L’herpétologie est la branche de la zoologie qui a pour objet l'étude des reptiles et des amphibiens. Elle aborde leur classification, leur écologie, leur comportement, leur physiologie, leur anatomie ainsi que les espèces fossiles. Bien que ces deux groupes d'animaux soient différents, leur étude était et reste encore souvent couplée. Il n'existe d'ailleurs pas de terme pour désigner l'étude des seuls reptiles ou des seuls amphibiens.
Deinosuchus (mot grec signifiant « crocodile terrible »), parfois nommé Phobosuchus (« crocodile terrifiant »), est un genrefossile d'Alligatoroidea, dont les espèces vivaient il y a 75 Ma, durant le Crétacé supérieur, en Amérique du Nord, continent qui était alors divisé en trois parties par la voie maritime intérieure de l'Ouest.
Les premiers fossiles de ce genre ont été découverts en Caroline du Nord dans les années 1850. Le genre a été nommé et décrit en 1909. Des fragments fossilisés supplémentaires ont été retrouvés dans les années 1940 et ont été utilisés plus tard pour réaliser la reconstitution d'un crâne. Celle-ci, bien qu'incomplète et quelque peu imprécise, a servi de base à de nombreuses études sur cette espèce et est exposée au Muséum américain d'histoire naturelle. Les connaissances concernant Deinosuchus demeurent incomplètes, mais progressent à la fin du XXe siècle grâce à la découverte d'autres fragments de crâne de cet imposant prédateur.
Bien que Deinosuchus fût très nettement plus grand que tous les crocodiles et alligators modernes, puisque les plus grands adultes mesuraient vraisemblablement presque 11 m, son apparence était globalement très proche de ces animaux. Il avait de grandes dents robustes adaptées pour écraser sa nourriture, et son dos était recouvert d'épais ostéodermes hémisphériques. Une étude a indiqué que Deinosuchus pouvait vivre plus de 50 ans, croissant à un rythme similaire à celui des crocodiles modernes, mais maintenant sa croissance plus longtemps.
Les fossiles de Deinosuchus ont été découverts dans dix États des États-Unis, dont le Texas, le Montana et divers États de la côte Est du pays. Des fossiles ont également été retrouvés dans le nord du Mexique. Deinosuchus vivait sur les deux rives de la voie maritime intérieure de l'Ouest et était un superprédateur opportuniste dans les régions côtières de l'est de l'Amérique du Nord. Deinosuchus atteignait des tailles plus importantes dans l'ouest de son aire de répartition, mais les populations orientales étaient plus importantes. Les avis divergent concernant le statut de ces deux populations, qui seraient pour certains deux espèces différentes. Deinosuchus était probablement capable de tuer et manger de grands dinosaures. Il pouvait également se nourrir de tortues marines, de poissons et de diverses autres proies terrestres et aquatiques.
La phylogénie exacte des tétrapodes n'a pu être établie qu'assez récemment, avec des découvertes telles que celle, au début des années 2000, de Tiktaalik roseae, vertébré fossile du Dévonien supérieur mais légèrement antérieur à Acanthostega et Ichthyostega. Les tétrapodes se diversifient énormément au cours du Carbonifère, atteignant les deux mètres de longueur pour certaines espèces, mais restent fortement liées au milieu aquatique, comme Hynerpeton ou Greerpeton, jusqu'au Carbonifère inférieur. En effet, il y a de cela près de 340 millions d'années, les amniotes s'émancipent de l'eau en évoluant leur amnios, puis connaissent une explosion radiative. Cela fait des amphibiens les animaux modernes les plus proches de ces tétrapodes primitifs, bien qu'ils s'en soient aujourd'hui éloignés.
Les gymnophiones : Ils sont les premiers à diverger, leur plus lointain ancêtre connu étant Eocaecilia, qui possédait encore des pattes. Il a récemment été suggéré que les cécilies pourraient être plus proches des amniotes que les autres amphibiens.
Les anoures : Triadobatrachus, un fossile proche des anoures actuels, sans en être l'ancêtre, n'a pas donné de descendance aujourd'hui. Le premier vrai anoure connu est Vieraella, qui vivait au Jurassique, il y a de cela 200 millions d'années.
L'ordre des Reptilia (les reptiles au sens usuel du terme) n'est plus reconnu aujourd'hui. Il est remplacé par l'ordre des Sauropsida ou sauropsides, qui comprend à la fois les oiseaux et ce qu'on appelle communément les reptiles.
