Un utérus de mammifère de 48 millions d’années !

Jens Lorenz Franzen de l’Institut Senckenberg, Jörg Habersetzer et Christine Aurich de l’Université de Vienne en Autriche viennent de nous révéler que les organes reproducteurs des mammifères étaient déjà pratiquement ceux d'aujourd'hui à l'Éocène (56 à 33,9 millions d’années). Comment? Les trois chercheurs ont étudié la masse sombre qui entourait le fœtus de poulain fossilisé avec sa mère dans le lac volcanique de Messel il y a quelque 48 millions d'années:

Un fossile de jument gestante découvert sur le site fossilifère de Messel en Allemagne. Le fœtus et les restes d'utérus sont indiqués par l'ellipse blanche. (C: Institut Senckenberg)

Un fossile de jument gestante découvert sur le site fossilifère de Messel en Allemagne. Le fœtus et les restes d'utérus sont indiqués par l'ellipse blanche. (C: Institut Senckenberg)

Si vous voulez en savoir plus, lisez l'article que j'ai consacré à ce sujet dans Pour la Science : « Un utérus chevalin de 48 millions d'années». Vous y apprendrez notamment, qu'une race de chevaux nains – les chevaux pygmées – vivait près de l'équateur dans une Europe alors tropicale et sur une planète plus chaude qu'aujourd'hui. Le soulèvement alpin y a provoqué un volcanisme, qui s'est traduit par la formation du lac de Messel, dans ce qui fut probablement une forêt équatoriale. De très nombreux mammifères y vivaient, parmi lesquels des primates et des chevaux nains. La pouliche gestante étudiée par l'équipe de Jens Lorenz Franzen a ceci d'extraordinaire qu'elle nous révèle que les organes reproducteurs des chevaux étaient alors pratiquement les mêmes qu'aujourd'hui:

Le fœtus de cheval de la jument fossile de Messel était encore pendu dans son sac utérin, dans la même position que ce quiç est le cas aujourd'hui chez Equus caballus. (C/ Institut Senckenberg/PLS)

Le fœtus de cheval de la jument fossile de Messel était encore pendu dans son sac utérin, dans la même position que ce qui est le cas aujourd'hui chez Equus caballus. (C: Institut Senckenberg/PLS)

Cette constatation est frappante! La fossilisation s'est en effet produite seulement six millions d'années après la fin du Paléocène (66 à 56 millions d’années), la première période géologique qui suit la disparition des dinosaures à l'extrême fin du Mésozoïque (252,2 à 66 millions d’années). Chez les animaux, la reproduction est une fonction si cruciale pour la survie de l'espèce, qu'il est logique que son développement se produise pour l'essentiel dès les origines d'un type d'organisme. Fondamentalement, le système reproducteur des chevaux n'est guère différent de celui des autres mammifères placentaires, de sorte que le fait que la jument gestante de Messel ait eu un appareil reproducteur aussi moderne nous pousse à penser que cet état de développement est ancien dans sa lignée.

Ancien à quel point? Étant donné la complexité des organes reproducteurs, il semble envisageable que cette «modernité» était déjà présente bien avant le Paléocène, donc au Mésozoïque. Les plus anciens fossiles de mammifères connus datent de plus de 200 millions d'années, et des études de phylogénie font remonter les premiers mammifères placentaires au milieu du Crétacé (145 à 66 millions d'années). Toutefois, cette notion est controversée. Selon une autre thèse, les mammifères placentaires auraient évolué après 65 millions d'années, c'est-à-dire après l'extinction massive de la fin du Crétacé qui mit fin aux dinosaures.

Mon opinion? Il ne peut s'agir que d'une impression, mais pour moi, l'appareil reproducteur des chevaux pygmées de Messel suggère que les mammifères étaient déjà hautement aptes à se reproduire beaucoup lorsque la disparition des dinosaures leur a fait de la place. Dans la suite, j'essaie d'expliciter d'où me vient cette impression.

