Avec la disparition des dinosaures voilà 65 millions d’années, les mammifères ont pris possession des terres comme des mers. Les 5.000 espèces actuelles ont chacune leur mode de placentation et leur morphologie propres. Des premiers petits mammifères insectivores aux éléphants, découvrez ce qui constitue l’identité mammalienne, qui est aussi la nôtre.

Apparus voici plus de 200 millions d’années, les mammifères ont vécu longtemps dans l’ombre des dinosaures. Cette parenthèse de notre histoire s’étend sur presque 150 millions d’années ! Pendant l’ère secondaire, nos ancêtres sont très diversifiés et occupent de nombreux biotopes. Se façonne alors l’aïeul des placentaires, ancêtre de presque tous les mammifères actuels. Il n’empêche que tous les mammifères du secondaire sont des animaux de petite taille : le géant de ces temps ne dépassant pas la taille d’un chien.

La grande extinction de la fin du Crétacé voici 65 millions d’années a vu la disparition des dinosaures. C’est alors que les mammifères prennent un nouvel essor. Surgissent au début de l’Éocène (55 millions d’années) des animaux de grande taille qui colonisent aussi bien les milieux terrestres que le milieu aérien grâce à de minuscules animaux volants, les chauves-souris, que les mers et océans qui sont envahis par de nouveaux prédateurs à sang chaud, les cétacés. Certains sont des géants de plusieurs dizaines de tonnes, baleines et cachalots.

Plusieurs épisodes au cours du Tertiaire ont ponctué l’émergence puis la conquête de tous les milieux par les mammifères, ces animaux à sang chaud qui élèvent leurs nouveau-nés grâce aux mamelles dont ils sont dotés. Des variations climatiques de grande ampleur, d’échelle globale, en sont les marqueurs. La dernière a vu l’émergence des Hommes, et elle correspond à une succession de glaciations, théâtre des débuts de l’aventure humaine.

Dans ce dossier, Jean-Louis Hartenberger nous fait découvrir l’identité mammalienne et évoque les mammifères en général, notamment le Morganucodon et l’ancêtre des placentaires. Les particularités des différentes ramifications des mammifères seront traitées, ainsi que l’évolution de leurs dents. Enfin, l’auteur abordera le lien entre le climat et les populations de mammifères terrestres, avec l’exemple de la grande coupure Éocène-Oligocène, voilà 34 millions d’années.


 La plupart des mammifères actuels descendent d’Eomaia scansoria, l’ancêtre des placentaires, comme cette musaraigne des jardins (Crocidura suaveolens). Sébastian Ritter, cc by sa 2.0

Les mammifères, nés dans l'ombre des dinosaures :
c'est pas sorcier 24/52/2013


Futura Sciences 16/9/2013

Le Morganucodon est l’archétype ancestral des mammifères du Trias de la Pangée (entre 220 et 200 millions d’années). Voici l’histoire de sa découverte et l’analyse de son anatomie.

La découverte du Morganucodon est le fruit des recherches entreprises pendant la seconde guerre mondiale par un réfugié politique allemand, Walter Georg Kühne (1911-1991). Dans des remplissages de fentes karstiques datées du Trias d’une carrière du comté de Glamorgan, au Pays de Galles, il distingua des fragments osseux. Le bloc dissous dans l’acide acétique lui livra quelques dents et fragments de mâchoire d’un petit mammifère primitif. Il fit part de sa découverte aux paléontologues de l’université de Cambridge, qui en mesurèrent tout l’intérêt. Ce n’est bien sûr qu’après la fin de la guerre qu’il a publié ses premières observations et conclusions (1949), et nommé le petit animal Morganucodon, en référence au lieu géographique de son gisement.

  Morganucodon oehleri. Le Morganucodon a été découvert au Pays de Galles au cours de la seconde guerre mondiale. Michael B. H., cc by sa 3.0

Par la suite, des découvertes similaires ont été faites sur d’autres continents, en Amérique du Nord, en Afrique du Sud et en Chine. Au Trias, ces différentes régions étaient alors réunies au sein du continent de la Pangée, qui se fragmentera peu à peu au cours de l’ère secondaire : l’ouverture des océans Atlantique sud et nord sépare les Amériques de l’Eurasie ; au sud, l’Australie s’éloigne de l’Eurasie, puis les Indes rejoindront ce dernier continent.

