Les dauphins et les orques ont dépassé le point évolutif de non-retour pour vivre à nouveau sur terre

Selon une nouvelle étude, les chances que les mammifères aquatiques – comme les orques, les dauphins et les baleines – évoluent pour vivre à nouveau sur terre sont presque inexistantes. Les chercheurs ont découvert que les adaptations qui ont permis à ces animaux de vivre dans l’eau ont dépassé un seuil évolutif qui marque le point de non-retour à la vie terrestre.

Il y a entre 350 et 400 millions d’années, les premiers poissons ont rampé hors de l’eau et sur terre. Ces vertébrés maladroits avaient des débuts de membres qui leur permettaient de se déplacer, et les générations suivantes ont évolué pour devenir les espèces de tétrapodes que nous voyons aujourd’hui.

Les tétrapodes sont des vertébrés à quatre membres et à doigts distincts – un groupe qui comprend des amphibiens, des reptiles et des mammifères. Alors que la plupart des mammifères sont restés sur terre, certains (il y a environ 250 millions d’années) sont retournés dans l’eau, développant des adaptations qui leur ont permis de tirer parti de ces habitats.

La transition vers la terre ne s’est produite qu’une seule fois, mais la transition vers l’eau s’est produite à plusieurs reprises, amenant les chercheurs à se demander si les mammifères aquatiques pourraient se réadapter à la vie terrestre, et sinon, pourquoi ?

Dans la nouvelle étude, publiée le 12 juillet dans la revue Actes de la Royal Society B, les chercheurs ont étudié plus de 5 600 espèces de mammifères pour étudier cette question. Ils ont constaté que le passage de la terre à l’eau est probablement « irréversible ».

L’idée que l’évolution n’est pas réversible a été avancée pour la première fois par le paléontologue belge Louis Dollo au 19e siècle. Le principe, connu sous le nom La loi de Dollodéclare qu’une fois qu’un trait complexe est perdu dans une lignée au fil du temps, il est peu probable qu’il réapparaisse dans les générations suivantes.

Pour tester cette idée chez les mammifères, les chercheurs ont divisé des milliers d’espèces en quatre catégories : les espèces entièrement terrestres, celles avec quelques adaptations aquatiques mais qui sont encore mobiles sur terre, les espèces à locomotion limitée sur terre et les groupes entièrement aquatiques, comme les baleines.

Le modèle des chercheurs a examiné les relations évolutives entre les espèces avec des branches indiquant une ascendance commune. En comparant les traits de ces espèces, les chercheurs ont créé des modèles qui estimaient la probabilité d’évolution de traits spécifiques.

« L’un des principaux points de notre travail était d’inclure l’ensemble du gradient des adaptations des formes entièrement terrestres aux formes entièrement aquatiques, et de tester si ces adaptations étaient irréversibles », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Bruna Farinadoctorant à l’Université de Fribourg en Suisse, a déclaré à Live Science.

L’équipe a découvert qu’il existe un seuil entre les espèces semi-aquatiques et entièrement aquatiques, et une fois ce seuil dépassé, les adaptations aquatiques sont irréversibles. Les transitions vers les environnements aquatiques ont été associées à de multiples changements, notamment une masse corporelle accrue qui les a aidés à retenir la chaleur dans des environnements plus froids et un régime carnivore pour soutenir leurs métabolismes accrus. De tels changements peuvent rendre difficile la compétition avec les formes de vie terrestres, a déclaré Bruna à Live Science.

« Nous avons constaté qu’il est possible de passer d’un état entièrement terrestre à un état semi-aquatique dans [small steps]mais il existe un seuil irréversible pour certaines adaptations aquatiques », a déclaré Farina. Par conséquent, les chances que des animaux entièrement aquatiques, comme les baleines et les dauphins, reviennent sur terre sont pratiquement nulles.

« Alors que la loi de Dollo fait une apparition régulière dans les études macroévolutives de ce type, les auteurs ont pu démystifier le mythe selon lequel les transitions mer-terre ne sont pas entièrement improbables », Virag Sharmaun chercheur en génomique comparative à l’Université de Limerick qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré à Live Science.

Il a ajouté que le document se concentre uniquement sur les mammifères, de sorte que les futures enquêtes pourraient examiner si les mêmes irréversibilités sont également valables dans d’autres lignées de tétrapodes.