Les scientifiques identifient le moment exact de l’évolution où les mammifères sont devenus à sang chaud

Les scientifiques ont identifié le moment où nos premiers ancêtres ont évolué pour devenir à sang chaud, et cela s’est produit beaucoup plus tard et beaucoup plus rapidement que prévu par les chercheurs.

La découverte, faite en étudiant les minuscules tubes de l’oreille interne, situe l’évolution du sang chaud des mammifères il y a environ 233 millions d’années, soit 19 millions d’années plus tard que ce que les scientifiques pensaient auparavant.

Ces canaux semi-circulaires sont remplis d’un liquide visqueux, appelé endolymphe, qui chatouille de minuscules poils tapissant les canaux lorsque le liquide clapote. Ces poils transmettent des messages au cerveau, en lui donnant des instructions sur la façon de maintenir l’équilibre du corps. Comme certains fluides, l’endolymphe ressemblant à du miel devient plus liquide à mesure qu’elle chauffe, ce qui oblige les canaux semi-circulaires à changer de forme pour que le fluide puisse continuer à faire son travail. Chez les animaux ectothermes ou à sang froid, ce liquide auditif est plus froid et se comporte donc davantage comme de la mélasse et a besoin d’espaces plus larges pour s’écouler. Mais pour les animaux endothermiques, ou à sang chaud, le fluide est plus aqueux et de petits espaces suffisent.

Cette propriété basée sur la température fait de minuscules canaux semi-circulaires un endroit parfait pour repérer le moment où le sang froid des anciens mammifères est devenu chaud, ont écrit les chercheurs dans un article publié le 20 juillet dans la revue La nature (s’ouvre dans un nouvel onglet).

« Jusqu’à présent, les canaux semi-circulaires étaient généralement utilisés pour prédire la locomotion des organismes fossiles », a déclaré le co-auteur principal de l’étude, Romain David, anthropologue évolutionniste au Natural History Museum de Londres. dit dans un communiqué (s’ouvre dans un nouvel onglet). « Cependant, en examinant attentivement leur biomécanique, nous avons pensé que nous pouvions également les utiliser pour déduire les températures corporelles.

« C’est parce que, comme le miel, le liquide contenu dans les canaux semi-circulaires devient moins visqueux [syrupy] lorsque la température augmente, impactant la fonction », a expliqué David. « Ainsi, lors de la transition vers l’endothermie, des adaptations morphologiques ont été nécessaires pour conserver des performances optimales, et nous avons pu les suivre chez les ancêtres des mammifères.

Pour découvrir le moment de ce changement évolutif, les chercheurs ont mesuré trois échantillons de conduit auditif interne de 341 animaux – 243 espèces vivantes et 64 espèces éteintes – couvrant le règne animal. L’analyse a révélé que les 54 mammifères disparus inclus dans l’étude ont développé il y a 233 millions d’années les structures étroites du conduit auditif interne adaptées aux animaux à sang chaud.

Avant cette étude, les scientifiques pensaient que les mammifères avaient hérité du sang chaud des cynodontes – un groupe de lézards écailleux ressemblant à des rats qui ont donné naissance à tous les mammifères vivants – dont on pensait qu’ils avaient développé le sang chaud au moment de leur première apparition 252 millions il y a des années. Cependant, les nouvelles découvertes suggèrent que les mammifères ont divergé de leurs premiers ancêtres plus nettement que prévu.

Et ce changement radical s’est produit étonnamment vite. Les conduits auditifs respectueux de la chaleur ne sont pas apparus plus tard dans les archives fossiles que ne l’avaient prévu les scientifiques. Cela s’est également produit beaucoup plus rapidement – apparaissant à peu près au même moment où les premiers mammifères ont commencé à développer des moustaches, des poils et des épines dorsales spécialisées.

« Contrairement à la pensée scientifique actuelle, notre article démontre de manière surprenante que l’acquisition de l’endothermie semble[s] s’est produit très rapidement en termes géologiques, en moins d’un million d’années », a déclaré dans le communiqué Ricardo Araújo, co-auteur principal de l’étude, géologue à l’Université de Lisbonne au Portugal. « Ce n’était pas un processus graduel et lent des dizaines de millions d’années comme on le pensait auparavant, mais peut-être a-t-il été atteint rapidement lorsqu’il a été déclenché par de nouvelles voies métaboliques de type mammifère et l’origine de la fourrure. »

Des études de suivi devront confirmer les résultats par d’autres moyens, mais les chercheurs se sont dits ravis que leur travail aide à répondre à l’une des questions les plus anciennes sur le évolution de mammifères.

« L’origine de l’endothermie des mammifères est l’un des grands mystères non résolus de la paléontologie », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Kenneth Angielczyk, conservateur MacArthur de la paléomammalogie au Field Museum, dans le communiqué. « De nombreuses approches différentes ont été utilisées pour essayer de prédire quand elle a évolué pour la première fois, mais elles ont souvent donné des résultats vagues ou contradictoires. Nous pensons que notre méthode est très prometteuse car elle a été validée en utilisant un très grand nombre d’espèces modernes, et elle suggère cette endothermie a évolué à une époque où de nombreuses autres caractéristiques du plan corporel des mammifères se mettaient également en place. »