à la taille corporelle : les adultes consomment environ 20 à 30 % de leur poids corporel chaque jour.

La reproduction de l'ornithorynque est l'une des plus inhabituelles chez les mammifères. Ce sont l'un des cinq seuls monotrèmes vivants — mammifères qui pondent des œufs plutôt que de donner naissance à des petits vivants. L'accouplement a lieu dans l'eau de juillet à octobre. La femelle creuse un long terrier de nidification — jusqu'à 20 mètres de longueur dans certains cas — dans une berge de ruisseau au-dessus du niveau des crues, le bouchant avec de multiples bouchons de terre en guise de défense contre les prédateurs et les inondations. Après une période de gestation d'environ 28 jours, la femelle pond un à trois petits œufs en cuir (1,1 à 1,3 centimètre) avec une surface collante qui les adhère à son corps, incubés en se recroquevillant autour d'eux dans le terrier pendant 10 à 11 jours. Les jeunes (appelés puggles) émergent minuscules (environ 1,5 centimètre de longueur) et peu développés — aveugles, sans poils. La femelle n'a pas de mamelons ; elle sécrète du lait à travers des zones de peau spécialisée sur son ventre, et les puggles lèchent le lait de ces zones. Ils se développent rapidement dans le terrier, développant une fourrure à 11 semaines et ouvrant les yeux à environ 11 semaines. Ils émergent du terrier à environ 4 mois et sont entièrement indépendants peu après. Les femelles atteignent la maturité sexuelle à 2 à 3 ans.

L'ornithorynque a servi de symbole emblématique de la faune unique de l'Australie depuis plus de deux siècles, apparaissant sur la pièce australienne de 20 cents et servant de mascotte pour les Jeux olympiques de Sydney 2000. Son histoire scientifique est l'une des plus colorées de la zoologie : quand le premier spécimen atteignit Londres en 1799, l'éminent naturaliste George Shaw l'examina célèbrement avec des ciseaux, cherchant des preuves de fraude de taxidermiste — la combinaison de fourrure mammifère, de bec de canard, de pieds palmés et (comme découvert plus tard) de reproduction ovipare semblait trop improbable pour être réelle. La découverte du venin chez les mâles ajoutait encore une autre couche d'improbabilité. Le débat sur la classification de l'ornithorynque — mammifère, reptile ou autre chose — occupa les naturalistes européens pendant des décennies. La confirmation que l'ornithorynque pond bien des œufs, réalisée par William Caldwell en 1884, provoqua la célèbre dépêche à l'Association britannique pour l'avancement des sciences à Montréal (« Monotrèmes ovipares, ovule méroblastique ») qui causa une sensation. Aujourd'hui, l'ornithorynque est un organisme modèle pour la biologie évolutive, la biologie moléculaire et les neurosciences : son génome, entièrement séquencé en 2008, contient des gènes de mammifères, d'oiseaux et de reptiles reflétant sa position évolutive ancienne. Son système d'électroréception a inspiré des recherches biomédicales sur les organes électrosensoriels ; son venin a été étudié pour des composés bioactifs nouveaux ; et son système reproducteur inhabituel continue de révéler des informations sur l'évolution de la reproduction mammifère. En Australie, les baisses des populations d'ornithorynques documentées de façon particulièrement frappante pendant la sécheresse et les incendies de 2019-2020 ont engendré une préoccupation publique et politique significative.