Les différentes découvertes de restes de Morganucodon faites ici et là ont permis de reconstituer avec précision l’anatomie de ce petit animal, celle de son crâne comme celle de ses membres.

  En haut à gauche, un bloc du remplissage de fissure karstique du comté de Glamorgan, au Pays de Galles, qui a livré à Walter Georg Kühne les premiers restes de Morganucodon, des dents isolées et des fragments de mâchoire. C’est après dissolution de tels blocs dans l’acide acétique que l’on recueille les fossiles constitués de phosphates. DR

Morganucodon avait la taille et l’allure d’une musaraigne (10 cm de long), était velu et sa mâchoire était garnie de deux dentitions successives différenciées (dents de lait et dents définitives) adaptées au régime insectivore : incisives, canines, prémolaires et molaires. Il ne fait aucun doute que les jeunes issus d’un œuf pondu par la mère se nourrissaient de son lait, comme c’est le cas aujourd’hui des jeunes ornithorynques. La taille des orbites laisse supposer que ces animaux étaient nocturnes. Cependant, Morganucodon ne possède pas encore tout le spectre des caractères qui sont la signature des Mammalia sensu stricto. Sa mâchoire n’est pas faite d’un os unique, mais de deux os (dentaire et squamosal) et son oreille interne n’a pas encore la complexité qui définit l’état mammalien : accolée au tympan se trouve la succession des trois osselets (étrier, enclume, marteau).

Dans d’autres gisements (Afrique du Sud, Chine, Amérique du Nord), on a pu trouver des restes plus complets de Morganucodon, dont le petit crâne figuré en haut à droit de l’image ci-dessus, ainsi que des restes des membres et de la colonne vertébrale. Ainsi, des reconstitutions assez précises du squelette, voire de l’animal entier, ont pu être réalisées.

Le plus vieux mammifère du monde : L'alcide d'orbinia. En octobre 1999, au coeur des Andes boliviennes, Christian de Muizon du Muséum national d'Histoire naturelle et ses collègues, découvrent un squelette parfaitement complet, et en très bon état de conservation. Ce squelette est celui de L'alcide d'orbinia qui est le plus vieux mammifère du monde. De Pratiks 18/6/2010


FUTURA SCIENCES

Les premières découvertes de mammifères du Secondaire ont révélé de petits animaux possédant une denture insectivore, et l’analogue actuel le plus fréquemment cité pour illustrer cet épisode de l’histoire des mammifères est longtemps resté la musaraigne.

Ce sont les gisements du Jurassique et du Crétacé de Chine révélés à partir des années 1980 qui ont apporté un éclairage nouveau sur la diversité des adaptations écomorphologiques des mammifères au Secondaire. Dans le même temps était mise en lumière l’extraordinaire multiplicité des lignées qui ont prospéré alors durant plusieurs dizaines de millions d’années, dans les écosystèmes du Mésozoïque aux côtés des grands reptiles (les dinosaures) et de nombreux autres vertébrés terrestres. De cette histoire complexe ne subsistent dans les faunes actuelles que les seuls monotrèmes, l’ornithorynque et quelques espèces cantonnées à l’Australie, les marsupiaux en Australie et Amérique du Sud (300 espèces) et les placentaires sur tous les autres continents (5.000 espèces).


Diversité des mammifères du Secondaire. On retrouve des fouisseurs comme des animaux arboricoles. Adapté de Zhe-Xi Luo, Nature, 2007

Outre de petits insectivores ou omnivores diurnes ou nocturnes, la taille de leurs orbites étant le critère qui permet d’envisager quel était leur habitus (apparence générale), les gisements de Chine ont principalement révélé le très vaste spectre des adaptations qu’ont développées les mammifères au temps des dinosaures, en même temps que la richesse phylogénétique qui s’est alors manifestée pendant presque 150 millions d’années. Les multituberculés, sortes de rongeurs avant l’heure, ont constitué le groupe le plus divers. Les géants de ces temps n’ont jamais dépassé la taille d’un chien charognard d’une quinzaine de kilos, tel que fut Repenomanus. Mais les mammifères du Secondaire ont colonisé différents milieux : certains ont pu être aquatiques, d’autres volants, ou des fouisseurs mangeurs d’insectes coloniaux, enfin certains étaient des animaux arboricoles très agiles.

