La raison pour laquelle les mammifères pondeurs d’œufs étranges existent encore aujourd’hui est peut-être parce que leurs ancêtres ont pris l’eau, suggèrent maintenant les scientifiques.

Les mammifères pondeurs — les monotrèmes, y compris l’ornithorynque et les fourmiliers épineux – sont des parents excentriques du reste des mammifères, qui portent des jeunes vivants. En plus de pondre des œufs, d’autres bizarreries les font ressembler plus à des reptiles qu’à nos parents. Ils ont une démarche reptilienne avec des jambes sur les côtés plutôt que sous le corps, par exemple, et un seul conduit pour l’urine, les excréments et le sexe au lieu de multiples ouvertures.

Ces bizarreries sont souvent considérées comme des « fossiles vivants » primitifs qui éclairent ce à quoi pouvaient ressembler nos lointains ancêtres.

Invasion australienne

Il y a longtemps, les monotrèmes et leurs proches parents étaient les mammifères dominants dans toute l’Australie. Maintenant, il ne reste plus que deux sortes de monotrèmes sur la planète — les ornithorynques à bec de canard et les quatre espèces d’échidnés, ou fourmiliers épineux. Comme tous les mammifères, ils possèdent des poils, du lait, des glandes sudoripares, trois os de l’oreille moyenne et une région du cerveau connue sous le nom de néocortex.

Les monotrèmes ont été presque totalement balayés lorsque leurs cousins marsupiaux porteurs de poches – dont les kangourous sont des exemples modernes — ont envahi l’Australie il y a 71 à 54 millions d’années. Les marsupiaux semblent avoir un certain nombre d’avantages par rapport aux monotrèmes — leur corps semble plus efficace à la locomotion, et le fait qu’ils donnent naissance à une progéniture vivante pourrait fournir de meilleurs soins aux jeunes.

De plus, avant que les marsupiaux n’atteignent l’Australie, ils avaient migré d’Asie vers les Amériques vers l’Antarctique. La lutte que les marsupiaux ont vraisemblablement eue avec tous les animaux de ces continents au cours de ce voyage pourrait les avoir préparés à la compétition, « alors que les mammifères australiens qui se sont éteints à l’arrivée des marsupiaux étaient pour la plupart isolés en Australie depuis très longtemps », a expliqué le chercheur Matthew Phillips, biologiste de l’évolution à l’Université nationale australienne de Canberra.

Toutes ces forces expliquent pourquoi les marsupiaux ont triomphé en Australie. Le mystère est alors pourquoi tous les monotrèmes ont survécu.

Nagez pour ça!

Maintenant, Phillips et ses collègues suggèrent que les ornithorynques et les échidnés vivaient parce que leurs ancêtres cherchaient refuge là où les marsupiaux ne pouvaient pas suivre — l’eau.

Les ornithorynques sont des créatures amphibies, tandis que les échidnés — les fourmiliers — sont terrestres. Cependant, de nouvelles preuves génétiques et des comparaisons avec des monotrèmes fossiles suggèrent que les échidnés n’ont divergé des ornithorynques qu’il y a 19 à 48 millions d’années. Cela signifie que les échidnés ont récemment eu des prédécesseurs semi-aquatiques et n’ont recolonisé la terre que plus tard. Un certain nombre d’aspects de la biologie de l’échidné sont compatibles avec un ancêtre de type ornithorynque amphibie – un corps profilé, des membres postérieurs en saillie vers l’arrière qui pourraient servir de gouvernails et les contours d’un bec ressemblant à un canard pendant le développement embryonnaire.

