Les ancêtres des mammifères pourraient avoir fait le saut évolutif de la ponte à la naissance vivante au moins 90 millions d’années plus tôt que prévu.
Anneaux de croissance dans les os fossiles d'un adulte Chiniquodon theotonicusune espèce de cynodonte qui vivait il y a environ 236 millions d'années, révèle que l'animal était relativement grand lorsqu'il était bébé, rapportent des chercheurs le 13 août. Frontières de la science des mammifères. Des nouveau-nés aussi lourds, par rapport à la taille du corps adulte, sont typiques des mammifères modernes, mais pas des nouveau-nés, qu'il s'agisse de reptiles ou d'oiseaux. Selon l'équipe, cela suggère que ce fossile de cynodonte pourrait être la première preuve de naissance vivante.
La question de savoir quand les ancêtres des mammifères sont devenus vivipares, donnant naissance à des petits vivants, a longtemps été un mystère, explique Leandro Gaetano, paléontologue au Conseil national de la recherche scientifique et technique de Buenos Aires. Les mammifères constituent la seule lignée survivante des cynodontes (qui signifie « dents de chien »), un groupe de créatures apparu il y a environ 260 millions d’années, vers la fin du Permien.
Les cynodontes ont connu de puissantes avancées évolutives par rapport à leurs propres ancêtres, les thérapsides. Ils avaient des dents différenciées, arborant des canines, des incisives et des molaires, ce qui permettait de traiter une variété d'aliments en les coupant, les déchirant et les broyant. Leurs mâchoires étaient adaptées à la mastication, y compris un palais secondaire qui leur permettait de mâcher et de respirer en même temps, accélérant ainsi la digestion et permettant d'alimenter un taux métabolique plus élevé.
En conséquence, les cynodontes avaient au moins partiellement le sang chaud. Ceci, ainsi que leurs capacités fouisseuses, pourraient les avoir aidés à survivre à l’extinction massive de la fin du Permien, il y a environ 252 millions d’années.
La naissance vivante est une caractéristique de la plupart des mammifères modernes, à l'exception des monotrèmes pondeurs comme les ornithorynques. Mais on pensait que la viviparité n'apparaissait que bien plus tard dans la lignée des cynodontes, avec l'émergence d'un groupe appelé mammifères therians il y a environ 160 millions d'années.
La nouvelle chronologie est issue des analyses d'un C. theotonicus spécimen trouvé dans le nord-ouest de l’Argentine. L'équipe a examiné les anneaux de croissance dans les os de la créature et a identifié une ligne néonatale, un anneau sombre microscopique qui marque le stress métabolique intense de la naissance, séparant les tissus prénatals des tissus postnatals.
En utilisant la lignée néonatale et d’autres anneaux de croissance osseuse, l’équipe a estimé que l’animal pesait environ 1,7 kilogramme à la naissance et environ 12 kilogrammes à sa mort. Cela représente un rapport de masse corporelle nouveau-né/adulte d’environ 14 pour cent.
Les chercheurs ont ensuite tracé C. theotonicus' rapport de masse corporelle nouveau-né/adulte à côté de celui de milliers de créatures modernes. Cette liste comprenait des reptiles tels que des tortues, des serpents et des crocodiles ; des oiseaux tels que des grues et des vautours ; les mammifères non placentaires qui pondent des œufs tels que les échidnés ; les marsupiaux élevant des poches tels que les kangourous ; et les mammifères placentaires qui donnent naissance à des petits vivants pleinement développés, y compris les humains.
« Nous avons été étonnés de constater que C. theotonicus regroupé avec ceux existants [living] mammifères placentaires », dit Gaetano. Son rapport de masse corporelle était presque identique à celui d'une petite antilope africaine appelée céphalophe bai. En revanche, le rapport de masse corporelle nouveau-né/adulte pour les monotrèmes et les marsupiaux peut être d'environ 0,15 pour cent. Pour les reptiles et les oiseaux, il peut être de 0,1 pour cent à 4,5 pour cent. Cette comparaison suggère fortement que C. theotonicus a accouché vivant, disent Gaetano et ses collègues.
Une implication de cette suggestion est qu'elle ouvre la question de savoir si la naissance vivante des mammifères a évolué une fois, mais beaucoup plus tôt chez les ancêtres des mammifères, ou si elle a réellement évolué au moins deux fois, explique Randall Irmis, paléontologue à l'Université de l'Utah à Salt Lake City qui n'a pas participé à l'étude. « Nous aurons besoin de davantage de preuves fossiles pour tester ces deux hypothèses », déclare Irmis.
Mais c’est un défi, car les chercheurs n’ont pas encore trouvé d’autres tissus embryonnaires fossilisés chez les cynodontes qui pourraient aider à démontrer que ce style de reproduction avait évolué plus tôt.
Et il existe des preuves solides que certains autres ancêtres et parents des premiers mammifères pondaient encore des œufs. Lystrosaureun dicynodont qui vivait il y a environ 250 millions d'années et a également survécu à l'extinction du Permien, et a certainement pondu des œufs : les scientifiques ont trouvé un Lystrosaure embryon conservé dans une coquille. Ensuite, il y a Kayentatherium wellesiun cynodonte qui vivait il y a environ 196 millions d'années ; Les fossiles de cette créature, trouvés dans le nord de l'Arizona, ont révélé un adulte avec 38 petits, un nombre qui suggère davantage une couvée d'œufs qu'une portée de bébés.
« Il faudrait des preuves solides pour démontrer la viviparité », explique Eva Hoffman, paléontologue au Musée américain d'histoire naturelle de New York qui étudie l'évolution des cynodontes. « Et je n'ai vu cela pour aucun cynodont non thérien. »