L’image ci-dessus illustre la diversité des mammifères du Secondaire par les régimes alimentaires qu’ils ont adoptés et les caractéristiques de leur port dans les différents habitats qu’ils ont colonisés. Pour chacun des types fossiles, on suggère un analogue de la faune actuelle.

Vue d’artiste de Castorocauda lutrsimillis, qui évoque un mélange de loutre et de castor. Nobu Tamura, cc by sa 3.0

Type a. Morganucodon du Trias et du Jurassique inférieur, Yanaconodon et Zhangheotherium du Crétacé sont de petits insectivores terrestres généralisés à régime omnivore ou herbivore. L’analogue actuel est l’opossum à queue courte (marsupial).

Type b. Haldanodon et Castorocauda étaient semi-aquatiques, carnivores et omnivore. Leur allure évoque celle du castor ou de la loutre.

  L’analogue moderne de Repenomamus giganticus est le raton laveur. Nobu Tamura, cc by sa 3.0

Type c. Sinoconodon et Repenomanus étaient des marcheurs à régime carnivore ou charognard. Le raton laveur (Procyon) en est l’analogue. Rappelons que Repenomanus est à ce jour le mammifère du Secondaire le plus grand (10 kg).

Type d. Fruitafossor est un fouisseur creuseur de terriers, mangeur d’insectes coloniaux, et on peut le rapprocher du fourmilier ou du tatou.

  Fruitafossor windscheffel. Les individus du genre Fruitafossor ont des similitudes avec le fourmilier notamment. Nobu Tamura, cc by sa 3.0

Type e. Henkelotherium, Sinodelphis (le plus ancien marsupial) et Eomaia (plus ancien placentaire) sont des grimpeurs agrippeurs à régime insectivore. L’équivalent actuel est le tupaïa.  

  Les individus du genre Volaticotherium sont semblables aux écureuils volants actuels. La tête sur ce dessin est basée sur une image de crâne publiée par Meng dans Nature, en décembre 2006. ArthurWeasley, cc by sa 3.0

Type f. Volaticotherium était un planeur insectivore omnivore. L’écureuil volant ou le dermoptère peuvent lui être comparés.

FUTURA SCIENCES

Comme Morganucodon illustré précédemment, peut-être considéré comme l’archétype des Mammalia, Eomaia scansoria (littéralement « la mère primordiale qui sait grimper ») est l’archétype des placentaires.

La formation du Crétacé de Yixian, près de Pékin, où Eomaia scansoria a été trouvé (125 millions d’années), était jusqu'ici plus connue pour ses dinosaures à plumes et tout un cortège d'autres vertébrés. Plusieurs autres mammifères y ont été signalés, mais tous plus primitifs qu’Eomaia. Aucun n'a atteint le stade placentaire, et leur mode de reproduction devait être analogue à celui de l'ornithorynque et autres monotrèmes qui pondent des œufs. Eomaia avait le même régime alimentaire, mais était vraisemblablement arboricole, et non exclusivement terrestre.

  Eomaia scansoria, au Musée américain d'histoire naturelle de New York. Dinoguy2, cc sa 1.0

Le fossile Eomaia est très bien conservé, comme on le constate sur l’image ci-dessus : son squelette est visible sur les deux blocs de calcaire qui le révèlent, et la silhouette de son pelage s'y dessine. On peut ainsi constater que sous les poils allongés et rigides du manteau, il existait une sous-couche de soies plus fines. Le petit animal, tout juste 20 à 25 g, vivait dans les frondaisons de la végétation proche du lac où il a péri noyé. Ses longs doigts des mains et des pieds, couronnés de griffes aplaties, lui permettaient de saisir les branchages et de les escalader avec agilité. Des insectes et autres petits animaux constituaient son ordinaire. C'est le mode de remplacement de la denture et la morphologie du bassin qui ont permis d'envisager qu'il avait un mode de reproduction placentaire. Cependant, l'étroitesse du pelvis laisse penser que la période de gestation était brève, et suivie d'une plus longue période où le jeune, agrippé à l'abdomen de la mère, se nourrissait de son lait.

