- Sélection 2007 des écoles sur Wikipédia. Matières connexes : Insectes, reptiles et poissons
- Taxonomie
- Morphologie et physiologie
- Pieds et pattes
- Peau
- Poison
- Respiration et circulation
- Histoire naturelle
- De l’oeuf à l’adulte
- Reproduction
- Soins parentaux
- Le cri
- Distribution et état de conservation
- Evolution
- Utilisations en agriculture et en recherche
- Les grenouilles dans la culture populaire
Sélection 2007 des écoles sur Wikipédia. Matières connexes : Insectes, reptiles et poissons
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La rainette de White (Litoria caerulea)
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Distribution des grenouilles (en noir)
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Archaeobatrachia |
La grenouille est un amphibien de l’ordre des Anoures (signifiant « sans queue » du grec an-, sans + oura, queue). Les grenouilles adultes se caractérisent par de longues pattes postérieures, un corps court, des doigts palmés, des yeux saillants et l’absence de queue. La plupart des grenouilles ont un mode de vie semi-aquatique, mais se déplacent facilement sur terre en sautant ou en grimpant. Elles pondent généralement leurs œufs dans des flaques d’eau, des étangs ou des lacs, et leurs larves, appelées têtards, ont des branchies et se développent dans l’eau. Les grenouilles adultes ont un régime carnivore, composé principalement d’arthropodes, d’annélides et de gastéropodes. Les grenouilles se remarquent surtout par leur cri, qui peut être largement entendu pendant la saison des amours.
La répartition des grenouilles s’étend des régions tropicales aux régions subarctiques, la plupart des espèces se trouvant dans les forêts tropicales humides. Avec plus de 5 000 espèces décrites, elles font partie des groupes de vertébrés les plus diversifiés. Cependant le déclin de certaines espèces de grenouilles est de plus en plus préoccupant.
Une distinction est souvent faite entre les grenouilles et les crapauds sur la base de leur apparence, incitée par l’adaptation convergente chez les soi-disant crapauds aux environnements secs ; cependant, cette distinction n’a aucune base taxonomique. La seule famille à laquelle on donne exclusivement le nom commun de « crapaud » est celle des Bufonidae, mais de nombreuses espèces d’autres familles sont également appelées « crapauds », et les espèces du genre Atelopus sont appelées « grenouilles arlequins ». »
Taxonomie
Crapaud européen à ventre de feu (Bombina bombina)
L’ordre Anura contient 5 250 espèces dans 33 familles, dont les Leptodactylidae (1100 spp.), Hylidae (800 spp.) et Ranidae (750 spp.) sont les plus riches en espèces. Environ 88% des espèces d’amphibiens sont des grenouilles.
L’utilisation des noms communs « grenouille » et « crapaud » n’a aucune justification taxonomique. D’un point de vue taxonomique, tous les membres de l’ordre des Anura sont des grenouilles, mais seuls les membres de la famille des Bufonidae sont considérés comme de « vrais crapauds ». L’utilisation du terme « grenouille » dans les noms communs fait généralement référence aux espèces aquatiques ou semi-aquatiques à la peau lisse ou humide, et le terme « crapaud » fait généralement référence aux espèces terrestres à la peau sèche et verruqueuse. Une exception est le crapaud à ventre de feu (Bombina bombina) : bien que sa peau soit légèrement verruqueuse, il préfère un habitat aquatique.
Les grenouilles et les crapauds sont globalement classés en trois sous-ordres : Archaeobatrachia, qui comprend quatre familles de grenouilles primitives ; Mesobatrachia, qui comprend cinq familles de grenouilles intermédiaires plus évolutives ; et Neobatrachia, de loin le groupe le plus important, qui contient les 24 familles restantes de grenouilles « modernes », y compris les espèces les plus courantes dans le monde. Le Neobatrachia est encore divisé en Hyloidea et Ranoidea. Cette classification est basée sur des caractéristiques morphologiques telles que le nombre de vertèbres, la structure de la ceinture pectorale et la morphologie des têtards. Bien que cette classification soit largement acceptée, les relations entre les familles de grenouilles sont encore débattues. Les futures études de génétique moléculaire devraient bientôt fournir de nouvelles informations sur les relations évolutives entre les familles de grenouilles.
Certaines espèces d’anoures s’hybrident facilement. Par exemple, la grenouille comestible (Rana esculenta) est un hybride de la grenouille des mares (R. lessonae) et de la grenouille des marais (R. ridibunda). Bombina bombina et Bombina variegata forment de même des hybrides, bien que ceux-ci soient moins fertiles, donnant lieu à une zone hybride.
