Serpents : définition, anatomie, espèces, habitat et comportement

On pense que les serpents ont évolué à partir des lézards. Les premiers fossiles de serpents datent du Crétacé inférieur. Une large gamme de serpents est apparue au Paléocène (il y a environ 66 à 56 millions d'années).

Pas une clade

Les Squamata sont définitivement un groupe monophyle : c'est un groupe frère des Tuatara. À en juger par leurs fossiles, les squamates étaient présents au Mésozoïque, mais occupaient une place mineure dans l'écologie terrestre. Trois des six lignées sont enregistrées d'abord au Jurassique supérieur, les autres au Crétacé. Probablement toutes, certainement les lézards, sont apparues plus tôt dans le Jurassique. Les Mosasaures du Crétacé supérieur ont été de loin les plus performants de tous les lézards, devenant le prédateur supérieur de leur écosystème.

Bien que les serpents et les lézards soient très différents, une clade correcte ne l'est pas non plus. Les serpents sont descendus des premiers lézards, non pas une fois, mais plusieurs fois.

Il existe un clade monophyletique au sein du Squamata. Il s'agit du Toxicofera. Elle comprend tous les serpents et lézards venimeux, ainsi que de nombreuses espèces non venimeuses apparentées. Des analyses moléculaires récentes en sont la preuve.

Serpents fossiles

Le fossile d'un serpent primitif du Crétacé inférieur a été trouvé. Il vivait il y a environ 113 millions d'années. Il avait des pattes avant et arrière plutôt petites. Plusieurs autres serpents fossiles ont été trouvés avec de petites pattes arrière, mais celui-ci est le premier à posséder les quatre pattes. Le serpent, Tetrapodophis amplectus, vivait sur terre et était adapté à l'enfouissement. Le chercheur a déclaré qu'il y avait "beaucoup de caractéristiques très avancées du serpent, notamment ses dents crochues, sa mâchoire et sa colonne vertébrale flexibles - et même des écailles ressemblant à celles d'un serpent. Et il y a le contenu de l'intestin - il a avalé un autre vertébré. Il s'est attaqué à d'autres animaux, ce qui est une caractéristique des serpents". Le serpent provient de la formation de Crato au Brésil, et a été conservé dans une collection privée pendant de nombreuses années. Il a été redécouvert dans un musée à Solnhofen, en Bavière.

La plupart des serpents sont non venimeux. Ceux qui ont du venin l'utilisent principalement pour tuer et soumettre leurs proies plutôt que pour se défendre. Certains ont un venin assez puissant pour causer des blessures douloureuses ou la mort des humains. Les serpents non venimeux avalent leurs proies vivantes ou les tuent en les pressant.

Deux familles taxonomiques sont entièrement venimeuses :

• Elapides - cobras, y compris les cobras royaux, les kraits, les mambas, les copperheads australiens, les serpents de mer et les serpents coralliens.
• Vipères - vipères, serpents à sonnettes, têtes de cuivre/bouche de coton et maîtres de brousse.

Une troisième famille avec les serpents "à collier" (et la plupart des autres espèces de serpents) est la

• Colubrids - boomslangs, serpents arboricoles, serpents de vigne, serpents de mangrove, mais tous les colubrids ne sont pas venimeux.

De nombreux serpents ont un crâne avec plus d'articulations que leurs ancêtres lézards. Cela leur permet d'avaler des proies beaucoup plus grosses que leur tête. Les os de la tête et des mâchoires peuvent s'écarter pour laisser entrer de grosses proies dans leur corps. La gorge, l'estomac et les intestins peuvent également se dilater de façon extraordinaire. Dans ce cas, un serpent d'apparence mince peut avaler et digérer un animal plus gros.

Pour s'adapter à leur corps étroit, les organes jumelés des serpents (comme les reins) sont placés l'un devant l'autre au lieu d'être côte à côte, et la plupart des serpents n'ont qu'un seul poumon en état de marche. Certaines espèces ont une gaine pelvienne avec une paire de griffes vestigiales de chaque côté du cloaque. Il s'agit d'une relique des pattes qui n'apparaît pas chez les serpents modernes.

Les serpents ont besoin de perdre leur peau régulièrement pendant leur croissance. C'est ce qu'on appelle la mue. Les serpents perdent leur peau en se frottant la tête contre quelque chose de dur et de rugueux, comme un morceau de bois ou une pierre. La peau, qui est déjà tendue, se fend alors. Le serpent continue à frotter sa peau sur divers objets rugueux jusqu'à ce que la peau se détache de sa tête. Cela lui permet de ramper vers l'extérieur, en retournant la peau.

Tous les serpents sont carnivores ; ils mangent d'autres animaux. Certains sont venimeux ; ils injectent du poison le long des sillons de leurs dents. Certains serpents sont constricteurs. Les constricteurs ne sont pas venimeux, ils serrent donc leur proie à mort. Les serpents avalent leur nourriture en entier et ne peuvent pas mâcher. Comme les serpents ont le sang froid, ils n'ont pas besoin de manger aussi régulièrement que les mammifères. Les personnes qui possèdent des serpents de compagnie les nourrissent aussi rarement qu'une fois par mois. Certains serpents peuvent passer jusqu'à six mois sans manger correctement.

Les serpents ont une mâchoire inférieure très flexible, dont les deux moitiés ne sont pas fixées de manière rigide, et de nombreuses autres articulations dans leur crâne. Ils peuvent ouvrir la bouche assez largement pour avaler leur proie en entier, même si la proie a un diamètre plus grand que le serpent lui-même.

Le fait de ne pas avoir de bras et de jambes n'empêche pas les serpents de bouger. Ils ont développé plusieurs façons différentes de se déplacer pour faire face à des environnements particuliers. Chaque type de mouvement des serpents est discret et distinct des autres.

