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Présentation du Collectif des 12 Singes

 

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Publié par Collectif des 12 Singes

Protungulatum donnae, l'ancêtre de tous les mammifères placentaires, né juste après l'extinction des dinosaures (-65 Ma)

Protungulatum donnae, l'ancêtre de tous les mammifères placentaires, né juste après l'extinction des dinosaures (-65 Ma)

 

L’ancêtre commun de l'humanité avec la plupart des autres mammifères serait un animal à peu près de la taille d’un rat, qui ne pesait pas plus de 250 g, avait une longue queue velue et se nourrissait d’insectes. Ce petit animal insectivore est l'ancêtre commun le plus probable des espèces sur la branche la plus abondante et diversifiée de l'arbre de la famille des mammifères, celle des placentaires (créatures qui nourrissent leurs petits dans l'utérus par un placenta). Les scientifiques ont collecté et analysé les caractéristiques physiques et génétiques de 86 espèces, dont 40 sont éteintes mais connues grâce aux fossiles. Ils ont rassemblé 4500 traits, comme la présence ou l'absence d'ailes, de dents et certains types de squelettes, ainsi que d'autres caractéristiques morphologiques qu'ils ont combinés avec les traits génétiques. Cette banque de données de l'histoire des mammifères est accessible au public en ligne et compte plus de 12 000 illustrations : www.morphobank.org.

 

 

La Pangée (du grec ancien pân « tout » et gaîa « terre », littéralement « toutes les terres ») est un supercontinent rassemblant la quasi-totalité des terres émergées. Au début du Carbonifère, le Protogondwana, qui a lui-même lentement dérivé vers le Nord, amorce sa collision avec le supercontinent Laurussia (à ne pas confondre avec la Laurasie), créant l'orogénèse hercynienne (ensemble des mécanismes de formation des montagnes) qui soulève les Appalaches et les Maurétanides : c'est l'assemblage de la Pangée, achevé au début du Permien (-290 Ma). Depuis l'Ordovicien il aura fallu plus de 200 millions d’années pour rassembler tous les morceaux de la Pangée.

À la fin du Permien, il y a 252 millions d’années, l'augmentation du volcanisme (notamment l'éruption d'un supervolcan en Sibérie, dont les trapps - plateaux de basaltes - de Sibérie sont la trace) et la soudaine libération d'hydrates de méthane à partir des océans (avec, comme conséquence, une baisse importante de la teneur en dioxygène) ont conduit à une chaleur extrême qui aurait pesé sur la Terre pendant 5 millions d'années. Dans les régions équatoriales, la température avoisinait entre 50°C et 60°C, tandis qu'à la surface des océans équatoriaux elle approchait 40°C. Cela a provoqué la plus grande extinction d'espèces vivantes dans l'histoire de l'évolution de la vie sur Terre, avec la disparition de 95 % des espèces marines et de 70 % des espèces vivant sur les continents.

 

Le Trias est une subdivision de l'ère Mésozoïque comprise entre -252 et -201 millions d'années. Depuis le Carbonifère supérieur et la fermeture sur sa partie Ouest d'un vaste océan Est-Ouest appelé Paléotéthys, la majeure partie des terres émergées est regroupée en un seul supercontinent appelé Pangée. Ainsi, au Trias inférieur (-252 Ma à -235 Ma), la disposition des continents ressemble à une sorte de "Pac-Man" avec la bouche ouverte vers l'Est. La "mâchoire" supérieure est appelée Laurasia, la partie inférieure Gondwana, et la Pangée est entourée d'un vaste océan appelé Panthalassa (« toute la mer »). La Paléotéthys (l'océan qui forme donc l'espace dans la bouche) continue de se refermer à l'Est pendant tout le Trias. Sa fermeture par subduction en direction du Nord crée une succession de petits océans (appelés bassins d'arrière-arc) dont on observe aujourd'hui les sédiments principalement en Europe de l'Est (bassins dit de Hallstatt, Meliata, Maliak et Küre). Au Permien, certaines terres se sont séparées de la marge Nord du Gondwana et ont commencé à dériver vers le Nord. Ce sont des parties de la Turquie, de l'Iran, de l'Afghanistan, du Tibet et de la Chine du Sud, chapelet de grandes îles qui est appelé « continents cimmériens ». Ces morceaux terrestres vont entrer en collision avec la Laurasia au Trias supérieur (-235 Ma à -201 Ma) engendrant l'orogénèse cimmérienne. Le Trias supérieur voit aussi se développer une importante province magmatique qui recouvre aujourd'hui le Maroc et la Nouvelle-Angleterre aux États-Unis. Ce volcanisme est précurseur de l'ouverture de l'Atlantique central qui va suivre.