« Les fossiles ressemblant à des ornithorynques sont connus depuis au moins 61 millions d’années. On pensait que le dossier fossile beaucoup plus court pour les échidnés, d’il y a environ 13 millions d’années, était juste dû à la nature inégale du dossier fossile « , a déclaré Phillips. Leurs nouvelles découvertes suggèrent que « l’absence de fossiles d’échidnés précoces était en fait due au fait qu’ils n’avaient tout simplement pas encore évolué. »

Les chercheurs conjecturent que les marsupiaux ne pouvaient pas se permettre une invasion substantielle des milieux aquatiques car à leur naissance, ils ont besoin de téter du lait en permanence pendant des semaines; les marsupiaux nouveau-nés pourraient se noyer si jamais leurs mères devaient s’aventurer dans l’eau.Ces résultats éliminent une contradiction apparente entre les données fossiles et les preuves ADN, a déclaré Zhe-Xi Luo, conservateur de la paléontologie des vertébrés au Carnegie Museum of Natural History de Pittsburgh.

Le biologiste de l’évolution Peter Waddell à l’Université Purdue à West Lafayette, Ind., a expliqué qu’une étude antérieure basée sur les premiers fossiles de monotrèmes avait suggéré que l’ornithorynque et l’échidné divergeaient il y a plus de 110 millions d’années, tandis que les données moléculaires suggéraient une divergence beaucoup plus récente.

« Matt Phillips et ses collègues ont réévalué les données fossiles et moléculaires et conclu que la scission ornithorynque-échidné est en fait relativement récente », a déclaré le mammalogiste Robin Beck à l’American Museum of Natural History de New York. « Pour faire simple, les os et les gènes semblent raconter essentiellement la même histoire, ce qui est rassurant. »

« Un autre aspect intéressant de cette étude est qu’elle suggère que l’échidné a évolué à partir d’un ancêtre qui ressemblait beaucoup à un ornithorynque moderne, malgré le fait que les échidnés et les ornithorynques sont anatomiquement très différents », a ajouté Beck. « Cette hypothèse a déjà été suggérée, mais le présent article fournit la preuve la plus convaincante à ce jour que c’est ce qui s’est réellement passé. Non seulement cela, mais le papier suggère que le passage d’une forme corporelle ressemblant à un ornithorynque à une forme corporelle ressemblant à un échidné semble s’être produit étonnamment rapidement, en moins de 15 à 25 millions d’années. Qu’un changement aussi important dans la morphologie globale puisse se produire si rapidement est intrigant. »

Questions ouvertes

L’indice selon lequel les échidnés pourraient avoir évolué après l’arrivée des marsupiaux en Australie « contredit l’hypothèse commune selon laquelle les monotrèmes sont des fossiles vivants qui ne font que marcher sur l’eau dans un sens évolutif et attendent de s’éteindre face à la concurrence avec des mammifères « supérieurs », comme les marsupiaux », a ajouté Phillips.

Le registre fossile des monotrèmes reste très incomplet, en particulier entre environ 100 et 25 millions d’années, a déclaré Beck, notant que les fossiles qui comblent cet écart de 75 millions d’années « pourraient être trouvés en Australie, en Amérique du Sud ou même en Antarctique. Cependant, il existe un certain nombre de sites fossiles en Australie âgés de 20 à 25 millions d’années, et les résultats du présent article suggèrent que les échidnés ont évolué pendant cette période. Avec un peu de chance, les futures expéditions sur ces sites découvriront des échidnés fossiles qui démontrent le passage d’une forme corporelle ressemblant à un ornithorynque à une forme corporelle ressemblant à un échidné. »

Étant donné qu’un trait souvent considéré comme primitif — la ponte – aurait en fait aidé les monotrèmes à survivre jusqu’à nos jours, des recherches futures pourraient déterminer si la même chose vaut pour d’autres caractéristiques de la leur. Par exemple, leurs épaules ressemblant à des reptiles sont pauvres pour courir vite, mais elles fournissent un solide contreventement. Cela permet une musculature énorme des épaules et des bras pour une utilisation dans des manœuvres rapides dans l’eau pour l’ornithorynque ou pour creuser des échidnés, a déclaré Phillips.

Les scientifiques ont détaillé leurs résultats en ligne le 21 septembre dans les Actes de l’Académie nationale des Sciences.

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