En haut à gauche, reconstitution d’Eomaia scansori, insectivore arboricole du Crétacé (125 millions d’années). En bas à gauche, les deux blocs séparés où apparaissent les silhouettes du fossile. À droite, le dessin du squelette et la silhouette du petit animal. Illustrations extraites de Zhe-Xi Luo et al., Nature, 2002

Les auteurs de la découverte expliquent la diversité de la faune mammalienne du Crétacé de Chine par la variété des situations écologiques qu'on y dévoile : certains des animaux qu'on y rencontre vivaient dans des dunes, et donc dans un environnement beaucoup plus sec qu'Eomaia. L'un d'eux, un multituberculé, était le géant de son temps avec un crâne de près de 11 cm de long. Hormis Eomaia, aucun de ces mammifères n'a laissé de descendance.

Un aspect intéressant de cette découverte concerne l'ancienneté du rameau placentaire et les discussions et controverses qui ont parfois opposé paléontologues et molécularistes : la date de 125 millions d’années attribuée au fossile s'accorde avec les plus récents résultats de phylogénie moléculaire, et confirme les hypothèses des paléontologues.


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Dans la faune actuelle, les mammifères, qui tous allaitent leurs petits, sont représentés par trois sous classes distinguées par le mode de reproduction : les monotrèmes, les marsupiaux et les placentaires. Plus d’explications sur ces différentes ramifications.

Les scientifiques distinguent les mammifères selon leur mode de reproduction. Trois grandes familles se dégagent sur l’arbre phylogénétique ci-dessous :

- les monotrèmes (1) pondent des œufs qui, juste éclos, sucent le lait des glandes mammaires. Ils séjournent dans un nid souterrain jusqu’au stade où ils peuvent se nourrir des aliments (insectes aquatiques) que leur rapporte la mère. On en compte quatre espèces en Australie, Tasmanie et Nouvelle-Guinée ;

- les marsupiaux (2), dont les embryons quittent l’utérus de la mère pour rejoindre la poche marsupiale où ils achèveront leur développement en se nourrissant de son lait. On en compte 290 espèces (Australie, Tasmanie, Nouvelle-Guinée, Amérique) ;

l- es placentaires (3), dont les œufs séjournent dans l’utérus nourri par la mère grâce aux échanges nutritifs qu’autorise un organe spécifique : le placenta. Près de 5.000 espèces ont été identifiées en Afrique, en Amérique et en Eurasie.

  Cet arbre phylogénétique illustre principalement la radiation des mammifères au Tertiaire. La figure est extraite de l’ouvrage Une brève histoire des mammifères, bréviaire de mammalogie, de Jean-Louis Hartenberger. Belin, 2001

C’est essentiellement la radiation des mammifères au Tertiaire qui est illustrée dans l’arbre phylogénétique ci-dessus, et plus particulièrement celle de la sous-classe des placentaires.

Les placentaires sont représentés dans la faune actuelle par 18 ordres, alors que de très nombreux autres connus seulement à l’état fossile ont été décrits. Ici, on a choisi de ne citer que 8 de ces derniers.

Pour chaque ordre, le trait gras indique son extension temporelle. On peut constater que la plupart des ordres modernes apparaissent à l’Éocène inférieur (55 millions d’années), marqué à l’échelle globale par le Maximum thermique du Paléocène-Éocène (PETM, pour Paleocene–Eocene Thermal Maximum en anglais).

