Caractéristiques surprenantes des mammifères qui survivent aux extinctions massives

Contrairement aux croyances antérieures, les mammifères qui ont survécu aux extinctions massives n’étaient pas toujours des généralistes ; beaucoup avaient des traits uniques qui facilitaient leur survie, ce qui a conduit à une réévaluation des modèles d’évolution.

Lorsqu’un astéroïde a frappé la Terre il y a 66 millions d’années, il a déclenché une extinction massive dévastatrice. Les dinosaures (à l’exception de quelques oiseaux) ont tous disparu, ainsi que de nombreux mammifères. Mais certains petits mammifères ont survécu, jetant les bases de tous les mammifères vivants aujourd’hui.

Pendant des décennies, les scientifiques ont supposé que les mammifères et leurs proches qui ont survécu à des périodes difficiles (comme celles des extinctions massives) ont survécu parce qu’ils étaient des généralistes capables de manger à peu près n’importe quoi et de s’adapter à tout ce que la vie leur imposait. Une nouvelle étude sur l’arbre généalogique des mammifères à travers de multiples extinctions massives a révélé que le

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>espèce qui ont survécu ne sont pas aussi génériques que les scientifiques le pensaient : au contraire, avoir des caractéristiques nouvelles et différentes peut être la clé du succès après une catastrophe.

« L’idée de la « survie des non spécialisés » remonte aux années 1800, et la sagesse conventionnelle veut que les animaux généralisés soient les moins susceptibles de disparaître. Mais nous avons constaté que ceux qui ont survécu le plus souvent ne semblaient généralisés qu’avec le recul, par rapport à leurs descendants ultérieurs. C’étaient en fait des animaux assez avancés pour leur époque, avec de nouveaux traits qui auraient pu les aider à survivre et leur offrir une flexibilité évolutive », explique Ken Angielczyk, conservateur MacArthur de la paléomammalogie au Field Museum et auteur principal de l’étude publiée le 5 octobre dans le journal Écologie de la nature et évolution.

Crânes de deux anciens mammifères apparentés, ou synapsides, montrant les tailles approximatives déduites des ancêtres de deux des principales diversifications évolutives des synapsides. Varanosaurus (ci-dessous), de la période Permienne de l’histoire de la Terre, a à peu près la taille de l’ancêtre de toutes les synapsides. Morganucodon (ci-dessus), de la période jurassique de l’histoire de la Terre, de la taille des ancêtres de la plupart des mammifères de l’ère des dinosaures et des mammifères modernes. Varanosaurus et Morganucodon se nourrissaient d’autres animaux. Crédit : Photo de Ken Angielczyk

« Ce que l’on pensait auparavant, c’est que chaque fois qu’un nouveau groupe de mammifères évolue, on commence avec un petit animal généraliste, car en cas de catastrophe, ce sont eux qui continuent à transporter des camions : ils peuvent se cacher n’importe où, ils peuvent manger tout ce qui se trouve autour. “, déclare Spencer Hellert, professeur adjoint au Columbia College Chicago, associé de recherche au Field Museum et co-auteur principal de l’étude. “Le type de mammifère qui survivra à une extinction massive ne sera pas un spécialiste comme un panda qui ne peut manger que du bambou.”

L’évolution des mammifères au-delà des croyances conventionnelles

David Grossnickle, professeur adjoint à l’Institut de technologie de l’Oregon et co-auteur principal, a publié une étude en 2019 qui mettait en évidence à quel point les petits mammifères insectivores sont souvent des lignées qui survivent à des périodes difficiles, y compris l’extinction qui a tué les dinosaures. et servir de précurseurs à des diversifications majeures. Il a contacté Hellert et Angielczyk pour voir si cette tendance était valable pour les mammifères antérieurs et leurs ancêtres.

Hellert a créé un arbre généalogique massif des synapsides, le groupe d’animaux dont les mammifères sont les derniers membres survivants. Cet arbre généalogique est l’un des plus grands arbres fossiles jamais produits et il prend en compte tous les arbres généalogiques précédents réalisés par les scientifiques pour ce groupe. Cette méthode est une manière plus formelle, rigoureuse et reproductible de résumer les informations provenant de nombreux arbres au lieu de simplement en sélectionner quelques-uns et de les coller ensemble.