Morphologie et physiologie
Squelette de Rana
La morphologie des grenouilles est unique parmi les amphibiens. Par rapport aux deux autres groupes d’amphibiens, ( salamandres et caeciliens), les grenouilles sont inhabituelles car elles n’ont pas de queue à l’âge adulte et leurs pattes sont plus adaptées au saut qu’à la marche. La physiologie des grenouilles est généralement semblable à celle des autres amphibiens (et diffère de celle des autres vertébrés terrestres) car l’oxygène peut passer à travers leur peau très perméable. Cette caractéristique unique permet aux grenouilles de « respirer » en grande partie par leur peau. Étant donné que l’oxygène est dissous dans un film aqueux sur la peau et passe de là dans le sang, la peau doit rester humide en permanence ; cela rend les grenouilles sensibles à de nombreuses toxines présentes dans l’environnement, dont certaines peuvent également se dissoudre dans la couche d’eau et passer dans leur sang. Cela peut être une cause du déclin des populations de grenouilles.
De nombreuses caractéristiques ne sont pas partagées par l’ensemble des quelque 5 250 espèces de grenouilles décrites. Cependant, certaines caractéristiques générales les distinguent des autres amphibiens. Les grenouilles sont généralement bien adaptées au saut, avec de longues pattes arrière aux os de la cheville allongés. Elles ont une colonne vertébrale courte, avec pas plus de dix vertèbres libres, suivie d’un coccyx fusionné (urostyle ou coccyx), ce qui entraîne généralement un phénotype sans queue.
La taille des grenouilles varie de 10 mm ( Brachycepahlus didactylus du Brésil et Eleutherodactylus iberia de Cuba) à 300 mm ( Grenouille goliath, Conraua goliath, du Cameroun). La peau pend librement sur le corps en raison de l’absence de tissu conjonctif lâche. La texture de la peau varie : elle peut être lisse, verruqueuse ou plissée. Les grenouilles ont trois membranes de paupières : l’une est transparente pour protéger les yeux sous l’eau, et les deux autres varient de translucides à opaques. Les grenouilles possèdent un tympan de chaque côté de la tête, qui participe à l’audition et qui, chez certaines espèces, est recouvert de peau.
Pieds et pattes
La rainette de Tyler (Litoria tyleri) illustre de grands coussinets plantaires et des pieds palmés.
La structure des pieds et des pattes varie beaucoup entre les espèces de grenouilles, selon notamment qu’elles vivent principalement sur le sol, dans l’eau ou dans les arbres. Les grenouilles doivent être capables de se déplacer rapidement dans leur environnement pour attraper des proies et échapper aux prédateurs, et de nombreuses adaptations les y aident.
De nombreuses grenouilles, notamment celles qui vivent dans l’eau, ont les doigts palmés. Le degré de palmage des orteils est directement proportionnel au temps que l’espèce passe dans l’eau. Par exemple, la grenouille naine africaine (Hymenochirus sp.), complètement aquatique, a des doigts entièrement palmés, alors que les doigts de la rainette de White, une espèce arboricole, ne sont qu’à moitié ou au quart palmés.
Les grenouilles arboricoles ont des « coussinets d’orteils » pour aider à s’agripper aux surfaces verticales. Ces coussinets, situés à l’extrémité des orteils, ne fonctionnent pas par succion. La surface du coussinet est plutôt constituée de cellules imbriquées, avec un petit espace entre les cellules adjacentes. Lorsque la grenouille exerce une pression sur les coussinets, les cellules imbriquées agrippent les irrégularités du substrat. Les petits espaces entre les cellules drainent tout sauf une fine couche d’humidité sur le coussinet, et maintiennent l’adhérence par capillarité. Cela permet à la grenouille d’agripper des surfaces lisses, et ne fonctionne pas lorsque les coussinets sont excessivement humides.
Chez de nombreuses grenouilles arboricoles, une petite « structure intercalaire » dans chaque orteil augmente la surface de contact avec le substrat. En outre, comme le saut dans les arbres peut être dangereux, de nombreuses grenouilles arboricoles ont des articulations de la hanche qui permettent à la fois de sauter et de marcher. Certaines grenouilles qui vivent haut dans les arbres possèdent même un degré élaboré de palmage entre leurs orteils, comme les grenouilles aquatiques. Mais chez ces grenouilles arboricoles, les toiles permettent aux grenouilles de « parachuter » ou de contrôler leur glissement d’une position dans la canopée à une autre.
