Pourquoi les araignées ont-elles 8 pattes ?

Il semble qu’il n’y ait pas de nombre idéal de jambes. Les humains en ont deux, les chiens en ont quatre, les insectes en ont six et les mille-pattes peuvent avoir plus de 1 000. Alors, qu’est-ce qui a poussé les araignées à se contenter de huit pattes ?

« Je pense que la meilleure réponse et la réponse la plus simple est que les araignées ont huit pattes parce que leurs parents en avaient. » Thomas Hégna, professeur adjoint de paléontologie des invertébrés à l’Université d’État de New York à Fredonia, a déclaré à Live Science. « Mais ensuite, cela entre dans une sorte de régression, et quelque part tout cela devait commencer. »

Si nous suivons la succession des parents d’araignées à huit pattes jusqu’à environ il y a 500 millions d’années, au Cambrien moyen, nous arrivons à la racine de la lignée des chélicères, le groupe d’arthropodes qui contient les araignées. Si nous remontons encore plus loin, pour il y a 541 millions d’annéeson retrouve les lobopodes océaniques, les ancêtres de tous les arthropodes.

Le nom « lobopode » ne désigne pas une seule espèce mais plutôt une grande variété d’espèces aux corps assez simples. Fondamentalement, ils étaient des créatures ressemblant à des vers avec des corps segmentés. Chaque segment comportait des paires à peu près identiques de jambes courtes et trapues, et ce schéma se poursuivait sur toute la longueur de leur corps.

Au fur et à mesure que les lobopodes évoluaient, ils ont commencé à spécialiser leurs jambes et à fusionner des segments corporels. Les premiers chélicères semblent avoir fusionné leurs petits segments corporels en deux grands : la tête et l’abdomen. Les scientifiques ne savent pas pourquoi, mais la tête a gardé les jambes et l’abdomen les a perdues. Au moment où les araignées sont apparues il y a 315 millions d’annéesils ont hérité d’un plan corporel qui avait probablement déjà 150 millions d’années.

On ne sait pas quelles pressions environnementales, le cas échéant, ont poussé les chélicères à s’installer sur leur arrangement à huit pattes. Cependant, nous en savons beaucoup sur l’origine de leurs jambes – et c’est bizarre.

« Ces jambes font en fait partie de leur bouche », Nipam Patelbiologiste du développement et directeur du Laboratoire de biologie marine, affilié à l’Université de Chicago, a déclaré à Live Science.

Parce que les araignées, les insectes, les crustacés et les mille-pattes ont tous évolué à partir d’un ancêtre qui avait probablement un corps segmenté avec un ensemble d’appendices sur chaque segment, ces espèces ne sont que des riffs hautement modifiés sur ce plan de base. Selon Patel, tous les appendices des arthropodes – y compris les pattes, les antennes et même les mandibules (les mâchoires) – peuvent être attribués à un appendice lobopode trapu.

Prenez une crevette mante. Il nage avec un bouquet de petites pattes sur un abdomen segmenté. Sur le céphalothorax (une tête et un thorax fusionnés) se trouvent ses pattes qui marchent, puis près de sa bouche se trouvent de petits appendices qui non seulement composent ses mâchoires, mais aussi emportent de la nourriture dans sa bouche pour l’aider à manger.

Comparez cela à un insecte, dont l’abdomen n’a pas d’appendices. Mais il a six pattes sur son thorax, tandis que sa tête et sa bouche sont essentiellement configurées comme celles de la crevette mante.

Ensuite, il y a les araignées.

« Si vous regardez un embryon d’araignée, il ressemble exactement à un embryon d’insecte », a déclaré Patel. « Sauf qu’il ne fait pousser que les pattes sur sa tête. Mais au lieu de les utiliser comme pièces buccales, il les utilise pour marcher. »

La raison pour laquelle les araignées marchent avec des appendices sur leur visage remonte aux lobopodes et au plan corporel original du chélicère. Alors que les arthropodes modernes ont l’embarras du choix pour les appendices spécialisés, les lobopodes étaient des créatures ressemblant à des vers avec de nombreux ensembles d’appendices à peu près similaires.

« Au départ, toutes les jambes étaient les mêmes, » bruce bruyère, un associé de recherche au Laboratoire de biologie marine, a déclaré à Live Science. « Mais ensuite, les premiers appendices se sont différenciés pour être un appendice sensoriel, comme pour détecter et saisir de la nourriture. »

À partir de ce moment, les ancêtres chélicérés de l’araignée ont commencé à diverger des autres groupes. Chez les ancêtres des insectes et des crustacés, les appendices avant multitâches du lobopode ont perdu leur capacité de saisie et d’alimentation et sont devenus des structures sensorielles spécialisées appelées antennes. Mais pour les chélicères, ces mêmes appendices ont perdu leurs capacités sensorielles et sont devenus des crocs.

Pendant ce temps, la deuxième paire de pattes des chélicères a évolué en un ensemble d’appendices accrocheurs appelés pédipalpes; les quatre ensembles de jambes suivants sont restés dans leur rôle de jambes de marche, et tous les appendices après cela ont été perdus.

Eh bien, pas tous. « Les filières ont évolué à partir des pattes d’araignée », a déclaré Bruce. « Il y a fossiles vraiment cool dans l’ambre d’une espèce qui semble être un ancêtre des araignées et des scorpions, il a donc des traits intermédiaires entre les deux. Et sur ce fossile, il y a des pattes très claires qui pendent de l’abdomen. »