 

Un climat chaud perdurera pendant toute la période. En effet, la taille importante du supercontinent Pangée devait modérer l'influence de l'océan sur son climat et il devait y avoir de grands déserts ainsi que d'importantes zones de climat continental.

Le Trias inférieur est marqué par une lente et difficile rediversification des espèces après l’extinction massive du Permien. Il est aussi probable que l'environnement encore instable ait provoqué plusieurs petites extinctions qui ont marqué des arrêts dans la rediversification. Le Trias moyen est une époque stable qui observe le retour de systèmes écologiques complets et complexes, notamment les récifs qui étaient absents du Trias inférieur. Le Trias supérieur est marqué par une succession de petites crises touchant à chaque fois différentes communautés (la faune pélagique/marine, la faune benthique du fond des eaux, la flore terrestre, les dinosaures), crises entrecoupant des périodes de stabilité et qui vont amener à la grande crise de la limite Trias/Jurassique. Trois types d'organismes marquent donc le Trias : des survivants de la limite Permien/Trias (P/T), des groupes qui vont exploser mais qui auront une durée de vie limitée et de nouveaux groupes qui domineront tout le Mésozoïque (de -252 Ma à -66 Ma).

Les spermatophytes, ou plantes à graines, vont dominer la flore et dans l'hémisphère Nord les conifères vont se multiplier. L'explosion radiative (évolution rapide, à partir d'un ancêtre commun, d'un ensemble d'espèces caractérisées par une grande diversité écologique et morphologique ; chaque nouvelle espèce est adaptée à une niche particulière) suite à l'extinction du Permien a permis l'émergence de nombreuses espèces carnivores, mais aussi des omnivores bipèdes et des herbivores, certaines espèces avec des tailles colossales d'autres de tailles de l'ordre des lézards actuels. Différents groupes d'amphibiens vont se succéder tout au long du Trias en se maintenant avec succès. Chez les reptiles, les Archosaures vont progressivement remplacer les reptiles synapsides qui ont dominé le Permien. Certains d'entre eux avec des espèces de petites tailles, évolueront en donnant entre autres naissance aux ptérosaures et aux dinosaures. Les Squamata apparaissent au Carnien et ils donneront naissance aux lépidosauriens (serpents et lézards actuels).

Au Carnien (de -235 Ma à -228 Ma), des synapsides (du grec sun « avec » et apsis « liaison » : l'un des deux grands types d'amniotes avec les sauropsidés, ils sont apparus au Carbonifère supérieur, il y a environ 320 millions d'années ; les seuls synapsides actuels sont les mammifères, mais ils sont aussi représentés par de nombreux groupes fossiles) vont donner naissance aux premiers mammifères. Les plus anciens fossiles connus de cette classe à laquelle l’humain appartient datent d'environ -225 Ma, notamment avec Tikitherium copei. Les os de leur oreille moyenne sont clairement séparés de ceux de leur mâchoire inférieure, trait qui, dans l'évolution des espèces, les distinguent des reptiles.

 

 

Il y a eu trois grandes phases dans l'éclatement de la Pangée. La première phase a débuté à la fin du Trias (-201 Ma) lorsque la Pangée a commencé à se fracturer, approximativement là où elle s'était assemblé, par un rift séparant l'Amérique du Nord et l'Afrique. Ce rift devait être semblable à l'actuel rift de la vallée du Jourdain et de la Mer Morte, car situé aux mêmes latitudes tropicales désertiques. Ainsi, l'éloignement des terres de la Pangée centrale (Amérique du Nord, Amérique du Sud et Afrique) par rapport à la mer a conduit à une forte baisse des précipitations dans ces régions et, donc, l'expansion de gigantesques déserts.

 

L'extinction du Jurassique ou extinction T-J est une extinction massive qui s'est produite à la fin du Trias, il y a environ 201 millions d’années à peu près au moment où la Pangée s'est fracturée. Près de 20 % des espèces marines, les Crurotarsi les plus importants, une grande partie des Therapsida (anciennement appelés reptiles mammaliens, ils forment avec les "pélycosaures" et les mammifères la classe des synapsides. Ils font partie des premiers amniotes apparus au début du Permien et qui concurrencèrent les dinosaures jusqu’au Trias. Peu après leur apparition, ils évoluèrent en différentes lignées de carnivores et d'herbivores, une lignée ayant donné lieu à la différenciation des mammifères) et les gros amphibiens ont disparu. La diversité biologique a été diminuée de moitié. Cette extinction peut être due à la conjugaison d’une éruption volcanique (ouverture de la province magmatique centre atlantique) qui aurait entraîné un réchauffement climatique global graduel avec fluctuations du niveau de la mer. Cette extinction a permis l'explosion radiative des dinosaures en libérant des niches écologiques.