Les grenouilles terrestres n’ont généralement pas les adaptations des grenouilles aquatiques et arboricoles. La plupart ont des coussinets d’orteils plus petits, s’il y en a, et peu de palmures. Certaines grenouilles fouisseuses ont une extension d’orteil – un tubercule métatarsien – qui les aide à creuser. Les pattes arrière des habitants du sol sont plus musclées que celles des grenouilles aqueuses et arboricoles.
Peau
Grenouille commune de l’Est (Crinia signifera) camouflée contre la litière de feuilles.
De nombreuses grenouilles sont capables d’absorber l’eau directement à travers la peau, en particulier autour de la zone pelvienne. Cependant, la perméabilité de la peau d’une grenouille peut également entraîner une perte d’eau. Certaines grenouilles arboricoles réduisent la perte d’eau grâce à une couche de peau imperméable. D’autres ont adapté des comportements qui conservent l’eau, notamment en se livrant à des activités nocturnes et en se reposant dans une position qui permet de conserver l’eau. Dans cette position, la grenouille est couchée avec ses orteils et ses doigts repliés sous son corps et son menton, respectivement, sans espace entre le corps et le substrat. Certaines espèces de grenouilles se reposent également en grands groupes, en touchant la peau de la grenouille voisine. Cela réduit la quantité de peau exposée à l’air ou à une surface sèche, et donc la perte d’eau. Ces adaptations ne réduisent la perte d’eau que suffisamment pour une existence principalement arboricole, et ne sont pas adaptées aux conditions arides.
Le camouflage est un mécanisme défensif courant chez les grenouilles. La plupart des grenouilles camouflées sont nocturnes, ce qui ajoute à leur capacité à se cacher. Les grenouilles nocturnes trouvent généralement la position camouflée idéale pendant la journée pour dormir. Certaines grenouilles ont la capacité de changer de couleur. Cependant, cela se limite généralement à des nuances d’une ou deux couleurs. Par exemple, la grenouille arboricole de White (Litoria caerulea) varie dans des nuances de vert et de brun. Les caractéristiques telles que les verrues et les plis de la peau se trouvent généralement sur les grenouilles terrestres, où une peau lisse ne les dissimulerait pas efficacement. Les grenouilles arboricoles ont généralement une peau lisse, ce qui leur permet de se déguiser en feuilles.
Certaines grenouilles changent de couleur entre la nuit et le jour, car la lumière et l’humidité stimulent les cellules pigmentaires et les font se dilater ou se contracter.
Poison
De nombreuses grenouilles contiennent des toxines légères qui les rendent désagréables pour les prédateurs potentiels. Par exemple, tous les crapauds ont de grandes glandes à poison – les glandes parotides – situées derrière les yeux sur le dessus de la tête. Certaines grenouilles, comme les grenouilles de plomb, sont particulièrement toxiques. La composition chimique des toxines chez les grenouilles varie : irritants, hallucinogènes, convulsivants, poisons nerveux et vasoconstricteurs (qui rétrécissent les vaisseaux sanguins). De nombreux prédateurs de grenouilles se sont adaptés pour tolérer des niveaux élevés de ces poisons. D’autres, y compris les humains, peuvent être gravement affectés.
Certaines grenouilles obtiennent des poisons à partir des fourmis et autres arthropodes qu’elles mangent ; d’autres, comme les grenouilles corroboree australiennes (Pseudophryne corroboree et Pseudophryne pengilleyi), peuvent fabriquer un alcaloïde qui ne provient pas de leur alimentation. Certains peuples indigènes d’Amérique du Sud extraient le poison des grenouilles à fléchettes et l’appliquent sur leurs fléchettes pour la chasse, bien que peu d’espèces soient suffisamment toxiques pour être utilisées à cette fin. On pensait auparavant, à tort, que le poison était placé sur les flèches plutôt que sur les fléchettes. Le nom commun de ces grenouilles est donc passé de « grenouille à flèche empoisonnée » à « grenouille à fléchettes empoisonnées » au début des années 1980. Les grenouilles venimeuses ont tendance à annoncer leur toxicité par des couleurs vives, une stratégie adaptative connue sous le nom d’aposématisme. Il existe au moins deux espèces de grenouilles non venimeuses en Amérique tropicale (Eleutherodactylus gaigei et Lithodytes lineatus) qui imitent la coloration des grenouilles à venin fléché pour se protéger (mimétisme batesien).