Les principaux nœuds de l’arbre (4 à 10) correspondent à des dichotomies dénommées cohortes, qui regroupent plusieurs ordres et sont illustrées par le caractère principal, mais qui n’est pas unique, qui permet de les distinguer :

- les xénarthres (4) rassemblent édentés et pholidotes. C’est la présence de vertèbres engrenées qui les caractérisent ;

- les épithériens (5), c’est-à-dire tous les autres ordres, dont le stapès des osselets de l’oreille est perforé et en forme d’étrier ;

- les glires (6), lapins et rongeurs, ont des incisives en ciseaux à croissance continue ;

- les archontes (7) regroupent les primates, les dermoptères, les tupaiidés et les chauves-souris. Tous possèdent une articulation de l’astragale et du calcanéum qui permet les mouvements de supination ;

- les Ferae ( sont les carnivores actuels et les créodontes fossiles, et ont des molaires carnassières tranchantes ;

- les ongulés (9) ont des sabots aux extrémités des doigts, et outre les hyracoïdes, les périssodactyles et les artiodactyles qui sont des herbivores terrestres, on leur associe les cétacés animaux marins détachés des artiodactyles à l’Éocène inférieur. La situation des tubulidentés (fourmiliers) reste en débat ;

- téthytères (10), dont l’orbite est projetée vers l’avant, regroupent proboscidiens et siréniens.

 Diagramme montrant l'échelle des temps géologiques. United States Geological Survey, DP

Les principales étapes de l’histoire des mammifères au Tertiaire sont ponctuées par des crises d’extinction-apparition d’espèces liées le plus souvent à des événements climatiques globaux :

- la crise Crétacé-Tertiaire (65 millions d’années) est une crise d’extinction sélective au cours de laquelle disparaissent entre autres les dinosaures. Chute de météorites, crises volcaniques, transgressions-régressions à l’échelle globale en sont les causes les plus souvent citées. De fait, cet événement global majeur n’est documenté et bien étudié qu’en Amérique du Nord ;

- le maximum thermique de l’Éocène inférieur (55 millions d’années), événement climatique majeur, voit l’extinction de nombreuses lignées de mammifères du Paléocène, alors que surgissent la plupart des ordres qui vont constituer l’ossature des faunes modernes ;

- la grande coupure Éocène-Oligocène (34 millions d’années) correspond à un refroidissement général, et c’est une période d’échanges et de migrations intercontinentales. S’individualisent alors au sein des ordres d’herbivores de grande et petite taille les familles de mammifères qui ont survécu jusqu’à nous. Pour les périssodactyles, les équidés, les rhinocérotidés ; pour les artiodactyles, les cervidés, camélidés, les antilocapridés ;

- le Messinien (5,4 millions d’années) voit l’assèchement de la Méditerranée et l’installation à l’échelle des continents asiatiques et africains du régime des moussons. C’est une période favorable à la diversification des hippopotamidés et des giraffidés, ainsi que des primates anthropoïdes ;

- les grandes glaciations du Pléistocène sont marquées par de nombreuses extinctions de grands mammifères sur tous les continents. L’expansion des populations humaines est la cause la plus probable de ces disparitions.

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L’oreille interne des mammifères est l’un des outils de perception des ondes sonores les plus perfectionnés qui existent dans le monde animal. Elle est aussi le siège des fonctions de l’équilibre.

Suivant les milieux où les mammifères évoluent, cet appareil auditif peut être assimilé à un sonar, servir de radar, de boussole, voire de GPS aux animaux lors de migrations journalières ou saisonnières. Il y a aussi ceux qui comme les chauves-souris et les cétacés pratiquent l’écholocation : en émettant des sons et en les réceptionnant, ils interprètent leur environnement en 3D. Ainsi peuvent-ils se déplacer dans l’obscurité de la nuit ou des profondeurs océaniques en évitant les obstacles, en repérant des proies, ou bien pour retrouver un partenaire dans les jeux du sexe.

  Coévolution de la mandibule et des osselets de l’oreille moyenne avec le cerveau tracée en regard de la séquence phylogénétique des mammifères. Jean-Louis Hartenberger

Des séries de fossiles documentent depuis le stade Morganucodon jusqu’aux espèces actuelles les différents stades de la construction de ce « studio d’enregistrement » très perfectionné avec sa chaîne d’osselets (étrier, marteau, enclume). Ces transformations sont couplées au développement parallèle d’aires spécialisées du néocortex qui permettent au cerveau d’interpréter les sons. L’ensemble est détaillé sur l’image ci-dessous.