La partie Gondwana de l’ancienne Pangée a également commencé à se fracturer au début du Jurassique (environ -184 Ma), accompagné par des éruptions massives de lave basaltique, quand l'Est du Gondwana (comprenant l'Antarctique, Madagascar, l'Inde et l'Australie) a commencé à se séparer de l'Afrique. Le rifting qui a eu lieu entre l'Amérique du Nord et l'Afrique a produit de multiples rifts avortés, sauf une faille qui a donné lieu à un nouvel océan, l'océan Atlantique Nord. Ce rift a ouvert au début du Jurassique moyen (environ -175 Ma) l'océan Téthys et séparé la partie Nord de la partie Sud de la Pangée pour former deux nouveaux supercontinents : le Gondwana et la Laurasia.

Le Gondwana se morcelle ensuite durant le Jurassique supérieur, il y a 160 millions d'années, lorsqu'un rift sépare l'Afrique de l'Inde.

 

Les conditions climatiques arides du Trias déclinent régulièrement durant le Jurassique, plus spécialement aux latitudes élevées. Le climat chaud et humide permet le développement de jungles luxuriantes qui couvrent une grande partie des terres. Les conifères continuent à dominer la flore, ils constituent le groupe le plus diversifié et la majorité des arbres. Le Jurassique est l’âge d’or des grands dinosaures, et sur terre les Archosauria (clade regroupant les crocodiliens et les oiseaux, ainsi qu'un grand nombre de groupes disparus, comme les ptérosaures et les dinosaures non-aviaires) sont dominants.

Les thériens (du grec ancien thêrion, « animal sauvage ») forment le groupe réunissant les métathériens (dont les seuls représentants actuels portent leurs petits dans une poche externe comme les marsupiaux) et les euthériens (les survivants de ce groupe portent leurs petits en interne dans un placenta). La sous-classe Theria rassemble actuellement presque toutes les espèces de mammifères (99,9 % : environ 4 000 espèces formant 114 familles chez les euthériens, 270 espèces formant 16 familles chez les métathériens), sauf les quelques espèces de protothériens (3 espèces formant 2 familles, caractérisées par le fait d'être à la fois ovipares comme les reptiles et mammifères : ils pondent des œufs mais allaitent leurs petits, c’est le cas par exemple des ornithorynques).

On a longtemps pensé que les euthériens et les métathériens, groupes frères, avaient divergé pendant la période jurassique, il y a environ 170 millions d'années, sans doute dans l'hémisphère Nord. La découverte du fossile Juramaia sinensis (de Jura « Jurassique » et Maia « mère » en Grec), vieux d'environ 160 millions d'années (vraisemblablement du Callovien, à la fin du Jurassique moyen), a eu lieu en Chine, dans la formation du Yixian située dans la province du Liaoning, au Nord-Est de Pékin. Sa denture, notamment, le rattache clairement à la lignée des euthériens (sachant que le foyer d'origine des euthériens serait l'Asie, celui des métathériens l'Amérique du Nord), faisant de lui le plus ancien thérien (assez similaire à Eomaia scansoria). Il devait peser entre 15 et 17 grammes. Les membres antérieurs semblent adaptés à un mode de vie arboricole, tout comme chez Eomaia et les plus anciens métathériens comme Sinodelphys szalayi. Ce trait les distingue de la plupart des mammifères de l’époque qui étaient généralement terrestres. Il semblerait donc que la radiation des euthériens et des métathériens soit survenue grâce à des adaptations écomorphologiques, notamment à la vie arboricole. Les molaires sont tribosphéniques (molaires à trois pointes, cones ou cuspides, sur leur plateau supérieur). Ce type de dents primitif est retrouvé chez les jeunes ornithorynques (les adultes n'ont pas de dents) et chez les mammifères insectivores. On ne sait pas si ce type de dents est d'origine monophylétique ou s'il a une double origine : l'une au Gondwana (clade Australosphenida) et l'autre en Laurasie (futurs marsupiaux et placentaires).

Les Australosphénides forment un clade (du grec clados, qui signifie « branche » : groupe monophylétique d'organismes comprenant un organisme particulier et tous ses descendants) de mammifères, groupe frère du clade des Boreosphenida. Aujourd'hui, il n'y a que cinq espèces survivantes (l'ornithorynque et quatre espèces d’échidné), essentiellement monotrèmes (« un seul trou », pour uriner, déféquer, copuler et enfanter pour les femelles, comme chez les reptiles), qui vivent en Australie et en Nouvelle-Guinée, mais des fossiles ont été trouvés à Madagascar et en Argentine.

L’évolution vers des membres droits est incomplète chez les mammifères. Les monotrèmes vivants et fossiles ont des pattes latérales. En fait, la position parasagitale (non latérale) est un synapomorphisme (une caractéristique particulière) des Boreosphenida.

Les boréosphénides regroupent les métathériens et les euthériens, c'est-à-dire tous les thériens actuellement existants, ce qui inclut le plus ancien ancêtre commun aux marsupiaux et placentaires modernes.

 

Juramaia montre des caractères distinctifs des placentaires mais aussi des caractères ancestraux avec les marsupiaux : il est plus proche de Eomaia que de Sinodelphys, mais au rang le plus basal.

 

 

La deuxième étape majeure dans l'éclatement de la Pangée a commencé dans le Crétacé inférieur (150-140 Ma), lorsque le supercontinent du Gondwana mineur s’est séparé en plusieurs continents (Afrique, Amérique du Sud, Inde, Antarctique et Australie). À la même époque, le continent Atlantica (l’Amérique du Sud et l'Afrique d'aujourd'hui) s’est finalement séparé de l'Est du Gondwana (l’Antarctique, l'Inde et l'Australie), provoquant l'ouverture d'un "Océan Indien du Sud".

La tendance au refroidissement amorcée à la fin du Jurassique se poursuit. Les pôles ont peut-être connu à cette époque des glaciers permanents, ainsi que quelques montagnes élevées aux latitudes moyennes. Cette tendance est due à l’activité volcanique intense qui produit de larges quantités de dioxyde de carbone. Ce refroidissement n’est pas typique du Crétacé : à la fin du Berriasien (-145 Ma à -140 Ma) les températures remontent puis restent relativement stables pendant le reste de cette période. Le gradient de température équateur-pôle est bien moins élevé que de nos jours ; les vents sont donc plus faibles, et en conséquence les remontées d’eau des océans sont moins accentuées et les océans plus stagnants. Ces océans sont donc moins oxygénés. La température de surface et en profondeur des océans est nettement plus élevée que de nos jours.

À partir d'environ -130 Ma, l’Amérique du Sud a commencé à dériver lentement vers l'Ouest à partir de l'Afrique alors que l'Atlantique Sud s’ouvrait, résultant en des conditions maritimes ouvertes vers -110 Ma. L’Atlantique Sud ne s’est complètement ouvert qu’au Crétacé, lorsque la Laurasie a commencé à tourner dans le sens horaire et s’est déplacée vers le Nord de l'Amérique du Nord, et l'Eurasie au Sud. Le mouvement horaire de la Laurasie avait conduit à la fermeture de la Téthys. Du point de vue climatique, l'existence de plusieurs masses continentales favorise les courants océaniques tout comme les interactions entre le milieu marin et continental, apportant précipitations et adoucissant le climat global, multipliant ainsi les chances de voir apparaître de nouvelles espèces. L'ouverture de cet océan Atlantique connecte les océans tropicaux d’Ouest en Est et a ainsi ramené l'humidité dans les régions arides. Le climat global est donc chaud, avec des régions polaires dépourvues de glace permanente. Toutefois, il existait des glaciers qui ont pu atteindre, sur de courtes périodes, jusqu'à 60 % du volume actuel de l’Antarctique (le niveau de la mer chutant de 25 à 40 mètres, alors que la température de l’océan dans les zones tropicales avoisinait 37 C contre les 28 C actuels pour la zone Ouest tropicale de l'Atlantique).

 

Des fossiles de plantes adaptées à la chaleur ont été trouvés dans des régions aux latitudes élevées telles que l’Alaska ou le Groenland. Les angiospermes (plantes à fleurs, donc les végétaux qui portent des fruits) s’étendent mais ne deviennent dominantes qu'à partir de la fin du Crétacé, pendant le Campanien. Leur dissémination est aidée par l’apparition des abeilles (les relations insectes-angiospermes sont un bon exemple de coévolution). Les plantes se modernisent, bien que les herbes n’évoluent pas avant la fin de cette période. Les premiers représentants d’arbres à feuilles (figuiers, magnolias et platanacées), apparaissent durant le Crétacé.

Des fossiles de dinosaures sont présents à des latitudes éloignées du pôle Sud de seulement 15°. La faune est dominée par les reptiles archosauriens, essentiellement des dinosaures. Dans le ciel, les ptérosaures sont communs dans les environnements maritimes, en particulier durant le Crétacé inférieur et moyen. Les mammifères sont petits et n’ont que peu d’importance dans le règne animal.

 

La découverte de Sinodelphys szalayi, le plus ancien métathérien connu, et celle d'Eomaia scansoria (n’appartenant pas aux thériens mais ayant des caractéristiques primitives communes), tous deux découverts dans la même formation géologique chinoise du Yixian datée de -125 Ma (Barrémien, au Crétacé inférieur) montre que la séparation s'est produite il y a plus de 130 millions d’années, en Laurasie.

