Dimetrodon, une des premières synapsides prédatrices du Permien inférieur (il y a environ 298 à 272 millions d’années). (Exposition au Royal Tyrell Museum, Canada). Crédit : Suresh A. Singh.
Des chercheurs de l’Université de Bristol et de l’Open University proposent que le succès évolutif des premiers grands prédateurs terrestres ait été alimenté par leur besoin de devenir des tueurs.
Les précurseurs des mammifères ont régné sur la Terre pendant environ 60 millions d’années, bien avant l’apparition des premiers dinosaures. Ils se sont diversifiés et sont devenus les principaux prédateurs terrestres il y a entre 315 et 251 millions d’années.
Les chercheurs ont étudié l’anatomie de la mâchoire et la taille du corps des synapsides carnivores, en utilisant ces caractéristiques pour reconstruire les habitudes alimentaires probables de ces anciens prédateurs et suivre leur évolution écologique au fil du temps. Ils ont découvert un changement majeur dans la fonction de la mâchoire synapside il y a environ 270 millions d’années, lié à un changement significatif du comportement prédateur qui a des implications importantes pour l’évolution de nos premiers ancêtres.
À mesure que les herbivores devenaient plus gros et plus rapides, les carnivores se sont adaptés pour devenir des prédateurs plus gros et meilleurs pour survivre.
Principaux changements évolutifs dans les adaptations prédatrices
« Les prédateurs synapsides antérieurs, tels que le célèbre Dimétrodon, avaient des mâchoires assez longues avec beaucoup de dents pour garantir qu’une fois qu’ils avaient pris au piège leur proie, elle ne s’échapperait pas », a expliqué l’auteur principal, le Dr Suresh Singh, basé à l’École des sciences de la Terre de Bristol. « Cependant, nous avons constaté une évolution de la fonction de la mâchoire vers des mâchoires plus courtes, avec une plus grande efficacité musculaire et moins de dents concentrées à l’avant de la mâchoire : il s’agissait de mâchoires adaptées pour fournir des morsures profondes et puissantes.
« Le changement montre que les carnivores synapsides ultérieurs ont mis davantage l’accent sur les blessures graves et ont donc tué plus rapidement leurs proies. Parmi ces synapsides ultérieures se trouvaient les tout premiers carnivores à dents de sabre ! Ce changement met en évidence que les prédateurs étaient confrontés à de nouvelles pressions sélectives de la part de leurs proies.
Inostrancevia, une synapside prédatrice plus avancée et l’un des premiers carnivores à dents de sabre, de la fin du Permien (il y a ~ 259 à 252 millions d’années). (Exposition au Musée royal de l’Ontario, Canada). Crédit : Suresh A. Singh
Cette découverte fournit un contexte important pour une étape clé de l’évolution des synapsides. « La réorganisation des mâchoires synapsides au cours de cette période est connue depuis longtemps comme un grand pas vers l’évolution des mammifères », a ajouté le Dr Armin Elsler, collaborateur de l’étude. « Ces changements ne rendent pas seulement la mâchoire plus efficace ; ils marquent également le tout premier réaménagement de la mâchoire qui a également créé l’oreille complexe trouvée chez les mammifères. Qu’est-ce qui a motivé cette première étape ? Notre étude suggère que cela était en partie dû aux pressions écologiques exercées par leurs proies.
Impact sur la compréhension moderne de l’évolution
Le co-auteur, le Dr Tom Stubbs, a déclaré : « Le moment du changement dans la fonction de la mâchoire correspond à l’évolution de nouveaux herbivores plus grands et plus rapides qui auraient posé un plus grand défi aux prédateurs.
« Les risques pour les carnivores d’être blessés ou tués ont augmenté, de sorte que certains carnivores synapsides sont devenus plus gros et de meilleurs tueurs pour surmonter ces risques. »
Ce changement reflète un nouveau dynamisme dans les interactions prédateurs-proies qui montre que la vie sur terre se déplaçait plus rapidement.
Infographie présentant les différences dans l’anatomie fonctionnelle de la mâchoire et la taille du corps, ainsi que les inférences écologiques potentielles trouvées dans l’étude de comportements davantage semblables à ceux des mammifères parmi les anciennes synapsides prédatrices. Crédit : Œuvre de Suresh A. Singh. Crédit d’insertion photo : Kruger Sightings HD.
« La fin du Paléozoïque était l’époque où les animaux ont commencé à vivre, à manger et à se reproduire entièrement sur terre », a déclaré le professeur Mike Benton, co-directeur de l’étude. Ils sont devenus entièrement terrestres, colonisant de nouveaux habitats et exploitant de nouvelles ressources plus à l’intérieur des terres. les environnements aquatiques dont ils dépendaient auparavant. Nos résultats montrent comment les pressions sélectives exercées sur ces premiers animaux terrestres ont changé à mesure qu’ils se sont mieux adaptés à la vie terrestre – attraper un autre animal capable de se déplacer rapidement et de grandir est beaucoup plus difficile que d’attraper un petit poisson ou un amphibien glissant.
Le professeur Emily Rayfield a également co-supervisé l’étude. Elle a ajouté : « Les interactions prédateur-proie sont aujourd’hui un moteur important du comportement animal, c’est donc quelque chose de voir cette influence à travers l’évolution anatomique sur des millions d’années et de découvrir qu’elles sont potentiellement responsables de grands progrès dans notre propre histoire évolutive.
« Cela montre comment les paléontologues peuvent utiliser la relation entre forme et fonction pour explorer la façon dont différents animaux préhistoriques ont pu vivre, ce qui peut nous en dire beaucoup sur l’évolution de la vie sur Terre. »
Les chercheurs ont également découvert que la diversité morphologique des carnivores synapsides avait augmenté après ce changement, avec l’ajout de nouveaux groupes fonctionnels adaptés soit à des vitesses de morsure plus rapides, soit à des morsures encore plus puissantes jusqu’au Permien moyen – il y a environ 265 à 251 millions d’années. En évaluant la taille de ces nouveaux carnivores espèces comparés au sein de différentes communautés au fil du temps, ils ont réalisé que ces communautés avaient peut-être commencé à ressembler étroitement à celles des mammifères carnivores modernes.