Parce que les toxines des grenouilles sont extraordinairement diverses, elles ont suscité l’intérêt des biochimistes en tant que « pharmacie naturelle ». L’alcaloïde épibatidine, un analgésique 200 fois plus puissant que la morphine, se trouve dans certaines espèces de grenouilles de terreur. D’autres substances chimiques isolées de la peau des grenouilles peuvent offrir une résistance à l’infection par le VIH. Les flèches et les fléchettes empoisonnées font l’objet d’une recherche active quant à leur potentiel en tant que médicaments thérapeutiques.
Les sécrétions cutanées de certains crapauds, comme le crapaud du fleuve Colorado et le crapaud canne, contiennent des bufotoxines, dont certaines, comme la bufoténine, sont psychoactives, et ont donc été utilisées comme drogues récréatives. En général, les sécrétions cutanées sont séchées et fumées. Le léchage de la peau est particulièrement dangereux, et semble constituer un mythe urbain. Voir crapaud psychoactif.
Respiration et circulation
La peau d’une grenouille est perméable à l’oxygène et au dioxyde de carbone, ainsi qu’à l’eau. Il y a un certain nombre de vaisseaux sanguins près de la surface de la peau. Lorsqu’une grenouille est sous l’eau, l’oxygène est transmis à travers la peau directement dans la circulation sanguine. Sur terre, les grenouilles adultes utilisent leurs poumons pour respirer. Leurs poumons sont similaires à ceux des humains, mais les muscles de la poitrine ne sont pas impliqués dans la respiration, et il n’y a pas de côtes ou de diaphragme pour soutenir la respiration. Les grenouilles respirent en prenant l’air par les narines (ce qui fait gonfler la gorge), et en comprimant le plancher de la bouche, ce qui force l’air dans les poumons.
Les grenouilles sont connues pour leur cœur à trois chambres, qu’elles partagent avec tous les tétrapodes sauf les oiseaux et les mammifères. Dans le cœur à trois chambres, le sang oxygéné provenant des poumons et le sang désoxygéné provenant des tissus respiratoires entrent par des oreillettes séparées, et sont dirigés par une valve en spirale vers le vaisseau approprié – aorte pour le sang oxygéné et veine pulmonaire pour le sang désoxygéné. Cette structure spéciale est essentielle pour maintenir le mélange des deux types de sang au minimum, ce qui permet aux grenouilles d’avoir des taux métaboliques plus élevés, et d’être plus actives qu’autrement.
Histoire naturelle
Le cycle de vie des grenouilles, comme celui des autres amphibiens, comprend quatre étapes principales : l’œuf, le têtard, la métamorphose et l’adulte. La dépendance des grenouilles à l’égard d’un environnement aquatique pour les stades de l’œuf et du têtard donne lieu à une variété de comportements de reproduction qui comprennent les cris d’accouplement bien connus utilisés par les mâles de la plupart des espèces pour attirer les femelles dans les plans d’eau qu’ils ont choisis pour se reproduire. Certaines grenouilles s’occupent également de leurs œufs – et même, dans certains cas, des têtards – pendant un certain temps après la ponte.
De l’oeuf à l’adulte
Les œufs de grenouille
. Grenouillette
Grenouille léopard adulte
Le cycle de vie d’une grenouille commence par un œuf. Les œufs sont généralement pondus dans l’eau, et une femelle individuelle peut pondre des masses d’œufs contenant des milliers d’œufs, connus sous le nom d’œufs de grenouille. Les œufs étant très vulnérables à la prédation, les grenouilles ont développé de nombreuses techniques pour assurer la survie de la génération suivante. Le plus souvent, cela implique une reproduction synchrone. De nombreux individus se reproduisent en même temps, ce qui permet d’écraser l’action des prédateurs. La majorité de la progéniture mourra quand même de la prédation, mais il y a plus de chances que certains survivent. Une autre façon pour certaines espèces d’éviter les prédateurs et les agents pathogènes auxquels les œufs sont exposés dans les étangs est de pondre leurs œufs sur des feuilles au-dessus de l’étang, avec un revêtement gélatineux destiné à retenir l’humidité. Chez ces espèces, les têtards tombent dans l’eau à l’éclosion. Les œufs de certaines espèces pondus hors de l’eau peuvent détecter les vibrations des guêpes ou des serpents prédateurs à proximité, et écloront tôt pour éviter d’être mangés. Certaines espèces, comme le crapaud des cannes (Bufo marinus), pondent des œufs empoisonnés pour minimiser la prédation. Bien que la durée du stade de l’œuf dépende de l’espèce et des conditions environnementales, les œufs aquatiques éclosent généralement en une semaine.