Fort curieusement, la petite jument gestante de Messel n'est qu'une parmi la douzaine de juments gestantes trouvées sur le site de Messel, qui a conduit à la description de l'espèce chevaline Eurohippus Messelensis, en d'autres termes des chevaux pygmées de Messel. Le fait que seulement des juments gestantes aient été découvertes dans le paléo lac ne laisse pas d'étonner et suggère que quelque mécanisme poussaient les juments vers le lac (la soif?). Quoi qu'il en soit, la découverte de tant de juments gestantes dans le même piège à fossiles – alors que la fossilisation est a priori un évènement rarissime – suggère qu'autour du paléo lac de Messel, la plupart des juments pygmées portaient un poulain…

Ainsi, les pressions sélectives que subissait l'espèce Eurohippus Messelensis la poussaient à se reproduire intensément. De quelles pressions sélectives peut-il s'agir sinon des pressions de prédation? En effet, Eurohippus Messelensis semble comparable au céphalophe bleu, une petite antilope nocturne de 35 centimètres au garrot pour 4 kilogrammes, qui vit seule ou en couple dans les forêts équatoriales africaines. Loin d'être menacé, le céphalophe bleu est au contraire très fréquent, puisqu'il y en aurait jusqu'à 80 par kilomètre carré au Gabon. Un tel succès biologique s'explique en partie par une reproduction rapide, apte à renouveler les effectifs à mesure que les prédateurs, sûrement très nombreux s'agissant d'un organisme aussi fragile, les font chuter. Or l'équipe de Jens Lorenz Franzen, qui a étudié la jument pygmée gestante de Messel estime par comparaison avec le céphalophe bleu, qu'elle devait avoir une période de gestation de l'ordre de 200 jours, bien plus brève que la gestation d'environ 360 jours (11 mois) des juments actuelles (d'une manière générale, la gestation est plus longue chez les animaux plus massifs). De là l'impression que Eurohippus Messelensis constituait une espèce forestière vive et craintive (apte grâce à sa petite taille à se dissimuler très vite), à forte reproduction et que sa fragilité soumettait à de très nombreux dangers. Un ancêtre très étonnant pour ce robuste organisme des steppes qu'est le cheval sauvage, dont la seule forme actuelle est le cheval de Przewalski :

L'un des chevaux de Przewalski réintroduits dans les steppes de Mongolie (C: Bouette)

L'un des chevaux de Przewalski réintroduits dans les steppes de Mongolie. (C: Bouette)

 

Quoi qu'il en soit, ce tableau suggère un appareil reproductif très efficace et donc hautement évolué, qui contraste avec les pattes archaïques de Eurohippus Messelensis équipées de 14 doigts et non de sabots... Ainsi, les grandes capacités reproductrices des chevaux pygmées et la fréquence de leur fossilisation (celle de juments gestantes en plus!) montre qu'à l'Éocène et fort probablement à la fin du Paléocène, une espèce fragile mais se reproduisant assez vite pouvait prospérer dans une forêt touffue et dangereuse.

Cette situation illustre l'un des résultats typiques de l'explosion radiative des mammifères, en d'autres termes de la multiplication explosive de la diversité génétique des mammifères placentaires et marsupiaux, qui a eu lieu juste après la disparition massive des dinosaures au Paléocène. Manifestement, s'ils ont eu une telle reproduction, les chevaux pygmées de Messel, étaient entourés de prédateurs, la plupart probablement placentaires eux aussi comme aujourd'hui. On sait que le lac a aussi piégé de nombreux rongeurs et des primates... Bref, le pan de la vie éocène qu'illustre Messel traduit le fait que les mammifères placentaires et marsupiaux avaient déjà occupé la plupart des niches écologiques de la planète. Comment ont-ils pu ainsi se répandre et s'adapter si vite à la diversité des conditions régnant sur la Terre s'ils ne disposaient pas d'un système reproductif… très… productif?

Faisant fonctionner à plein leurs petites usines à vie, plus productives que celles des vertébrés terrestres d'autres classes, les mammifères ont multiplié pendant le Paléocène les essais, les erreurs et subis les nombreuses sélections qui leur ont permis au début de l'Éocène d'avoir déjà évolué en de très nombreuses formes aux stratégies de survie très spécialisées. Celle de Eurohippus Messelensis, qui serait comparable à celle du céphalophe bleu, en fournit un exemple. Elle implique les stratégies toute aussi spécialisées des nombreux prédateurs qui devaient compter sur les craintifs Eurohippus pour se nourrir…

Que cette explosion évolutive des mammifères se soit déclenchée si vite après la disparition des dinosaures suggère que lorsqu'ils ont lancé leur conquête de la planète, nos ancêtres mammifères étaient prêts, ou plutôt que nos aïeules mammifères étaient déjà de très productives petites usines de vie. Leur travail reproductif inlassable permit à la classe des Mammalia de se déployer autrement plus vite que toutes les autres classes de vertébrés terrestres. Oui, mon opinion est clairement que l'appareil reproducteur mammifère a dû être au point bien avant que les dinosaures ne déclinent!

Les mammifères étaient prêts, car chez eux le sexe est la mamelle de la vie mammifère! Vous voyez ce que je veux dire?

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