Ce sont les théropodes qui se sont différenciés pour donner naissance aux sauropsides. Les plus anciens fossiles connus des sauropsides, clairement distingués des mammifères, sont datés d'environ −315 Ma. Les sauropsides, principalement les dinosaures, formaient la partie la plus importante des animaux de grande taille au Mésozoïque, jusqu'à la transition Crétacé-Tertiaire il y a 66 Ma. Après cette crise, les mammifères récupérèrent les niches écologiques correspondantes, mais pas celles des oiseaux qui eux aussi se diversifièrent.
Les reptiles tels que l'étudie l'herpétologie correspond donc aux descendants des sauropsides, les oiseaux exclus. Cela regroupe les animaux terrestres à température variable (ectothermes) et dont le corps est recouvert par des écailles.
Ils sont représentés de nos jours par :
Les crocodiliens dont l'origine est située parmi un sous-groupe d'archosauriens terrestres du Trias ancien, il y a environ 240 Ma.
Les testudines (tortues) dont les fossiles des chéloniens les plus anciens datent de la fin du Trias. La plus grande diversité des espèces de Testudines date de la fin du crétacé. Les tortues n'ont que peu évolué et cette évolution a surtout porté sur la réduction du nombre d'os du crâne.
Anatomie et biologie des amphibiens
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Le terme amphibien signifie « qui vit dans deux éléments », en référence à la métamorphose observée chez une majorité d'anoures mais aussi chez les urodèles, par laquelle la larve aquatique (à de rares exceptions près comme Arenophryne rotunda) passe à la forme adulte, amphibienne. La larve, dépourvue de pattes, ne se déplace que grâce à sa queue et vit de ses réserves vitellines, avant que la bouche ne se forme. La métamorphose consiste entre autres en l'apparition de pattes, la disparition des branchies au bénéfice de poumons (certaines espèces ont tout de même la faculté de respirer en partie ou en totalité par la peau), la formation de tympans externes, du système digestif complet et la régression de la queue chez les grenouilles et autres crapauds. Cependant cette métamorphose n'est pas observables chez tous les amphibiens, certaines espèces demeurant aquatique ou terrestres, et les larves des urodèles et des cécilies ressemblant grandement aux adultes la métamorphoses est moins spectaculaire.
Les amphibiens ne supportent que les habitats humides, idéalement les forêts tropicales. Lors de la reproduction le mâle féconde les œufs au fur et à mesure que la femelle les pond, dans l'eau ou dans des nids mousseux pour les espèces arboricoles, mais certaines espèces sont ovovivipares voire vivipares. Les espèces d'amphibiens utilisent souvent la stratégie r, avec de nombreux œufs laissés à leur sort et dont peu arrivent à maturité mais chez certaines espèces, la stratégie K est adoptée et les œufs reçoivent des soins des parents.
Anatomie et biologie des reptiles
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Bien qu'ayant toujours continué à évoluer, certaines caractéristiques se retrouvent chez tous les reptiles. Les reptiles actuels sont poïkilothermes et ont conservé le même condyle occipital situé à l'arrière du crâne et assurant l'articulation avec la première vertèbre, alors que chez les amphibiens et les mammifères, il est double. De nombreux reptiles muent et leur peau n’est pas « recyclée ». Cette caractéristique n'est presque plus visible pour de nombreuses espèces de tortues et de crocodiliens. Sauf exception (par exemple la tortue luth), ils conservent une peau recouverte d'écailles. Presque tous les reptiles sont ovipares (pondent des œufs), mais certains sont vivipares ou ovovivipares.
À l'exception des crocodiliens, les reptiles présentent un cœur dont les deux ventricules ne sont pas complètement séparés. Toutefois, même avec un ventricule non divisé, le mélange de sang artériel et veineux est minime. Les tortues, elles, possèdent deux oreillettes et un seul ventricule.
Les comportements protecteurs parentaux sont particulièrement développés chez certains serpents (Pythonidae et Elapidae) ainsi que chez les crocodiliens et complètement absents chez d'autres espèces comme les tortues marines ou la plupart des lézards.
Ce sont des animaux tétrapodes, qui possèdent donc quatre membres, même si au cours de leur évolution les pattes se sont atrophiées plus ou moins complètement chez les serpents (bien que certains, comme les boïdés en aient encore des vestiges) et certains lézards comme l'orvet.
Classification des amphibiens
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Les amphibiens (classe des Amphibia ou Lissamphibia) sont représentés par près de 7 550 espèces, et comportent les ordres suivants :
Les anoures (grenouilles, rainettes et crapauds), avec environ 6 640 espèces, toutes sans queue à la forme adulte et plus adaptées que les urodèles à la vie sur terre. Certaines sont remarquables pour leurs pattes postérieures développées leur permettant de sauter, ou de leur faculté à secréter du mucus, souvent associée à de vives couleurs, prévenant de leur toxicité.