Partie A. Chez les reptiles mammaliens Thrinaxodon et Probaignothus du Trias, les futurs osselets de l’oreille participent encore à l’articulation de la mandibule avec le crâne ; les aires sensorielles du cerveau sont réduites. À partir du stade Morganucodon, il y a miniaturisation de la chaîne des osselets. Au stade Mammalia (ornithorynque et thériens) la mandibule n’est formée que d’un os unique qui s’articule directement au crâne, et les osselets accolés au tympan sont utilisés pour la transmission des sons. Parallèlement, les aires sensorielles du cerveau sont de plus en plus développées.

  Ce dessin de Thrinaxodon Liorhinus a été réalisé à partir des travaux de Kemp de 1982. Nobu Tamoura, cc by sa 3.0

Partie B. Vue dorsale du cerveau de sarigue (marsupial), qui montre l’importance du néocortex.

Partie C. Vue dorsale de la chaîne des osselets de la même sarigue. La vue de l’étrier est orientée pour qu’apparaisse sa forme caractéristique.

Les études parallèles du développement embryologique de cet appareil mécanique de la région auditive et du cerveau chez la sarigue, conduites par Tim Rowe, illustrent en raccourci le scénario évolutif de cette transformation. Les deux figures ci-dessous sont adaptées de travaux de Tim Rowe de 1996 (Coevolution of the mammalian middle ear and neocortex, Science).

  Développement simultané de l’oreille moyenne et de la mandibule avec le néocortex chez l’embryon de sarigue. Les observations ont été faites sur des embryons qui ont quitté l’utérus et la poche marsupiale et comptées en jour. Jean-Louis Hartenberger

Partie A. Vue dorsale de la chaîne des osselets de la sarigue adulte. La vue de l’étrier est orientée pour qu’apparaisse sa forme caractéristique, et il est accolé à la fenêtre du vestibule de l’oreille interne.

Partie B. Croissance relative des différents os de l’arc mandibulaire, composé du dentaire et des osselets de l’oreille moyenne : ectotympanique en forme d’anneau et étrier, marteau, enclume. Au fur et à mesure de la croissance du jeune, la taille relative de ces différents éléments est modifiée, et il y a miniaturisation de la chaîne des osselets par rapport au dentaire, devenu os unique de la mâchoire. Au cours de ces étapes successives, les ébauches cartilagineuses de ces différents éléments glissent vers l’arrière du crâne.

Partie C. Différents stades de croissance du cerveau et de ses bulbes olfactifs. Alors que les osselets ont gagné leur position postérieure, au 30e jour, le néocortex débute son développement, et c’est en particulier à partir de ce stade que se développent les aires auditives.

FUTURA SCIENCES

Nous évoquons ici le passage de la molaire tribosphénique des mammifères du Secondaire aux molaires quadrituberculées des mammifères du Tertiaire.

L’innovation qui va transformer le plan des dents chez les mammifères du Tertiaire est l’apparition de l’hypocône : c’est le quatrième tubercule qui, accolé au protocône de la molaire supérieure, transforme radicalement le patron dentaire primitif. Son mode d’apparition est différent : il y a soit accroissement de taille du proto-postcingulum, soit dédoublement du protocône, soit accroissement de taille et déplacement du métaconule.

  Diversité des patrons dentaires des molaires supérieures des principaux ordres de mammifères placentaires. Les différences de taille n’ont pas été prises en compte. Jean-Louis Hartenberger

À partir de ce patron dentaire quadrituberculé, des patrons dentaires plus complexes apparaissent, dont cinq sont illustrés ci-dessus, et dont dérivent ceux de la figure suivante : B, molaire supérieure d’anthropoïde ; C, molaire dite sélénodonte (crête en forme de lune), commune chez les artiodactyles (exemple : cervidés) ; D, molaire de rhinocéros ; E, molaire bilophée de diprotodon (marsupial herbivore) ; F, molaire multilophée d’éléphant. Nota : les échelles de taille ne sont pas respectées.

