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Nos ancêtres mammifères ont eu le sang froid pendant des dizaines de millions d’années après leur première apparition. À cet égard, les premiers mammifères sont demeurés semblables aux reptiles à sang froid dont ils sont issus.

Du sang froid au sang chaud

Ces résultats proviennent d’une analyse des fossiles de deux premières espèces de mammifères, ce qui suggère que les animaux vivaient relativement longtemps et avaient des métabolismes lents – deux traits semblables à ceux des reptiles.
Les mammifères sont des animaux qui ont des poils et produisent du lait. Les premiers mammifères ont évolué pendant l’ère des dinosaures. Les plus anciens mammifères connus, comme le Tikitherium, vivaient il y a environ 230 millions d’années, durant le Trias. Au milieu de la période suivante, les vrais mammifères du Jurassique étaient communs.
Cependant, l’une des caractéristiques les plus cruciales des mammifères modernes ne laisse aucune trace évidente dans les archives fossiles, nous ne savons donc pas quand elle a évolué. Tous les mammifères sont à sang chaud ou « endothermiques », ce qui signifie qu’ils peuvent maintenir une température interne constante. En revanche, les animaux à sang froid comme les lézards ne peuvent pas faire cela, et doivent s’asseoir au soleil pour se réchauffer ou se cacher à l’ombre pour se rafraîchir.

Du sang chaud ?

Pour savoir quand le sang chaud a évolué, Elis Newham à l’université de Bristol au Royaume-Uni et ses collègues ont étudié deux animaux d’il y a 200 millions d’années au Jurassique précoce, le Morganucodon et le Kuehneotherium. Ces deux animaux étaient des mammaliaformes, ce qui signifie qu’ils n’étaient peut-être pas de vrais mammifères : certains les considèrent comme des parents proches ayant des traits semblables à ceux des mammifères. Le Morganucodon (photo ci-dessus) ressemblait à une musaraigne ou à une souris, tandis que le Kuehneotherium n’est connu que par des dents et des fragments osseux.
L’équipe de Newham a étudié les racines des dents de ces animaux. Les racines avaient un revêtement dur appelé cimentum, comme les nôtres. De nouvelles couches ont été ajoutées au fur et à mesure que l’animal vieillissait, de sorte que le comptage des couches a donné une estimation de son âge – un peu comme les cernes des arbres.
Sur la base de 61 spécimens, les chercheurs ont estimé que le Morganucodon pouvait vivre 14 ans et le Kuehneotherium pouvait vivre jusqu’à neuf ans. C’est long pour un petit mammifère : les souris vivent rarement plus de trois ans. Cependant, il n’est pas inhabituel pour un petit reptile comme un lézard. Cela indique que ces animaux avaient un métabolisme lent. Cela suggère donc qu’ils avaient le sang froid, car les mammifères ont besoin d’un métabolisme rapide pour maintenir leur chaleur corporelle.
Les chercheurs ont également examiné les os fossiles des cuisses appartenant à Morganucodon. En comparant la longueur des os à la zone des ouvertures à l’intérieur desquelles les vaisseaux sanguins s’écoulaient, ils ont pu conclure que l’animal avait un faible débit sanguin dans les os de ses cuisses. C’est une preuve de plus d’un métabolisme lent et donc d’un sang froid.

Une lente évolution

Ces résultats correspondent à ceux d’autres études sur les protomammifères, affirme Rachel Wallace, de l’Université du Texas à Austin. « Il n’y a pas vraiment de bonnes preuves indirectes d’endothermie avant des taxons de mammifères plus récents, où la fourrure est préservée. » Le plus ancien mammifère à fourrure connu est le Castorocauda du Jurassique moyen, il y a environ 164 millions d’années.
Cette nouvelle découverte est frappante parce que le Morganucodon et le Kuehneotherium ressemblaient à des mammifères, dit Eva Hoffman de l’Université Harvard. Par exemple, le Morganucodon avait à la fois un gros cerveau et un squelette moderne. « Le fait que ces mammifères évolués vivaient encore davantage comme des reptiles que comme des mammifères reflète un modèle d’évolution en mosaïque, dans lequel certaines caractéristiques ancestrales sont conservées même si de nouvelles caractéristiques évoluent « , dit-elle.
Hoffman dit que les protomammifères étaient peut-être semblables aux mammifères vivants les plus primitifs : des monotrèmes comme l’ornithorynque à bec de canard, qui, contrairement à d’autres mammifères, pond encore des œufs. « Les monotrèmes, dit-elle, ont une durée de vie assez longue et des taux métaboliques relativement faibles. » Il y a aussi des preuves qu’ils n’ont pas le sang chaud.

Une « physiologie mammifère » aurait évolué durant le Jurassique moyen

« Il me semble que le Morganucodon et le Kuehneotherium avaient peut-être un style de vie similaire à celui des monotrèmes », dit Hoffman. « Dans ce scénario, une « physiologie mammifère » aurait pu évolué durant le Jurassique moyen au plus tôt, et n’aurait pas été présente dans le dernier ancêtre commun des mammifères qui vivent présentement. »
Cette recherche a été prépubliée dans bioRxiv.
Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay