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Évolution des mammifères

Les mammifères modernes d’aujourd’hui sont des synapsides : descendants d’un groupe appelé cynodontes apparu au Permien supérieur.

Évolution des mammifères

L’évolution des mammifères est passée par de nombreuses étapes depuis la première apparition de leurs ancêtres synapsides à la fin du Carbonifère. Les mammifères sont des synapsides : ils possèdent une seule ouverture dans le crâne. Ils sont les seuls synapsides vivants, les formes précédentes s’étant éteintes au Jurassique. Les premiers synapsides non-mammifères peuvent être divisés en deux groupes : les pelycosaures et les thérapsides. Au sein des thérapsides, un groupe appelé les cynodontes est considéré comme l’ancêtre des mammifères. Au milieu du Trias, il existait de nombreuses espèces de synapsides qui ressemblaient à des mammifères. La lignée menant aux mammifères actuels s’est divisée au Jurassique. Les synapsides de cette période comprennent Dryolestes (plus proche des placentaires et marsupiaux actuels que des monotrèmes) ainsi qu’Ambondro (plus proche des monotrèmes). Plus tard, les lignées euthériennes et métathériennes se sont séparées. Les métathériens sont les animaux les plus proches des marsupiaux, tandis que les euthériens sont les animaux les plus proches des placentaires. Les euthériens se distinguent des non-euthériens par diverses caractéristiques des pieds, des chevilles, des mâchoires et des dents. L’une des principales différences entre les euthériens placentaires et non placentaires est que les placentaires sont dépourvus d’os épipubiens, qui sont présents chez tous les autres mammifères fossiles et vivants (marsupiaux et monotrèmes).

Cynodontes : Les cynodontes, apparus au Permien supérieur il y a 260 millions d’années, seraient les ancêtres des mammifères modernes.

Puisque Juramaia, le plus ancien euthérien connu, vivait il y a 160 millions d’années au Jurassique, cette divergence a dû se produire à la même période. Après que le phénomène d’extinction du Crétacé-Paléogène ait anéanti les dinosaures non aviaires (les oiseaux sont généralement considérés comme les dinosaures survivants) et plusieurs autres groupes de mammifères, les mammifères placentaires et marsupiaux se sont diversifiés en de nombreuses formes et niches écologiques nouvelles tout au long du Paléogène et du Néogène, au terme desquels tous les ordres modernes sont apparus.

La lignée des synapsides s’est distinguée de celle des sauropsides à la fin du Carbonifère, entre 320 et 315 millions d’années. Les sauropsides sont les reptiles et les oiseaux actuels, ainsi que tous les animaux éteints qui leur sont plus étroitement apparentés qu’aux mammifères. Cela n’inclut pas les reptiles ressemblant à des mammifères, un groupe plus étroitement lié aux mammifères. Pendant toute la période permienne, les synapsides comprenaient les carnivores dominants et plusieurs herbivores importants. Au cours du Trias suivant, cependant, un groupe de sauropsides jusqu’alors obscur, les archosaures, est devenu le vertébré dominant. Les mammifères sont apparus au cours de cette période ; leur odorat supérieur, soutenu par un gros cerveau, a facilité leur entrée dans des niches nocturnes moins exposées à la prédation des archosaures. Le mode de vie nocturne a peut-être grandement contribué au développement de caractères mammaliens tels que l’endothermie et les poils. Plus tard au Mésozoïque, après que les dinosaures théropodes ont remplacé les rauisuchiens comme carnivores dominants, les mammifères se sont étendus à d’autres niches écologiques. Par exemple, certains sont devenus aquatiques, d’autres étaient des planeurs, et certains se sont même nourris de dinosaures juvéniles. La plupart des preuves sont constituées de fossiles. Pendant de nombreuses années, les fossiles de mammifères mésozoïques et de leurs ancêtres immédiats étaient très rares et fragmentaires. Cependant, depuis le milieu des années 1990, de nombreuses découvertes importantes ont été faites, notamment en Chine. Les techniques relativement nouvelles de phylogénétique moléculaire ont également permis d’éclairer certains aspects de l’évolution des mammifères en estimant la date des points de divergence importants pour les espèces modernes. Utilisées avec précaution, ces techniques concordent souvent, mais pas toujours, avec les données fossiles. Bien que les glandes mammaires soient un trait caractéristique des mammifères modernes, on sait peu de choses sur l’évolution de la lactation. En effet, ces tissus mous ne sont pas souvent préservés dans les archives fossiles. La plupart des études sur l’évolution des mammifères portent plutôt sur la forme des dents, les parties les plus dures du corps des tétrapodes. D’autres aspects très étudiés incluent l’évolution des os de l’oreille moyenne, la posture érigée des membres, un palais secondaire osseux, la fourrure et les cheveux, et le sang chaud.

Une caractéristique clé des synapsides est l’endothermie, plutôt que l’ectothermie observée chez la plupart des autres vertébrés. L’augmentation du taux métabolique nécessaire à la modification interne de la température corporelle est allée de pair avec des modifications de certaines structures squelettiques. Les derniers synapsides, qui présentaient des caractéristiques plus évoluées propres aux mammifères, possédaient des joues pour tenir la nourriture et des dents hétérodontes (spécialisées dans la mastication en décomposant mécaniquement la nourriture pour accélérer la digestion et libérer l’énergie nécessaire à la production de chaleur). La mastication requiert également la capacité de mâcher et de respirer en même temps, ce qui est facilité par la présence d’un palais secondaire. Il sépare la zone de la bouche où se produit la mastication de la zone située au-dessus où se produit la respiration, ce qui permet à la respiration de se poursuivre sans interruption pendant la mastication. Le palais secondaire n’existe pas chez les pelycosaures, mais il est présent chez les cynodontes et les mammifères. L’os de la mâchoire montre également des changements entre les premiers synapsides et les plus récents. L’arcade zygomatique, ou pommette, est présente chez les mammifères et les thérapsides avancés comme les cynodontes, mais pas chez les pelycosaures. La présence de l’arc zygomatique suggère la présence du muscle masséter, qui ferme la mâchoire et fonctionne dans la mastication.