  Évolution des différents modèles de molaires chez les mammifères placentaires, correspondant à autant de régimes alimentaires différemment spécialisés à partir du plan primitif, tel que celui connu chez Eomaia (33, Hartenberger, 2001). Chaque numéro correspond à un représentant différent au sein des différents ordres (artiodactyles, périssodactyles, proboboscidiens, primates, lagomorphes, rongeurs, insectivores, chiroptères, carnivores). Jean-Louis Hartenberger

Sur la figure ci-dessus, au centre, en 1, figure le patron dentaire primitif dit tribosphénique, commun chez bien des mammifères du Secondaire, et d’où l’on peut dériver les patrons dentaires rencontrés au Tertiaire, dont les 35 qui figurent ici ne sont qu’un échantillon incomplet :

périssodactyles (chevaux) : 2, Hyracotherium de l’Éocène inférieur ; 3, Paleotherium de l’Éocène supérieur ; 4, cheval actuel ; 5, Miotapirus du Miocène ; 6, Brontotherium de l’Oligocène ; 7, Caenopus (rhinocérotidé) du Miocène ; 8 Chalicotherium du Miocène ;

proboscidiens (éléphants) : 9, Moeritherium de l’Éocène moyen ; 10, Dinotherium du Miocène ; 11, mastodonte du Pliocène ; 12, éléphant actuel ;

lapins : 14, Hsuinamania de l’Éocène inférieur ; 15, Palaeolagus de l’Éocène supérieur ;

rongeurs : 13, Paramys de l’Éocène inférieur ; 16, Theridomys de l’Éocène supérieur ; 17, loir du Pliocène ; 18, muridé (rat) du Pliocène ; 19, campagnol du Pliocène ; 20, cabiaï actuel ;

insectivores : 21, Saturninia de l’Éocène inférieur ;

chauves-souris : 22, Hipposideros de l’Oligocène ;

carnivores : 23, Hesperocyon (canidé) de l’Oligocène ; 24, hyène du Pliocène ; 25, Hoplophoneus (félidé) de l’Oligocène ; 26, phoque actuel ;

primates : 27, Homo sapiens actuel ;

artiodactyles (cervidés, bovidés, cochons) : 28, Diacodexis de l’Éocène inférieur ; 29, Dinohyus (entélodonte) de l’Oligocène ; 30, Palaeochoerus (suidé) du Miocène ; 31 hippopotame actuel ; 32 Heptacodon (anthracothère) de l’Oligocène ; 33, Cainotherium de l’Oligocène ; 34, Oxydactylus (camélidé) de l’Oligocène ; 35, Selenoportax (antilope) du Pliocène.

  Évolution de la taille des mammifères terrestres du Crétacé supérieur au Tertiaire. Jean-Louis Hartenberger

Ce graphique rend compte de l’évolution du poids des mammifères fossiles en Amérique du Nord et se fonde sur la taille observée de la première molaire inférieure. Comme il est montré dans les figures de la page suivante, sur la base de la mesure de la surface de la première molaire inférieure, on peut extrapoler le poids d’une espèce par la relation log(x) = a x log(P), avec x la surface de la première molaire, et P le poids constaté chez les mammifères actuels. Le graphique rend compte de l’évolution de la taille de la molaire inférieure.

L’accroissement de taille à la limite Crétacé-Tertiaire apparaît brutal. Un palier est rapidement atteint, au-delà duquel les espèces qui le dépasseraient ne trouveraient aucun avantage sélectif.

De phase52001 4/11/2008 : L'arbre de la famille des mammifères


Bibliographie : Extrait d’Une brève histoire des mammifères, bréviaire de mammalogie, Jean-Louis Hartenberger, Belin, 2001 - Inspiré de Cope’s rule and the dynamic of body mass evolution in North American fossil mammals, J. Alroy, Science, 1998

FUTURA SCIENCES

Les cénogrammes sont des graphiques dessinés en ordonnant par taille décroissante les espèces appartenant à une même communauté écologique. Ils renseignent sur les caractéristiques environnementales où vivent les communautés.

Prenons le cénogramme d’une faune actuelle, celle qui occupe la plaine de Rwindi-Rutshuru, au Zaïre (figure ci-dessous). Les espèces sont classées par ordre de poids décroissant, ce qui donne le profil (cénogramme) de la communauté étudiée. Dans cet environnement ouvert et humide, le profil montre d’abord que cet habitat accueille de très nombreuses espèces, plus de 50. Il n’existe pas deux espèces de même taille (poids). Le profil montre deux cassures. La première flèche (en bleu) illustre un défaut d’espèces d’un poids de 500 g ; la deuxième (en rouge) indique où se situent les espèces de plus de 250 kg.