Les œufs éclosent et poursuivent leur vie sous forme de têtards (parfois appelés polliwogs). Les têtards sont aquatiques, n’ont pas de pattes avant et arrière, et ont des branchies pour la respiration et des queues avec des nageoires pour nager. Les têtards sont généralement herbivores et se nourrissent principalement d’algues, notamment de diatomées qui sont filtrées de l’eau par les branchies. Certaines espèces sont carnivores au stade de têtard, mangeant des insectes, des têtards plus petits et des poissons. Les têtards sont très vulnérables à la prédation par les poissons, les tritons, les coléoptères plongeurs prédateurs et les oiseaux tels que les martins-pêcheurs. Le cannibalisme a été observé parmi les têtards. Des têtards venimeux sont présents chez de nombreuses espèces, comme les crapauds géants. Le stade têtard peut être aussi court qu’une semaine, ou les têtards peuvent passer l’hiver et se métamorphoser l’année suivante chez certaines espèces, comme le crapaud accoucheur (Alytes obstetricans) et le crapaud commun (Pelobates fuscus).
À la fin du stade têtard, les grenouilles subissent une métamorphose, au cours de laquelle elles passent à la forme adulte. La métamorphose implique une transformation spectaculaire de la morphologie et de la physiologie, puisque les têtards développent des pattes arrière, puis des pattes avant, perdent leurs branchies et développent des poumons. Leurs intestins se raccourcissent car ils passent d’un régime herbivore à un régime carnivore. Les yeux migrent rostralement et dorsalement, permettant la vision binoculaire dont fait preuve la grenouille adulte. Ce changement de position des yeux reflète le passage du statut de proie à celui de prédateur, car le têtard se développe et dépend moins d’un champ de vision plus large et plus étendu que de la perception de la profondeur. Le stade final du développement du têtard à la grenouille adulte implique l’apoptose (mort cellulaire programmée) et la résorption de la queue.
Après la métamorphose, les jeunes adultes peuvent quitter l’eau et se disperser dans des habitats terrestres, ou continuer à vivre dans l’habitat aquatique comme des adultes. Presque toutes les espèces de grenouilles sont carnivores à l’âge adulte, mangeant des invertébrés tels que des arthropodes, des annélides et des gastéropodes. Quelques-unes des plus grandes espèces peuvent manger des proies comme des petits mammifères, des poissons et des grenouilles plus petites. Certaines grenouilles utilisent leur langue collante pour attraper des proies qui se déplacent rapidement, tandis que d’autres capturent leur proie et la forcent à entrer dans leur bouche avec leurs mains. Cependant, il existe très peu d’espèces de grenouilles qui se nourrissent principalement de plantes. Les grenouilles adultes sont elles-mêmes la proie d’oiseaux, de gros poissons, de serpents, de loutres, de renards, de blaireaux, de coatis et d’autres animaux. Les grenouilles sont également mangées par les humains (voir la section sur l’agriculture, ci-dessous).
Reproduction
Une fois que les grenouilles adultes atteignent la maturité, elles se rassemblent à une source d’eau comme un étang ou un ruisseau pour se reproduire. De nombreuses grenouilles retournent dans les plans d’eau où elles sont nées, ce qui entraîne souvent des migrations annuelles impliquant des milliers de grenouilles. En Europe continentale, une grande partie des grenouilles migratrices mouraient autrefois sur les routes, avant que des clôtures et des tunnels spéciaux ne soient construits pour elles.
Mâle et femelle Crapaud commun (Bufo bufo) en amplexus
Une fois sur le lieu de reproduction, les grenouilles mâles lancent un cri pour attirer une partenaire, devenant collectivement un chœur de grenouilles. Le cri est unique à l’espèce, et attirera les femelles de cette espèce. Certaines espèces ont des mâles satellites qui n’appellent pas, mais interceptent les femelles qui s’approchent d’un mâle appelant.
Les grenouilles mâles et femelles subissent ensuite un amplexus. Cela implique que le mâle monte sur la femelle et la saisisse fermement. La fécondation est externe : l’ovule et le sperme se rencontrent à l’extérieur du corps. La femelle libère ses œufs, que la grenouille mâle recouvre d’une solution de sperme. Les œufs gonflent alors et développent une couche protectrice. Les œufs sont typiquement bruns ou noirs, avec une couverture claire, semblable à de la gélatine.
