Sacrées formes que celles des oeufs !

De bonnes fêtes de Pâques à tous… Alors j’espère que la chasse à l’œuf a été fructueuse pour ceux qui se sont lancés dans cette aventure tumultueuse, parce que les œufs ça roule… Enfin, tout dépend de la forme, parce que dans la Nature, il en existe toute une variété. Et si on y regardait d’un peu plus près ?

Alors, nous ne parlerons ici que des œufs d’oiseaux. Vous avez sûrement en tête, comme beaucoup d’entre nous, cette forme ovale et non symétrique qui caractérise la plupart des œufs qu’on trouve dans le commerce : mais ceci n’est pas un échantillon représentatif de l’ensemble des formes existant dans la nature.
C’est clair que les œufs de certaines espèces d’oiseaux sont bel et bien ronds tandis que d’autres sont vraiment très allongés et très asymétriques.
En réalité, les œufs d’oiseaux présentent une diversité incroyable de formes, selon l’espèce dont ils proviennent.

En conséquence, plusieurs questions se posent.
Est-ce que cela a un lien avec la façon dont les oiseaux font leur nid ? Est-ce que l’évolution a joué un rôle dans l’affaire et a conduit à un changement de forme au cours du temps ?

Pour comprendre ce mystère, les scientifiques d’une étude récente (datant de 2017) ont observé des photos de presque 50 000 œufs répertoriés à travers le monde depuis une centaine d’années, ont pris des mesures caractéristiques de leur forme et regardé à quelles espèces et quelles familles d’oiseaux ils appartenaient. Plus de 1400 espèces ont été passées en revue (on en connaît environ 10 000).
C’est en balayant toutes ces données et en prenant des mesures très précises, qu’ils se sont aperçus de la grande diversité de formes : ainsi, il existe des œufs tout ronds pour certaines espèces de chouettes (par exemple la Chouette épervière) et des œufs très allongés pour d’autres tels que ceux du Guillemot de Troïl, un oiseau marin, qui niche au bord des falaises… Entre ces extrêmes, on a toute la gamme de formes intermédiaires.

Le Guillemot de Troïl pond un seul œuf directement à même le sol en bord de falaise : sa forme très allongée évite qu’il ne tombe lorsqu’il est bousculé (il ne roule pas). La Chouette épervière pond entre 7 et 13 œufs assez ronds.

Les études consacrées à la compréhension de la morphogenèse des œufs indiquent que c’est la membrane interne de l’œuf qui lui donne sa forme et non sa coquille comme on pourrait le penser. En effet, lorsque la coquille est dissoute (par du vinaigre par exemple), on observe bien que la forme est gardée.

Oeuf sans coquille. La membrane est un réseau de fibres de collagène plus ou moins denses.

En fait, si l’œuf a cette forme allongée, ovale et non symétrique (puisque les deux pôles ne sont pas identiques), c’est lié aux caractéristiques de la membrane qui n’est pas homogène : selon l’endroit où on regarde, elle est plus ou moins épaisse et possède une densité, et une orientation de fibres de collagène différente.  Quels sont les facteurs qui peuvent jouer un rôle dans l’affaire ?
L’étude de 2017 va finalement apporter un éclairage assez convaincant à cette question.

Les hypothèses
De nombreuses hypothèses ont été formulées pour tenter d’expliquer cette grande diversité.
Cela peut être lié à l’environnement dans lequel l’oiseau évolue : selon les  conditions climatiques ou les ressources présentes (y a-t-il suffisamment de calcium dans le milieu, élément minéral essentiel pour synthétiser la coquille ?) et l’endroit où il va installer le nid : plus l’œuf est pointu moins il aura de chance de rouler et de se casser, primordial s’il est à flanc de falaise.

La forme peut aussi être liée au nombre d’œufs pour chaque ponte : la forme définit la surface et une plus petite surface peut permettre d’optimiser la récupération de chaleur, notamment lorsqu’il y a peu d’œufs dans le nid).

Certains scientifiques ont aussi émis l’hypothèse de l’influence de la maturité du petit oiseau à l’éclosion. Pour des espèces où l’oisillon est déjà très mature, l’œuf doit permettre une très bonne oxygénation : avec un œuf de forme un peu pointue, la partie extrême est plus poreuse (riche en petits trous) laissant passer plus d’oxygène, bénéfique pour la maturation du cerveau.

Une autre hypothèse est liée à la performance du vol de l’espèce.

Toutes ces hypothèses ont donc été testées : l’étude a donc cherché à relier les caractéristiques physiques des œufs aux autres paramètres (nombre d’œufs, type de nid, position du nid, environnement, performance du vol…).

De l’importance du vol
Le résultat de l’analyse a montré que la forme de l’œuf est en grande partie influencée par sa taille et la performance en vol de l’espèce. Les œufs de petite taille sont généralement plus ronds.
Et pour le vol ? C’est moins évident mais si l’oiseau est une espèce qui sollicite beaucoup « le vol » pour des migrations ou pour chercher sa nourriture fréquemment et sur de longues distances, l’œuf sera plus allongé et plus dissymétrique, c’est-à-dire relativement pointu.
Pourquoi ?
Pour les oiseaux qui doivent voler de façon efficace, l’évolution et la sélection naturelle ont favorisé une silhouette plutôt élancée, aérodynamique qui permet de mieux se déplacer. Cela laisse moins de place pour le développement de la cavité abdominale et l’oviducte est plus étiré avec un diamètre plus petit.
L’oviducte, c’est cet organe par lequel transite l’œuf depuis le lieu de fécondation (ou même s’il n’y a pas fécondation) jusqu’à la glande coquillière, c’est-à-dire son point de sortie (appelé cloaque).

Les ovules fécondés ou non, passent par l’oviducte où une membrane et une coquille vont se former.

Dans une portion particulière de l’oviducte -appelée isthme-  que la membrane de l’œuf se forme et s’organise et ce, juste avant la dernière étape où la coquille se met en place autour de la membrane dans la glande coquillère. Ainsi, l’isthme de oviducte induit une pression
Avant d’atteindre l’isthme, les œufs sont plus sphériques et moins asymétriques. Avec un oviducte allongé, l’isthme est très fin ce qui exerce une pression et étire la membrane dans le sens de la longueur (c’est dans cette direction que la membrane s’étire le plus facilement) : l’œuf prend la forme d’une ellipse.

C’est grâce au développement d’un modèle mathématique que les scientifiques de cette étude ont mis en évidence l’influence de l’efficacité du vol sur la forme de l’œuf pour un grand nombre d’espèces. Bien sûr, les mécanismes précis de cette adaptation morphologique ne sont pas encore compris en détails.

Les auteurs ajoutent néanmoins que pour certaines espèces, d’autres explications sont également en cause (notamment la maturité des petits à la naissance, ou le nombre d’œufs par nid). Mais ce sont des effets de moindre importance.

Référence :
Stoddard et al., « Avian egg: Form, function, and evolution », Science, 23 Jun 2017: Vol. 356, Issue 6344, pp. 1249-1254

Article publié également sur Kidi’science.
Illustrations (Alien) : Stef Comics

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