Les urodèles (salamandres et tritons), avec environ 700 espèces, caractérisées par la présence d'une queue sont souvent adaptées à demeurer dans l'eau, et qui marchent en dandinant sur la terre ferme.
Les gymnophiones (cécilies), avec environ 210 espèces, qui n'ont pas de pattes, rappellent les vers de terre et vivent dans le sol humide des forêts tropicales ou dans les étangs et ruisseaux.
Les batracienssensu lato en sont un synonyme, mais peuvent plus précisément ne désigner qu'anoures et urodèles.
Classification des reptiles
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Les reptiles, environ 10 390 espèces, étaient auparavant classés dans la classe des Reptilia. Cette classe est désormais désuète, et remplacée par la classe des Sauropsida.
Celle-ci regroupe à la fois les oiseaux et les « reptiles ». Toutefois l'herpétologie s'intéresse aux reptiles au sens ancien du terme, ce qui correspond aux ordres suivants :
Les crocodiliens (Crocodilia) comprennent les alligators (Alligatoridae, 8 espèces), les crocodiles (Crocodylidae, 16 espèces) et les gavials (Gavialidae, 1 espèce).
Les rhynchocéphales (Rhynchocephalia) ne comportent qu'une seule espèce vivant en Nouvelle-Zélande.
Les tortues (Testudines) se décomposent en deux groupes : les Cryptodires avec la grande majorité des tortues connues, et les Pleurodira se rencontrant dans l'hémisphère sud et qui se différencient principalement des premières par une articulation du cou différente.
L'allégorie de la grenouille utilise une observation concernant le comportement d'une grenouille placée dans de l'eau chauffée pour illustrer un phénomène d'accoutumance progressive conduisant à ne pas réagir à une situation grave
Les amphibiens sont peu représentés dans les croyances et les mythologies. On retiendra surtout la deuxième des dix plaies d'Égypte, une invasion de grenouilles semblable à une pluie d'animaux. On prête aussi populairement à ce batracien la réputation de météorologues.
Les reptiles sont nettement plus représentés, et ce dans toutes les cultures :
Les dragons, et en particulier les dragons occidentaux et orientaux. Les dragons sont symboles de puissance, d'avidité, de sagesse, de destruction, voire du mal, selon les cultures.
Les serpents, sous de nombreuses formes (amphisbènes, basilics, guivres, hydres, chimères, Vāsuki…). Ils représentent la froideur, l'esprit calculateur (ou la sournoiserie), le danger, le mal (et même le Mal), mais aussi la connaissance, l'intelligence, la longévité voire la vie éternelle, et même la guérison (symbolique du caducée).
Les lézards, eux, sont nettement moins représentés.
Les reptiles, et surtout les serpents, ont toujours eu plus souvent une image négative que positive dans la fiction et l'imagerie populaire. Ils se retrouvent donc souvent comme « méchants ». On retrouve ainsi les serpents dans diverses histoires comme élément apportant la peur ou la mort, ou (dans les version antropomorphiques) comme des personnes sournoises comme Kaa dans le Livre de la jungle, ou Triste Sire dans le dessin animé de Robin des Bois.
Au moins quatre espèces de grenouilles, Lithobates sylvaticus, Pseudacris crucifer, Hyla versicolor et Pseudacris triseriata peuvent survivre pendant plusieurs semaines congelées avec 65 % de leur eau corporelle transformée en glace, ceci jusqu'à des températures descendant à −8 °C. À cette température, elles ne respirent plus, leurs cœurs sont arrêtés et leurs pattes sont cassantes comme du verre.
Cette congélation partielle n'est possible que grâce à la présence d'éléments cryoprotecteurs comme le glucose et le glycérol qui vont permettre de préserver les organes vitaux de la grenouille. Ainsi, la glace ne se forme ni dans les cellules ni dans les organes, mais dans la cavité abdominale, entre la peau et les muscles. Ceci permet à la grenouille de se réveiller sans dommages quand la température remonte[1].
La fabrication du glucose dans le foie à partir du glycogène ne se déclenche que lorsque la peau de la grenouille commence à geler. Lorsque les températures remontent, le glucose est rapidement transformé en glycogène pour éviter à la grenouille les effets néfastes qu’un excès de glucose pourrait présenter à des températures plus élevées.