La plupart des espèces tempérées de grenouilles se reproduisent entre la fin de l’automne et le début du printemps. Au Royaume-Uni, la plupart des populations de grenouilles communes produisent des œufs de grenouille en février, bien qu’il y ait une grande variation dans le calendrier. Les températures de l’eau à cette époque de l’année sont relativement basses, généralement entre quatre et dix degrés Celsius. Se reproduire dans ces conditions aide les têtards à se développer car les concentrations d’oxygène dissous dans l’eau sont plus élevées à des températures froides. Plus important encore, se reproduire tôt dans la saison permet de s’assurer que la nourriture appropriée est disponible pour les grenouilles en développement au bon moment.
Soins parentaux
Plaque en couleur tirée de 1904 Kunstformen der Natur d’Ernst Haeckel, représentant des espèces de grenouilles qui incluent deux exemples de soins parentaux.
Bien que les soins à la progéniture soient mal compris chez les grenouilles, on estime que jusqu’à 20 % des espèces d’amphibiens peuvent s’occuper de leurs jeunes d’une manière ou d’une autre, et il existe une grande diversité de comportements parentaux. Certaines espèces de grenouilles venimeuses pondent leurs œufs sur le sol de la forêt et les protègent, en les protégeant de la prédation et en les gardant humides. La grenouille urinera sur les œufs s’ils deviennent trop secs. Après l’éclosion, un parent (le sexe dépend de l’espèce) les déplace, sur son dos, vers un bromélia qui retient l’eau. Le parent les nourrit alors en pondant des œufs non fécondés dans le bromélia jusqu’à ce que les jeunes se soient métamorphosés. D’autres grenouilles transportent les œufs et les têtards sur leurs pattes arrière ou sur leur dos (par exemple, les crapauds accoucheurs, Alytes spp.). Certaines grenouilles protègent même leur progéniture à l’intérieur de leur propre corps. Le mâle de la grenouille australienne à poche (Assa darlingtoni) possède des poches le long de son flanc dans lesquelles les têtards résident jusqu’à la métamorphose. La grenouille gastrique femelle (genre Rheobatrachus) d’Australie, aujourd’hui probablement éteinte, avale ses têtards, qui se développent ensuite dans son estomac. Pour ce faire, la grenouille gastro-entérologue doit cesser de sécréter de l’acide gastrique et supprimer le péristaltisme (contractions de l’estomac). La grenouille de Darwin (Rhinoderma darwinii) du Chili place les têtards dans son sac vocal pour qu’ils se développent.
Le cri
Le cri d’une grenouille est unique à son espèce. Les grenouilles appellent en faisant passer l’air par le larynx dans la gorge. Chez la plupart des grenouilles qui appellent, le son est amplifié par un ou plusieurs sacs vocaux, des membranes de peau sous la gorge ou sur le coin de la bouche qui se distendent pendant l’amplification de l’appel.
Certaines grenouilles n’ont pas de sacs vocaux, comme celles des genres Heleioporus et Neobatrachus, mais ces espèces peuvent quand même produire un appel fort. Leur cavité buccale est élargie et en forme de dôme, agissant comme une chambre de résonance qui amplifie leur cri. Les espèces de grenouilles dépourvues de sacs vocaux et qui n’émettent pas de cri fort ont tendance à vivre dans des zones proches des eaux courantes. Le bruit de l’eau courante écrase tout appel, elles doivent donc communiquer par d’autres moyens.
La principale raison du cri est de permettre aux mâles d’attirer une compagne. Les mâles appellent soit individuellement, soit en groupe appelé chœur. Les femelles de nombreuses espèces de grenouilles, par exemple Polypedates leucomystax, produisent des cris réciproques à ceux des mâles, qui servent de catalyseur pour renforcer l’activité reproductive dans une colonie de reproduction. Une grenouille mâle émet un appel de libération lorsqu’elle est montée par un autre mâle. Les espèces tropicales ont également un cri de pluie qu’elles émettent sur la base de signaux d’humidité avant une averse. De nombreuses espèces ont également un cri territorial qui est utilisé pour chasser les autres mâles. Tous ces appels sont émis avec la bouche de la grenouille fermée.
Un appel de détresse, émis par certaines grenouilles lorsqu’elles sont en danger, est produit avec la bouche ouverte, ce qui donne un appel plus aigu. L’efficacité de ce cri est inconnue ; cependant, on soupçonne que le cri intrigue le prédateur jusqu’à ce qu’un autre animal soit attiré, le distrayant suffisamment pour qu’il puisse s’échapper.