«Nous ne pouvions pas tester cette idée sans un énorme arbre généalogique», explique Angielczyk, «accompagné d’informations générales sur le régime alimentaire et la taille des animaux. Ensuite, nous avons examiné ce qui s’est passé au fil du temps à travers les cinq principales radiations évolutives des synapsides », lorsque quelques espèces se sont diversifiées. Lorsqu’une nouvelle catastrophe a entraîné l’extinction de la majorité de ces espèces, le processus s’est répété.

Les chercheurs, dont les co-auteurs Graeme Lloyd et Christian Kammerer, ont découvert que l’histoire de l’évolution des synapsides n’était pas celle de « la survie des petits et des non spécialisés ». À certains moments, ce sont les synapsides les plus grandes qui ont survécu, et les gagnants n’étaient pas seulement des mangeurs d’insectes généralistes.

« Nous avons été assez surpris : il est assez bien établi que ces radiations de mammifères passent de ces petits insectivores aux plus gros taxons à plusieurs reprises, donc je m’attendais en quelque sorte à voir cela en remontant dans l’histoire des synapsides. Et lorsque nous y sommes retournés, cette tendance a commencé à disparaître », explique Grossnickle.

Traits nouveaux : l’avantage évolutif

Alors que certains des survivants des extinctions massives semblaient au premier abord non spécialisés, une analyse plus approfondie a révélé qu’ils présentaient des caractéristiques plus nouvelles et plus originales. Par exemple, de nombreux mammifères de l’époque des dinosaures avaient des dents idéales pour couper leurs proies. Quelques-uns avaient des structures dentaires qui agissait comme un mortier et un pilon et étaient capables de broyer en plus de simplement couper. Cette dent « plus sophistiquée » aurait pu être un avantage dans les périodes difficiles où la disponibilité alimentaire était moindre, car cette structure dentaire plus spécialisée leur aurait permis de manger une plus grande variété d’aliments.

Ces résultats ne signifient pas que les animaux hyper-spécialisés, comme les pandas qui se nourrissent uniquement de bambou, sont moins vulnérables à la menace d’extinction que les espèces plus généralistes, comme les ratons laveurs qui peuvent manger une plus grande variété d’aliments. Au lieu de cela, l’étude montre que les mammifères apparentés qui ont survécu aux extinctions massives ne sont pas aussi génériques qu’on le pensait auparavant.

“Les animaux dotés de caractéristiques nouvelles, comme de nouvelles caractéristiques dentaires ou des mâchoires qui fonctionnent un peu mieux pour décomposer différents aliments, ne prennent pas vraiment le dessus sur le plan écologique jusqu’à ce que les lignées plus anciennes et existantes disparaissent”, explique Grossnickle. “Il faut souvent un événement d’extinction comme celui qui a tué les dinosaures pour éliminer certains de ces groupes plus âgés, et cela permet ensuite à ces animaux plus raffinés de persister et de se diversifier.”

Les chercheurs affirment que les résultats de leur étude ont des implications plus larges pour la compréhension des scientifiques sur le fonctionnement de l’évolution. “Nous ne savons pas vraiment s’il existe un ensemble cohérent de caractéristiques typiquement possédées par les ancêtres des diversifications évolutives”, explique Angielczyk. “Le fait que nous constations cette complexité dans la diversification des mammifères et de leurs anciens parents signifie que nous devons examiner d’autres groupes pour voir si la situation des mammifères est une exception ou si elle continue comme si de rien n’était.”

Référence : « Les faunivores dérivés sont les précurseurs des radiations synapsides majeures » par Spencer M. Hellert, David M. Grossnickle, Graeme T. Lloyd, Christian F. Kammerer et Kenneth D. Angielczyk, 5 octobre 2023, Écologie et évolution de la nature.
DOI : 10.1038/s41559-023-02200-y