 

Eomaia scansoria (« mère grimpante de l'aube ») a encore une rainure Meckelienne, qui est une relique de la mâchoire des pré-mammifères (os articulaire et os carré), alors que sa mâchoire et son oreille interne sont typiquement mammifères. Si Eomaia n’est pas un thérien, il a tout de même des caractéristiques qui ressemblent plutôt à celles des marsupiaux (les derniers descendants des métathériens) :

  • les épipubis, dont la fonction est de raidir le corps lors de la locomotion, se prolongent vers l’avant du bassin. Ils ne sont pas trouvés chez n'importe quel placentaire (ce raidissement serait préjudiciable aux placentaires enceintes, dont les abdomens ont besoin de s’étendre), mais se retrouvent chez tous les autres mammifères, y compris les euthériens non-placentaires, les marsupiaux, les monotrèmes et d'autres mammifères du Mésozoïque, ainsi que chez les cynodontes (clade Cynodontia, relié au clade des synapsides qui appartient au groupe des thérapsides, aussi connus sous le nom de "reptiles mammaliens"). Autrement dit, ils semblent être une caractéristique primitive qui pourrait être présente chez les tout premiers placentaires (ces os, dont les marsupiaux modernes possèdent une paire, supporte la poche des femelles. Ils sont probablement une caractéristique héréditaire commune qui a disparu à un certain point après que les ancêtres des mammifères placentaires modernes aient divergé de ceux des marsupiaux) ;
  • l’ouverture pelvienne (du bassin) étroite indique que les nouveau-nés devaient être très petits et que la gestation était courte, comme chez les marsupiaux actuels. Cela suggère que le placenta est une évolution ultérieure ;
  • la mâchoire supérieure se compose de cinq incisives de chaque côté. Ce nombre est typique des métathériens alors que le nombre maximal chez les placentaires modernes est de 3 (sauf pour les homodontes comme le tatou). Mais pour Eomaia, le ratio du nombre de molaires sur celui prémolaires (il a plus de prémolaires que de molaires) est typique d’un placentaire et anormal pour un marsupial.

 

Compte tenu de cette mosaïque de fonctionnalités du métathérien et du euthérien, ainsi que de nombreuses autres fonctions dérivées et primitives, il est clair que Eomaia possède des caractéristiques archaïques, situées en amont des thériens.

 

Ce fossile mesurant 10 centimètres de long est pratiquement complet. Bien que le crâne soit écrasé, on peut voir les dents, les os des pieds très petits, les cartilages et même le pelage (les poils sont peut-être apparus plus tôt chez les ancêtres non-mammaliens au Trias inférieur ou au Permien supérieur ; des fossiles de Castorocauda, découverts dans des roches datées d’il y a environ 164 millions années, ont aussi des traces de fourrure). On estime le poids de son corps de 20 à 25 g. Sa formule dentaire était typique des premiers euthériens : 5.1.5.3/4.1.5.3 (incisives, canines, prémolaires, molaires) ; l'animal avait cinq incisives supérieures, quatre incisives inférieures et cinq prémolaires. Ce ne sont pas là les chiffres typiques des euthériens modernes qui possèdent trois incisives en haut et en bas et quatre prémolaires.

Eomaia a également beaucoup de caractéristiques qui suggèrent fortement qu’il était un grimpeur, notamment :

  • plusieurs caractéristiques des pieds et des orteils ;
  • les points d’attaches des muscles, qui sont utilisés pour grimper, sont bien développés ;
  • une queue qui est deux fois plus grande que le reste de la colonne vertébrale.

 

Cette capacité aurait permis aux futurs placentaires et marsupiaux (qui ont aussi des grimpeurs dans leur lignée précoce) de supplanter beaucoup des sous-classes de mammifères qui ont disparu (seulement trois sous-classes survivent aujourd'hui : placentaires, marsupiaux et monotrèmes) alors que le Crétacé était un melting-pot de sous-classes de mammifères.

 

Sinodelphys szalayi (« Opossum chinois ») était un animal métathérien nocturne de 15 centimètres et d'environ 30 grammes, soit la taille d'une souris 1. Il possédait une longue queue et un museau allongé. Ses pieds et ses mains étaient semblables à celles des opossums actuels, ce qui permettait à l'animal de s'agripper pour escalader les arbres. Cela lui permettait probablement d'échapper aux prédateurs tels que les dinosaures.

 

 

Les euthériens (eu- « vrai/bon » et thērion « bête ») actuellement vivants sont tous des placentaires. Toutefois, du point de vue purement paléontologique, ils se distinguent des non-euthériens par diverses caractéristiques des pieds, des chevilles, des mâchoires et des dents.