De nombreuses espèces de grenouilles ont des cris profonds, ou croassements. L’orthographe onomatopéique est souvent « crrrrk » en Grande-Bretagne et « ribbit » aux États-Unis. Cette différence est due aux différentes espèces présentes dans chaque région (par exemple, la grenouille commune (Rana temporaria) en Grande-Bretagne et la grenouille léopard (Rana pipiens) aux États-Unis). Le coassement de la grenouille taureau américaine (Rana catesbiana) est parfois orthographié « jug o’ rum ».
Distribution et état de conservation
Crapaud doré (Ollotis periglenes) – vu pour la dernière fois en 1989
Les grenouilles sont présentes presque partout dans le monde, mais elles n’existent pas en Antarctique et ne sont pas présentes sur de nombreuses îles océaniques. La plus grande diversité de grenouilles se trouve dans les régions tropicales du monde. En effet, l’eau y est facilement disponible, ce qui correspond aux besoins des grenouilles en raison de leur peau. Certaines grenouilles vivent dans des zones arides comme les déserts, où l’eau n’est pas facilement accessible, et doivent s’adapter à des conditions spécifiques pour survivre. Le genre australien Cyclorana et le genre américain Pternohyla s’enterrent sous terre, créent un cocon imperméable à l’eau et hibernent pendant les périodes sèches. Dès qu’il pleut, ils sortent, trouvent un étang temporaire et se reproduisent. Le développement des œufs et des têtards est très rapide par rapport à la plupart des autres grenouilles, de sorte que la reproduction est terminée avant que l’étang ne s’assèche. Certaines espèces de grenouilles sont adaptées au froid, comme la grenouille des bois qui vit dans le cercle polaire arctique, l’espèce s’enterre dans le sol pendant l’hiver et une grande partie de son corps gèle.
Les populations de grenouilles ont considérablement diminué depuis les années 1950, avec plus d’un tiers des espèces considérées comme menacées d’extinction et plus de 120 espèces soupçonnées d’avoir disparu depuis les années 1980. Parmi ces espèces figurent le crapaud doré du Costa Rica et les grenouilles gastro-intestinales d’Australie. La perte d’habitat est une cause importante du déclin des populations de grenouilles, tout comme les polluants, le changement climatique, l’introduction de prédateurs/concurrents non indigènes et les maladies infectieuses émergentes, notamment la chytridiomycose. De nombreux scientifiques de l’environnement estiment que les amphibiens, y compris les grenouilles, sont d’excellents indicateurs biologiques de la santé d’un écosystème plus large en raison de leur position intermédiaire dans les réseaux alimentaires, de leur peau perméable et de leur vie typiquement biphasique (larves aquatiques et adultes terrestres).
Une étude canadienne menée en 2006 a proposé que la circulation intense à proximité des habitats des grenouilles constitue une grande menace pour les populations de grenouilles.
Evolution
Une grenouille fossilisée de la République tchèque, peut-être Palaeobatrachus gigas.
La plus ancienne (proto) grenouille connue est Triadobatrachus massinoti, du Trias précoce de Madagascar. Il est âgé d’environ 250 millions d’années, et n’avait pas encore évolué la combinaison complète de caractéristiques actuellement associées aux grenouilles. Le crâne est semblable à celui des grenouilles, large et doté de grandes orbites, mais le fossile présente un certain nombre d’autres caractéristiques qui divergent de celles des amphibiens modernes. Il s’agit notamment d’un ilium différent, d’un corps plus long avec plus de vertèbres, et de vertèbres séparées dans sa queue (alors que chez les grenouilles modernes, les vertèbres de la queue sont fusionnées et connues sous le nom d’urostyle ou de coccyx). Les os du tibia et du péroné ne sont pas fusionnés et séparés, ce qui rend probable que Triadobatrachus n’était pas un sauteur efficace.
Une autre grenouille fossile, découverte en Arizona et appelée Prosalirus bitis, a été mise au jour en 1985, et date à peu près de la même époque que Triadobatrachus. Comme Triadobatrachus, Prosalirus n’avait pas de pattes fortement élargies, mais avait la structure pelvienne typique à trois branches. Contrairement à Triadobatrachus, Prosalirus avait déjà perdu presque toute sa queue.
