Au début des années 1890, un naturaliste de Philadelphie nommé Henry A. Pilsbry a entrepris de créer un guide des mollusques terrestres d’Amérique du Nord. Garçon de ferme de l’Iowa, devenu malacologue après avoir été correcteur à New York, Pilsbry n’avait pas encore la trentaine mais était déjà la principale autorité américaine en matière de chitons, de balanes et de gastéropodes terrestres. Une nécrologie qualifie son Guide to the Study of Helices, publié à l’âge de 32 ans, de « livre le plus brillamment original et iconoclaste qui ait jamais été écrit sur les escargots terrestres ». Pilsbry décrira plus de 5 800 espèces au cours de sa carrière.
Parmi les collections sur lesquelles il entreprend de travailler en 1896, il y a quelques dizaines de grosses limaces bananes d’Oakland. Pilsbry a remarqué que, contrairement à la limace banane familière Ariolimax columbianus – la plus ancienne espèce de limace banane connue, qui avait été collectée par l’Expédition d’exploration des États-Unis dans le nord-ouest du Pacifique et décrite pour la première fois en 1851 – aucune de ces limaces bananes n’avait de pénis.
C’est une omission significative chez une créature connue pour avoir l’un des plus grands ratios phallus/taille du corps de la planète. Lorsqu’ils sont déployés, les organes génitaux mâles d’une limace banane peuvent s’étirer sur toute la longueur du corps d’une limace de six pouces. De plus, comme tous les escargots et limaces terrestres, les limaces bananes sont hermaphrodites. Elles sont censées avoir toutes les parties. Pilsbry a décidé qu’il avait découvert non seulement une nouvelle espèce, mais un nouveau genre de limaces californiennes. Lui et son collaborateur E.G. Vanatta l’ont appelé Aphallarion. (Vous connaissez votre latin ; vous pouvez comprendre pourquoi.)
Vingt ans plus tard, un biologiste de Stanford nommé Harold Heath dirigeait un cours de dissection pour les étudiants de premier cycle. Il aimait travailler avec des limaces bananes locales, qui étaient grandes, faciles à collecter et biologiquement intéressantes. Au cours de quelques mois, Heath et ses étudiants ont remarqué que la plupart des limaces avaient un pénis, mais qu’environ 5 % n’en avaient pas. Il était curieux, pensait Heath, que selon les travaux de Pilsbry, Ariolimax et Aphallarion vivaient tous deux côte à côte sur ce qui allait bientôt devenir le neuvième trou du terrain de golf de Stanford.
Certaines espèces étroitement apparentées ont une barrière géographique qui les sépare et explique pourquoi elles ont divergé au cours du processus d’évolution en espèces distinctes. Mais ici, les deux genres de limaces étaient, en apparence identiques, vivant sur le même fairway, remplissant le même rôle apparent. Il s’agissait d’un mystère écologique et évolutif, et Heath et ses étudiants étaient déterminés à le percer à jour. Par un matin brumeux, ils se sont réunis sur le campus de Stanford, près du bord de San Francisquito Creek. Deux grosses limaces étaient de sortie et s’accouplaient. Nous allons laisser le professeur Heath prendre le relais ici, à partir de son monologue de 1916 « La conjugaison de l’Ariolimax Californicus »:
Avant l’acte de conjugaison, chaque individu mord vicieusement le flanc de son compagnon… puis rétracte violemment la tête qui fait progressivement saillie avant l’assaut suivant. L’intensité de cette première phase diminue progressivement à mesure que les corps se courbent l’un autour de l’autre… Le pénis d’un seul individu est alors inséré, et après une période de plusieurs heures, les deux animaux commencent à s’éloigner. Dans les deux cas observés, lorsque le pénis a été exposé sur une distance d’environ un demi-pouce, l’un des animaux a tourné la tête et a commencé à ronger les parois de l’organe. (…) L’autre animal (la dissection ultérieure dans un cas a montré qu’il était le possesseur de l’organe intromittent concerné) a maintenant pris part au processus, et en très peu de minutes, le pénis a été entièrement sectionné.
La découverte du sexe des limaces bananières de Heath a été un incident raisonnablement célèbre dans l’histoire de la biologie de terrain. « Cela s’est répandu comme une traînée de poudre parmi les biologistes », dit Janet Leonard, associée de recherche à l’Institut des sciences marines de l’UC Santa Cruz. « Tout le monde est au courant. »
(J’ai maintenant demandé à des amis, des collègues de travail et des invités à dîner, saviez-vous que les limaces bananières… ? Bref, tout le monde n’est pas au courant.)
Pilsbry a retiré le genre Aphallarion. Dans son ouvrage de 1948 Land Mollusca of North America, il cite abondamment le monologue de Heath pour expliquer les différences entre les diverses espèces d’Ariolimax d’Amérique du Nord. La clé d’identification, naturellement, se concentre sur la structure génitale. « Les organes génitaux sont le caractère clé de n’importe quel escargot terrestre », dit Leonard.
Mais il se trouve que les parties reproductives des limaces s’avèrent être le caractère clé d’un mystère évolutionnaire transfixiant. À l’époque où Pilsbury a complété son guide de terrain, dans les années 1940 jusqu’aux années 2000, le nombre d’espèces ou de sous-espèces de limaces bananières californiennes s’élevait à cinq. L’original, Ariolimax columbianus, vivait de Juneau, en Alaska, à Monterey. Une sous-espèce, Ariolimax columbianus straminius, vivait dans les comtés du sud de la Californie, de Monterey à Ventura et aux Channel Islands. Ariolimax californicus vivait dans une aire de répartition étroite sur la péninsule, des comtés de Santa Clara à San Mateo. Une sous-espèce, A. californicus brachyphallus, vivait dans la partie nord de la péninsule, à San Francisco autour du Mont Sutro et du Presidio, et dans la péninsule de Monterey. La mascotte de l’UC Santa Cruz, Ariolimax dolichophallus, vivait dans le comté de Santa Cruz et à la limite ouest du comté de Santa Clara.