Ondulation latérale

L'ondulation latérale est la seule façon pour un serpent de se déplacer dans l'eau, et la plus courante. Dans ce mode, le corps du serpent se courbe alternativement à gauche et à droite, ce qui entraîne une série de "vagues" se déplaçant vers l'arrière. Bien que ce mouvement semble rapide, on a rarement vu des serpents se déplacer à plus de deux longueurs de corps par seconde, souvent beaucoup moins. Ce mode de mouvement permet de brûler la même quantité de calories par mètre déplacé que la course de lézards de même masse.

Terrestre

L'ondulation latérale terrestre est le mode de déplacement le plus courant pour la plupart des espèces de serpents. Dans ce mode, les ondes se déplaçant vers l'arrière poussent contre les points de contact dans l'environnement, tels que les rochers, les brindilles, les irrégularités du sol, etc. Chacun de ces objets environnementaux génère à son tour une force de réaction dirigée vers l'avant et vers la ligne médiane du serpent, ce qui entraîne une poussée vers l'avant tandis que les composantes latérales s'annulent. La vitesse de ce mouvement dépend de la densité des points de poussée dans l'environnement, une densité moyenne d'environ 8 sur la longueur du serpent étant idéale. La vitesse de l'onde est exactement la même que celle du serpent, et par conséquent, chaque point du corps du serpent suit le trajet du point qui le précède, ce qui permet aux serpents de se déplacer à travers une végétation très dense et de petites ouvertures.

Aquatique

Les serpents avancent dans l'eau en déplaçant leur corps dans un mouvement de vague. Les vagues deviennent plus grandes en descendant le long du corps du serpent, et la vague recule plus vite que le serpent n'avance. La poussée est obtenue en poussant leur corps contre l'eau : c'est ce qui donne le glissement observé. Malgré des similitudes générales, les études montrent que le schéma d'activation des muscles est différent dans l'ondulation latérale aquatique et terrestre, ce qui justifie de les appeler des modes distincts. Tous les serpents peuvent onduler latéralement vers l'avant (avec des vagues se déplaçant vers l'arrière), mais seuls les serpents de mer ont été observés en train d'inverser le mouvement (se déplaçant vers l'arrière avec des vagues se déplaçant vers l'avant).

En marge

Il est le plus souvent utilisé par les serpents colubroïdes (colubrids, élaphides et vipères). Ils l'utilisent lorsque l'environnement n'a rien de ferme contre lequel s'appuyer, comme une nappe de boue plate ou une dune de sable. L'enroulement latéral est une forme modifiée d'ondulation latérale dans laquelle tous les segments du corps orientés dans une direction restent en contact avec le sol, tandis que les autres segments sont soulevés. Il en résulte un mouvement de "roulis" particulier. Ce mode de déplacement permet de surmonter la nature glissante du sable ou de la boue en ne repoussant que les parties statiques du corps, ce qui minimise le glissement. La nature statique des points de contact peut être illustrée par les traces d'un serpent qui se déplace sur les côtés, qui montrent l'empreinte de chaque écaille de ventre, sans aucune trace. Ce mode de déplacement a un coût calorique très faible, inférieur à ⅓ du coût pour un lézard ou un serpent normal pour se déplacer sur la même distance.

Concertina

Lorsque les points de poussée sont absents, mais que l'espace est trop étroit pour le déplacement latéral, comme dans les tunnels, les serpents comptent sur le mouvement en accordéon. Dans ce mode, le serpent appuie la partie arrière de son corps contre la paroi du tunnel tandis que la partie avant du serpent s'étend et se redresse. La partie avant fléchit alors et forme un point d'ancrage, et la partie arrière est redressée et tirée vers l'avant. Ce mode de déplacement est lent et très exigeant, nécessitant jusqu'à sept fois l'énergie d'une ondulation latérale sur la même distance. Ce coût élevé est dû aux arrêts et aux démarrages répétés de certaines parties du corps ainsi qu'à la nécessité d'utiliser les muscles pour s'appuyer contre les parois du tunnel.

Rectiligne

Le mode de déplacement le plus lent du serpent est le déplacement rectiligne, qui est aussi le seul où le serpent n'a pas besoin de plier son corps latéralement, bien qu'il puisse le faire en tournant. Dans ce mode, les écailles du ventre sont soulevées et tirées vers l'avant avant d'être posées et le corps tiré par-dessus. Les vagues de mouvement et de stase passent par l'arrière, ce qui entraîne une série d'ondulations dans la peau. Les côtes du serpent ne bougent pas dans ce mode de déplacement et cette méthode est le plus souvent utilisée par les grands pythons, les boas et les vipères lorsqu'ils traquent leurs proies en terrain découvert, car les mouvements du serpent sont subtils et plus difficiles à détecter par leurs proies de cette manière.

Autres

Le mouvement des serpents dans les arbres n'a été étudié que récemment. Lorsqu'ils se trouvent sur les branches des arbres, les serpents utilisent plusieurs modes de déplacement en fonction de l'espèce et de la texture de l'écorce. En général, les serpents utilisent une forme modifiée de concertina se déplaçant sur des branches lisses, mais ils ondulent latéralement si des points de contact sont disponibles. Les serpents se déplacent plus rapidement sur les petites branches et lorsque des points de contact sont présents, contrairement aux animaux à membres, qui se déplacent mieux sur les grandes branches avec peu d'encombrement.

Les serpents planeurs (Chrysopelea) d'Asie du Sud-Est se lancent du bout des branches, en écartant leurs côtes et en ondulant latéralement lorsqu'ils glissent entre les arbres. Ces serpents peuvent effectuer un vol plané contrôlé sur des centaines de mètres en fonction de l'altitude de lancement et peuvent même tourner en l'air.