La plus ancienne vraie grenouille est Vieraella herbsti, du Jurassique précoce (188-213 Mya). Elle n’est connue que par les empreintes dorsales et ventrales d’un seul animal et était estimée à 33 mm de longueur museau-vent. Notobatrachus degiustoi du Jurassique moyen est légèrement plus jeune, environ 155-170 millions d’années. Il est probable que l’évolution des Anura modernes se soit achevée au Jurassique. Les principaux changements évolutifs ont impliqué le raccourcissement du corps et la perte de la queue.
Le plus ancien enregistrement fossile complet d’une grenouille moderne est celui du sanyanlichan, qui vivait il y a 125 millions d’années et possédait toutes les caractéristiques des grenouilles modernes, mais portait 9 vertèbres présacrées au lieu des 8 des grenouilles modernes, étant apparemment encore une espèce de transition.
Des fossiles de grenouilles ont été trouvés sur tous les continents, y compris l’Antarctique.
Les grenouilles ont également fait l’objet d’une évolution convergente. Dans un cas, des grenouilles de régions totalement différentes ont appris à manger certains arthropodes contenant certains poisons que les grenouilles ont incorporés dans leurs propres défenses. Dans un autre cas, certaines grenouilles d’Amérique du Sud ont évolué vers des poches à couvain dorsales analogues à celles des marsupiaux.
Utilisations en agriculture et en recherche
Les grenouilles sont élevées commercialement à plusieurs fins. Les grenouilles sont utilisées comme source de nourriture ; les cuisses de grenouilles sont un mets délicat en Chine, en France et dans de nombreuses régions du Sud américain, notamment en Louisiane. Les grenouilles mortes sont parfois utilisées pour des dissections dans les cours d’anatomie des lycées et des universités, souvent après avoir été injectées avec des plastiques colorés pour renforcer le contraste entre les organes. Cette pratique a diminué ces dernières années en raison des préoccupations croissantes concernant le bien-être des animaux.
Les grenouilles ont servi d’importants organismes modèles tout au long de l’histoire de la science. Le biologiste du XVIIIe siècle Luigi Galvani a découvert le lien entre l’électricité et le système nerveux en étudiant des grenouilles. La grenouille à griffes africaine ou platane, Xenopus laevis, a été largement utilisée dans les laboratoires pour les tests de grossesse au cours de la première moitié du 20e siècle. Lorsque la gonadotrophine chorionique humaine, une hormone que l’on trouve en grande quantité dans l’urine des femmes enceintes, est injectée à une femelle X. laevis, elle est incitée à pondre des œufs. En 1952, Robert Briggs et Thomas J. King ont cloné une grenouille par transfert nucléaire de cellules somatiques, la même technique qui a été utilisée plus tard pour créer Dolly le mouton, leur expérience était la première fois qu’une transplantation nucléaire réussie avait été accomplie chez les métazoaires.
Les grenouilles sont utilisées dans la recherche sur le clonage et d’autres branches de l’embryologie parce que les grenouilles sont parmi les parents vivants les plus proches de l’homme à ne pas avoir de coquille d’œuf caractéristique de la plupart des autres vertébrés, et facilitent donc les observations du développement précoce. Bien que d’autres tests de grossesse aient été mis au point, les biologistes continuent d’utiliser Xenopus comme organisme modèle en biologie du développement car il est facile à élever en captivité et possède un gros embryon facilement manipulable. Récemment, X. laevis est de plus en plus remplacé par son parent plus petit X. tropicalis, qui atteint son âge de reproduction en cinq mois plutôt qu’en un à deux ans (comme chez X. laevis), ce qui facilite des études plus rapides entre les générations. La séquence du génome de X. tropicalis sera probablement achevée au plus tard en 2015.
Les grenouilles dans la culture populaire
Les grenouilles figurent en bonne place dans le folklore, les contes de fées et la culture populaire. Elles ont tendance à être dépeintes comme bénignes, laides, maladroites, mais avec des talents cachés. Parmi les exemples, citons Michigan J. Frog, The Frog Prince et Kermit the Frog. Michigan J. Frog, présenté dans un dessin animé de Warner Brothers, ne chante et ne danse que pour son maître. Dès qu’une autre personne le regarde, il reprend sa pose de grenouille. « Le prince des grenouilles » est le conte de fées d’une grenouille qui se transforme en un beau prince une fois embrassée. Kermit la grenouille, quant à lui, est un personnage consciencieux et discipliné de Sesame Street et du Muppet Show ; bien qu’ouvertement amical et grandement talentueux, il est souvent représenté comme craquant devant le comportement fantaisiste de personnages plus flamboyants.
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