Acristatherium yanensis, le plus ancien euthérien, trouvé dans la même formation géologique et datant de la même époque que Eomaia et Sinodelphys, semble posséder un vestige de septomaxilla (partie de la mâchoire supérieure formant un bec), une caractéristique uniquement vue également chez les thérapsides non-mammaliens.

 

On trouve à la racine de l'arbre généalogique des euthériens les Murtoilestes et les Prokennalestes, du fait de nombreuses apomorphies (caractères dérivés entraînant modification, différenciation, séparation) de la denture, du poignet et de la cheville.

Murtoilestes est un genre éteint de mammifère ayant vécu en Russie au début du Crétacé. Le fossile a été trouvé dans la ligne de démarcation entre le Barrémien et l'Aptien, correspondant au Crétacé inférieur et a été daté d’il y a 120 millions d'années.

Prokennalestes est un genre éteint de mammifères ayant vécu en Mongolie durant le Crétacé. Ce fossile, même s’il a une largeur maximum de quatre millimètres, livre des informations sur son canal cochléaire, un trou par lequel les vibrations acoustiques parviennent au cerveau pour le calcul des distances. Les Prokennalestes présentent une courbure de ce canal supérieure à 30% par rapport aux espèces les plus anciennes. Le crâne de l'espèce P. minore a été estimé à 21 mm de longueur (20% de moins que l'espèce P. trofimovi), mais ce chiffre pourrait révéler un dimorphisme sexuel mâle-femelle et ne justifie pas l'existence de deux espèces différentes. Tous les deux ont encore l'encoche de la mâchoire inférieure appelée le canal de Meckel, typique des pré-mammifères. D'après les quelques restes fossiles disponibles, il a été calculé une formule dentaire avec cinq prémolaires, ce qui est typique chez les premiers mammifères euthériens basiques mais sera plus tard réduit à quatre chez les mammifères modernes. Les Prokennalestes ont émergé des couches datant de l'Aptien et Albien, correspondant au Crétacé inférieur et ont été daté d’il y a 110 millions d'années.

 

À l’exception de l'opossum, qui est un métathérien, tous les mammifères indigènes d'Amérique du Nord, d'Europe, d'Afrique et d'Asie sont euthériens.

Maelestes gobiensis, datant d’il y a 75 millions d’années, est un euthérien mais pas encore un vrai mammifère placentaire. Maelestes vivait dans le désert de Gobi et ressemblait à une musaraigne. L'animal a été le contemporain des dinosaures tels que le Velociraptor, Protoceratops et Oviraptor. Il prouve que les vrais mammifères placentaires sont apparus près de l'époque où les dinosaures se sont éteints, il y a 65 millions d'années.

 

 

À la fin du Crétacé, les mammifères étaient déjà un groupe diversifié, même si on n'a recensé jusqu'ici que 150 à 300 espèces de mammifères regroupées dans 27 familles, dont une dizaine de familles de marsupiaux, et une dizaine de placentaires.

Durant cette période du Crétacé, l'Europe et l'Amérique du Nord formaient un seul continent euro-nord-américain, la Laurasie, séparé de l'Asie, de l'Afrique et de l'Amérique du Sud.

 

La crise biologique qui est associée à l’extinction du Crétacé, il y a 65 millions d'années, pourrait être due au recoupement des effets d'un impact météoritique (caractérisé par un pic d'iridium dans les sédiments) et d'une activité volcanique intense (mise en place des trapps du Deccan indien). On peut ajouter à cela une régression du niveau marin (intense activité de la dorsale médio-atlantique due à l'ouverture de l'océan) associée à un refroidissement global. Les grands reptiles (dinosaures, ptérosauriens), les ammonites, bélemnites, foraminifères planctoniques et rudistes disparaissent de la surface de la Terre ; d'autres ordres se maintiennent, mais les populations diminuent. Malgré cette apparente hécatombe, des représentants des quatre ordres de reptiles (tortues, crocodiles, lézards et serpents) se maintiennent et évoluent. Les victimes de l'extinction sont les espèces de grande taille ayant évolué jusqu'à une spécialisation extrême, qui les vouait à une prochaine disparition. D'ailleurs plusieurs groupes se sont sans doute éteints quelques millions d'années avant la fin du Maastrichtien.

