L'adaptation à la vie terrestre (hors de l'eau) ne s'est pas faite d'un seul coup comme ça au même endroit, dans la même espèce de poisson. Elle s'est déroulée sur près de cent millions d'années en une multitude d'étapes affectant de nombreuses espèces toutes disparues aujourd'hui. Un poisson s'adaptant à des eaux chaudes et peu oxygénées peut survivre, par exemple, en développant un mode de respiration par la peau. Cette espèce peut, par la suite, diverger en une multitude d'espèces différentes toutes adaptées à respirer par la peau en plus des branchies dans divers milieux aquatiques peu oxygénés (il y a encore aujourd'hui de tels poissons, c'est le cas ici des anguilles ou des barbottes).
Une de ces espèces peut développer par la suite des poumons primitifs. Il semble bien que ce soit un élargissement de l'oesophage qui soit à l'origine de cet organe. L'animal peut ainsi "avaler" des bouffées d'air et assimiler un peu d'oxygène par les vaisseaux sanguins tapissant la muqueuse élargie. Cette nouvelle espèce divergera à son tour en de nombreuses autres espèces de poissons respirant par la peau, les poumons primitifs et les branchies. Ce processus évolutif a d'ailleurs dû se produire plusieurs fois dans beaucoup de groupes différents de poissons. On connaît encore aujourd'hui de tels poissons comme le Dipneuste d'Australie possédant ces trois modes de respiration.
Ces poissons ont ensuite divergé en de nombreuses espèces bien adaptées à différents types d'habitats aux eaux peu oxygénées. Une de ces espèce a modifié ses nageoires en pattes primitives permettant de s'agripper sur le fond. Les poissons de ce groupe avaient des nageoires dont l'ossature permettait assez facilement ce genre de transformation; le Coelacanthe est aujourd'hui le seul survivant de ce groupe de poissons primitifs. Ces nageoires modifiées en pattes devaient être plus avantageuses puisqu'il semble qu'en eau peu profonde il soit plus avantageux de pouvoir se déplacer en s'agrippant au fond plutôt que de nager. Et ces poissons ont donné naissance à leur tour à de nombreuses autres espèces (il ne faut pas oublier que le processus s'est déroulé sur des millions d'années, à l'échelle de la planète entière) dont certaines ont développées des nageoires plus robustes qui ressemblaient de plus en plus à des pattes.
Il devenait alors très avantageux de pouvoir s'aventurer sur la terre ferme là où la nourriture était abondante et où il n'y avait pas de prédateurs. Petit à petit, on en est venu, il y a un peu plus de 350 millions d'années, à des espèces qui devaient ressembler aux salamandres actuelles respirant surtout par la peau, mais aussi par des poumons assez simples en forme de sacs, et possédant de courtes pattes permettant une locomotion acceptable sur terre. À aucun moment dans tout ce processus les pattes ou les ébauches de poumons de ces poissons ne leur ont été inutiles.
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