L’une des choses que Leonard et John Pearse, professeur émérite de biologie à l’UC Santa Cruz, ont pu faire au début des années 2000 a été de réviser la taxonomie sur la base de tests génétiques. Ils ont découvert que l’Ariolimax columbianus était en fait deux espèces distinctes, une version nordique qui vivait du comté de Humboldt jusqu’en Alaska et un clade méridional, l’Ariolimax buttoni, qui vivait de Humboldt jusqu’à la baie du Nord et de l’Est, avec une population isolée dans le Presidio. Pearse dit qu’ils ont également identifié deux espèces restantes sur les sommets des montagnes : une espèce non décrite vivant sur le mont Palomar dans le comté de San Diego, et une espèce non décrite de Fremont Peak dans le comté de San Benito. Et puis, la chose la plus étrange de toutes, ils ont trouvé ce qui ressemble vraiment à une limace avec un type différent de structure génitale vivant sur Alcatraz. Il s’agit probablement d’une nouvelle espèce. En parcourant les collections de l’Académie des sciences de San Francisco, ils ont découvert que la même limace avait été collectée sur l’île Farallon du Sud-Est – bien que, selon Pearse, elle ne s’y trouve « presque certainement plus maintenant ».
Long latin court, nous semblons vivre dans un foyer absolu d’évolution des limaces bananières, avec potentiellement neuf espèces ou sous-espèces différentes d’Ariolimax à trouver dans le Golden State. Que se passe-t-il ?
Leonard, qui étudie la sélection sexuelle chez les hermaphrodites, et Pearse, un écologiste évolutionniste, ont décidé d’étudier la spéciation des limaces bananières. Ils se sont concentrés sur deux espèces . Ariolimax californicus, la limace banane de la péninsule, et Ariolimax dolichophallus, la limace banane de Santa Cruz et Monterey, ne se chevauchent pas géographiquement. La ligne qui les sépare semble être tracée à Rancho del Oso dans le parc d’État de Big Basin Redwoods. Les deux espèces de limaces ont des structures génitales différentes et des comportements d’accouplement extrêmement différents.
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Pour autant, lors de tests d’ADN mitochondrial effectués par les collègues de Leonard et Pearse, la génétique des deux espèces s’est avérée identique. Leonard et Pearse, semble-t-il, étaient tombés sur des espèces de limaces si récemment divisées que leur code génétique mitochondrial n’a pas eu le temps de rattraper leur comportement divergent.
Pourquoi ? Leonard pense que cela a quelque chose à voir avec la pression de la sélection sexuelle – l’idée que certains changements évolutifs sont motivés par les préférences des partenaires potentiels. « À un moment donné, dit-elle, vous avez un événement isolant, et dans une espèce, deux populations deviennent isolées. Les individus qui réussissent particulièrement bien à s’accoupler ont des caractéristiques différentes en termes d’anatomie et de comportement reproductifs de ceux qui réussissent dans l’autre population. Cela peut être vrai dans ce cas – il est difficile d’imaginer qu’il y ait une certaine valeur adaptative à avoir une musculature vaginale plus forte au nord de Rancho del Oso qu’au sud de Rancho del Oso. »
C’est la prochaine grande question. Qu’est-ce qui pourrait être un événement isolant pour deux espèces de limaces bananières sur la péninsule ? Leonard dit… que c’est compliqué. Ils ont cherché des indices dans l’histoire géologique de la péninsule. Peut-être, selon Leonard, les populations de limaces ont-elles été séparées il y a environ 15 000 ans par l’élévation des dunes de sable consécutive à la montée du niveau de la mer. Ben Lomond, dans les montagnes de Santa Cruz, et le mont San Bruno, dans la partie nord de la péninsule, comportent tous deux des pics de roche ignée. C’est peut-être sur ces deux pics, des îles isolées par un désert de sable infranchissable, que les ancêtres des deux espèces de limaces ont commencé à se séparer.
Peut-être pas.
Leonard et Pearse poursuivent leurs recherches sur les limaces en même temps que beaucoup d’autres choses, et les financements sont rares. De plus, un collaborateur clé sur la partie génétique de l’équation a changé de rôle et n’est pas disponible pour poursuivre le travail. « Tout le monde pense que parce qu’il s’agit d’une mascotte d’université, il doit y avoir des fonds pour cela, à moins que vous ne travailliez pour l’université, auquel cas vous êtes mieux informé », dit Leonard.
C’est aussi un défi de dépasser la nécessité de discuter des pénis des limaces et des copulations réciproques marathoniennes. Leonard dit qu’elle introduit généralement toute la question de la mastication à la fin des conférences, pour éviter de perdre l’auditoire. Pourtant, ce que décrivent Leonard et Pearse est, à sa manière, passionnant. Des limaces rares vivant sur des îles. De nouvelles espèces nées sous nos yeux. Les mystères historiques de la géologie, de la séparation et de la réunion. Des réponses à des questions délicates sur l’évolution, les préférences sexuelles et l’origine des espèces. Une créature banale connue de tous les écoliers, dont seul un esprit adulte peut apprécier l’histoire, comme une parenthèse dans un film de Disney visant uniquement à ravir les parents présents dans la salle. « C’est un système magnifique », dit Leonard. « C’est juste un groupe fascinant du point de vue de l’évolution. »