 

L'extinction du Crétacé a laissé la place à de nombreuses niches écologiques. Dès lors, les mammifères qui se tenaient cachés dans l'ombre des reptiles géants, vont se diversifier et se multiplier pour occuper les niches écologiques laissées vacantes par les dinosaures. Quelques 22 nouveaux ordres apparaissent au cours des 10 millions d'années que va durer le Paléocène (de -65 Ma à -56 Ma). Tous ces animaux ont comme points communs d'être de petite taille, d'être des quadrupèdes plantigrades avec un museau fin et un volume crânien peu important et, pour la plupart, d'être des herbivores. Au début du Paléocène, ils sont encore extrêmement semblables à leurs ancêtres du Mésozoïque. Les mammifères évoluent depuis des formes simples en des espèces plus complexes (certains d'entre eux se spécialisent dans des formes géantes, qui vont être maximales de l'Éocène à l'Oligocène). Les oiseaux évoluent eux aussi considérablement durant cette période. La plupart des autres branches du vivant sont restées relativement stables (les insectes avaient été peu touchés par la récente crise biologique et étaient très répandus, d’où l’augmentation du nombre d’insectivores). Cette période offre l'un des exemples les plus marquants d'évolution au cours de l'histoire de la vie. Les fossiles des premiers membres de la plupart des groupes modernes datent du Paléocène, quelques-uns un peu plus tard. Malgré cette explosion, c'est surtout à l'Éocène (de -56 Ma à -34 Ma) que se démarque ce nouveau règne, avec les mammifères et les oiseaux les plus grands qui aient jamais existé. Dans le règne végétal, les angiospermes, qui étaient apparues à la fin du Crétacé, se répandent pour conquérir l'ensemble de la terre. Les premières forêts d'arbres à feuilles caduques et graminées se manifestent, mais restent peu abondantes durant la première période du Tertiaire.

 

À la fin du Crétacé, alors que les dinosaures disparaissent massivement durant le Maastrichtien, les mammifères placentaires et marsupiaux connaissaient une explosion radiative majeure sans équivalent dans l'histoire des mammifères.

 

Les mammifères placentaires forment l'infra-classe la plus importante des mammifères. L'une des principales différences entre euthériens placentaires et non-placentaires est que les placentaires n’ont pas d’os épipubis, qui sont présents chez tous les autres fossiles et les mammifères vivants (marsupiaux et monotrèmes).

La caractéristique la plus connue des placentaires est leur méthode de reproduction :

  • l’embryon est attaché à l’utérus via un grand placenta par lequel la mère fournit l'alimentation, oxygène et évacue les déchets ;
  • la gestation est relativement longue et les nouveau-nés sont assez bien développés à la naissance, notamment chez les herbivores vivant dans des plaines où le jeune peut marcher et même courir dans l’heure qui suit la naissance.

 

Une théorie évoque la possibilité de l’intervention de rétrovirus (virus à ARN monocaténaires - un seul brin, comme le VIH -, infectant les vertébrés ; ils se distinguent notamment par la présence d'une enzyme virale qui rétro-transcrit leur génome d'ARN en ADN pour être intégré par la suite dans le génome de la cellule) dans l'évolution vers la reproduction placentaire. Ces rétrovirus auraient fait l'interface entre le placenta et l'utérus dans un syncytium, c'est-à-dire une couche mince de cellules avec une membrane externe partagée. Ce syncytium aurait permis le passage de l'oxygène, des substances nutritives et des déchets, mais empêché le passage de sang et d'autres cellules qui provoqueraient l’attaque du fœtus par le système immunitaire de la mère. Cela aurait aussi réduit l'agressivité du système immunitaire de la mère (ce qui est bon pour le fœtus, mais rend la mère plus vulnérable aux infections).

 

On compte quatre grands groupes au sein de cette infra-classe : les Xenarthra, Afrotheria, Laurasiatheria, et Euarchontoglires (alias Supraprimates). Ces deux derniers seraient plus étroitement liés que les deux autres groupes et sont donc regroupés dans le taxon Boreoeutheria (« les Euthériens du Nord »).

 

Le superordre Xenarthra est un groupe de mammifères placentaires qui ne subsiste aujourd'hui qu’aux Amériques et est représenté par les fourmiliers, paresseux et tatous. Les xénarthres se sont développés et diversifiés largement en Amérique du Sud au cours de sa longue période d'isolement. Le nom Xenarthra, qui signifie «joints étranges », a été choisi parce que leurs articulations vertébrales ont des articulations supplémentaires et sont différentes de celles de tous les autres mammifères. Les mâles de cet ensemble ont des testicules internes, situées entre la vessie et le rectum. En outre, les xénarthres ont les plus faibles taux métaboliques chez les thériens.

Les membres vivants de l’Afrotheria vivent actuellement en Afrique ou sont d'origine africaine : taupes dorées, sengis (aussi connu comme musaraigne-éléphant), tenrecs, oryctéropes, damans, éléphants et vaches marines. Pour autant, les dernières données indiquent que les espèces éteintes d’Amérique du Nord (encore attachée à la Laurasie) sont les plus anciens membres d’Afrotheria.