  Ce cénogramme de la plaine de Rwindi-Rutshuru, au Zaïre, montre la répartition de taille des espèces de mammifères locales. Gilles Escarguel, Jean-Louis Hartenberger

Le profil d’un cénogramme dépend du climat et de l’environnement. Ci-dessous sont figurés les cénogrammes dessinés à partir des faunes actuelles en différents lieux sous différentes latitudes, dans des environnements fermés ou ouverts, arides ou humides. Les flèches montrent où se situe le défaut d’espèces de 500 g, et où se situe la limite de 250 kg.

  Environnement et climat sont des facteurs qui jouent sur le profil de la faune en un lieu donné. Gilles Escarguel, Jean-Louis Hartenberger

Ci-dessous, les cénogrammes successifs des faunes fossiles du Quercy s’étagent de l’Éocène supérieur (39 millions d’années) à la fin de l’Oligocène (27 millions d’années). On constate que cette région a connu d’abord un climat chaud et humide, et était couverte d’une forêt de type tropical. Avec la grande coupure Éocène-Oligocène (34 millions d’années), un net refroidissement est enregistré, et les faunes correspondent à celles qui vivent aujourd’hui sous un climat aride à semi-aride et une savane arborée ; puis le climat devient tempéré, et la région se couvre d’une forêt décidue.

  Les cénogrammes successifs d’une région montrent une adaptation aux différents climats. Gilles Escarguel, Jean-Louis Hartenberger

En cartouche figure le mode de calcul du poids des mammifères fossiles : sur la base de la mesure de la surface de la première molaire inférieure, on extrapole le poids par la relation log(x) = a x log(P), avec x la surface de la première molaire, P le poids constaté chez les mammifères actuels. La constante a est propre à chaque ordre de mammifères.

  Parallèle entre les variations de température et les cénogrammes des mammifères en Europe lors de la grande coupure Éocène-Oligocène. Gilles Escarguel, Jean-Louis Hartenberger


Bibliographie : Schémas communiqués par Gilles Escarguel (université Lyon 1) -
Unearthing deep-time biodiversity changes : the Palaeogene mammalian metacommunity of the Quercy and Limagne area (Massif Central, France), G. Escarguel, S. Legendre, B. Sigé, Comptes-rendus Géoscience, 2008 - Climat, adaptation, évolution et biodiversité, G. Escarguel, Responsabilité & Environnement, octobre 2009


FUTURA SCIENCES

Ce que dit Jean-Louis Hartenberger à propos de son livre : Nous les mammifères :

« Je ne vous apprendrai rien si je vous dis que nous, Homo sapiens, sommes des mammifères, et ce au même titre que les 5.000 autres espèces poilues peuplant la Terre qui donnent naissance à des jeunes que leurs mères allaitent dans le premier âge. »

« Il n’empêche, malgré cette proximité dans l’anatomie, les mœurs et les habitats, voire les tics, beaucoup d’entre nous mégotent sur cette identité animale que nous partageons avec tant d’autres partenaires aux aspects si différents : un excès d’humain leur fait oublier le mammifère qu’ils sont. »

« Pour ma part, depuis longtemps déjà, aux côtés de bien d’autres, je m’attache à décortiquer ma nature mammalienne pour mieux la comprendre, et aussi la faire comprendre, aider pour qu’elle soit reconnue et partagée. Il me semble que le "connais-toi toi-même" si cher au philosophe doit ménager un espace d’étude et de réflexion le plus vaste possible à cette recherche de notre identité mammalienne. »

L’ouvrage se compose de deux parties : dans la première, l’auteur raconte comment, peu à peu, nous avons appris à connaître les mammifères, en faisant revivre les grands scientifiques qui ont jalonné l’histoire des vivants, comme Cuvier, Buffon… jusqu’aux plus récents. Dans la seconde, il nous explique, avec force détails et anecdotes, les particularités qui caractérisent les mammifères, dont nous sommes : lactation, placenta, ouïe, dentition et cerveau.

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