 

Laurasiatheria est un grand groupe de mammifères placentaires qui comprend entre autres les musaraignes, les hérissons, les pangolins, les chauves-souris, les baleines, la plupart des mammifères ongulés (tels que les hippopotames) et les carnivores. Son nom vient de la théorie selon laquelle ces mammifères ont évolué sur le supercontinent de Laurasie, après une scission du Gondwana suite au fractionnement de la Pangée.

Les Euarchontoglires (synonyme de Supraprimates) englobent les membres vivants qui appartiennent à l'un des cinq groupes suivants : rongeurs, lagomorphes, scandentiens, dermoptères et primates (y compris les humains).

 

Généralement, les paléontologues traditionnels datent l'apparition d'un groupe particulier par le plus ancien fossile connu dont les caractéristiques le font probablement être un membre de ce groupe ; les phylogénéticiens affirment que chaque origine a divergé plus tôt et que les premiers membres de chaque groupe étaient anatomiquement très semblables aux premiers membres des autres groupes divergeant et ne différaient que dans leurs gènes. Au-delà de ces hypothèses, l'analyse génétique et les fossiles suggèrent une divergence quasi-simultanée des trois superordres que sont Xenarthra, Afrotheria et Boreoeutheria.

L’arbre phylogénétique suggère que Placentalia (clade regroupant tous les mammifères placentaires) se serait premièrement divisé en Xenarthra et Epitheria (l'un des groupes les plus prospères de mammifères). Epitheria (comme Xenarthra et Afrotheria) est née après la limite K-Pg il ya 65 millions d'années. Dans les cent mille premières années après cette extinction des dinosaures, la diversification placentaire surgit et les premiers ordres de placentaires modernes ont commencé à apparaître 2-3 millions d'années plus tard.

 

La caractéristique principale des épitheriens, hormis le fait qu'ils possèdent des dents (les xénarthres ne possédaient ni incisive ni molaire, ou n'avaient que des molaires très peu développées), est que le péroné de leurs membres est plus court que le tibia, l'empêchant ainsi de toucher le fémur. En outre, l’étrier de l'oreille moyenne est en forme d'étrier, ce qui permet le passage de vaisseaux sanguins (ceci est en contraste avec l'étrier en forme de colonne trouvés chez les marsupiaux, monotrèmes et xénarthres).

 

Protungulatum donnae, comme l'un des premiers mammifères placentaires, soutient l'hypothèse Epitheria.

Protungulatum donnae est l'espèce type du genre Protungulatum (« Premier ongulé », proche de Cetartiodactyla qui comporte les baleines, les hippopotames, les ruminants, les suidés dont le cochon et les chameaux, dont la principale particularité est de posséder un nombre pair de doigts - 2 ou 4 - contrairement aux périssodactyles, et un muscle lisse à l’origine de l'érection du pénis), une forme précoce éteinte de mammifère placentaire moderne ayant vécu aussi bien au Crétacé (P. coombsi, de Hell Creek, vivait à proximité des restes de dinosaures non-aviaires) qu’au Paléocène, directement lié à l’espèce humaine. L'animal omnivore vivant au sol avait plusieurs caractéristiques anatomiques de naissance directe qui anticipaient tous les mammifères placentaires modernes et ont conduit à environ 5400 espèces vivantes, des musaraignes aux éléphants, des chauves-souris aux baleines, des chats aux chiens et aux humains. Parmi les caractéristiques associées aux naissances directes à terme, les espèces Protungulatum ont un cortex cérébral avec des circonvolutions, un utérus bicorne et un placenta ressemblant à celui des humains dans lequel le sang maternel entre en contact étroit avec les membranes entourant le fœtus.

 

Après les extinctions globales d’il y a quelque 65 millions d'années, les dinosaures non-aviaires (on trouve aussi une sorte de placenta, nommé squamata, chez quelques espèces de reptiles et lézards vivipares) devaient disparaître pour que les mammifères prospèrent. Notre ancêtre placentaire a ainsi émergé entre 200 000 et 400 000 ans après la grande extinction des dinosaures et de 70 % des espèces de la planète. À l'époque, les humbles ont rapidement hérité de la Terre des prédateurs imposants comme les T. rex.

Deux ou trois millions d’années plus tard, les premiers membres des ordres placentaires modernes sont apparus avec une telle profusion que l’on se réfère à un modèle explosif de l'évolution des mammifères. L'ancêtre commun lui-même est apparu plus de 36 millions d'années plus tard que ce qui avait été estimé sur la base des seules données génétiques.

Bien que certains petits mammifères primitifs aient vécu dans l'ombre des grands reptiles du Crétacé, à peine 39 lignées de mammifères placentaires ont survécu pour entrer dans le monde post-extinction. Seule la lignée Placentalia semble s'accrocher durant la catastrophe.

 

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