Pas de bras, pas de chocolat… ni d'humains !

Aucun autre groupe d’animaux vertébrés n’a développé autant de types de bras différents: en revanche, tous les oiseaux ont des ailes et à peu près tous les lézards marchent à quatre pattes. Nos membres antérieurs jouent un rôle essentiel dans la spécificité des mammifères et dans une nouvelle étude, des scientifiques ont découvert que nos premiers parents avaient commencé à évoluer pour avoir des membres différents il y a 270 millions d’années, soit 30 millions d’années avant l’apparition des premiers dinosaures.

Selon Jacqueline Lungmus, assistante de recherche au Field Museum de Chicago et candidate au doctorat à l’Université de Chicago, l'abondance de formes des pattes antérieures est l'une des caractéristiques les plus emblématiques des mammifères. Le défi est de comprendre s'il s'agit d'un trait récent, ou d'un acquis particulier du groupe d'animaux auquel nous appartenons depuis le début de l'évolution.

Sauropsides et synapsides

Afin de déterminer l’origine des membres des mammifères modernes, Lungmus et son co-auteur, le conservateur du musée Field, Ken Angielczyk, ont examiné les fossiles d’anciens parents de mammifères. Il y a environ 312 millions d’années, les vertébrés terrestres se sont scindés en deux groupes : les sauropsides, qui ont évolué vers les dinosaures, entre autres, mais aussi les oiseaux, les crocodiles et les lézards, et les synapsides, ancêtres des mammifères, dont nous faisons partie.

La différence essentielle entre sauropsides et synapsides se trouve dans la morphologie du crâne, et plus spécialement des points de fixation des muscles de la mâchoire. Ainsi, si les premiers synapsides, appelés pelycosaures, étaient plus proches des humains que des dinosaures, ils ressemblaient pourtant à de gros reptiles. Et Angielczyk de noter : "Si vous voyiez un pelycosaure marchant dans la rue, vous ne penseriez pas que cela ressemble à un mammifère, vous penseriez : C’est un crocodile à l’allure étrange."
 

Pourtant, et heureusement pour nous, une lignée plus diversifiée a émergé il y a quelque 270 millions d'années : les thérapsides, dont les mammifères modernes sont les seuls survivants. Une évolution décisive, car ceux-ci ont été les premiers membres de notre famille à réellement se diversifier. Au lieu de se limiter à des pelycosaures ressemblant à des crocodiles, les thérapsidés comprenaient des carnivores légers, des fouisseurs et des herbivores.

La liberté de mouvement, clé de l'évolution

Lungmus et Angielczyk ont alors cherché à comprendre si cette explosion de diversité s'était répercutée dans différentes formes de membres antérieurs. Il s'agit de la première étude se basant sur le grand nombre de différentes formes de membres antérieurs résultant de l'évolution, cela sur un échantillon important d'animaux. Pour cela, l'équipe de chercheurs a examiné les os de la partie supérieure des membres antérieurs de spécimens fossiles représentant 73 types de pelycosaures et de thérapsidés, analysant la forme des os par la technique de la morphométrie géométrique.

En comparant la structure osseuse des membres antérieurs, les chercheurs ont constaté que les os des thérapsides présentaient beaucoup plus de variation que les pelycosaures. Ils ont également noté que la partie supérieure du bras, près de l’épaule, était particulièrement variée chez les thérapsides, une caractéristique qui leur aurait permis de bouger plus librement que les pelycosaures dont les os particulièrement volumineux de l’épaule ont limité probablement leurs mouvements.

Les chercheurs ont aussi découvert qu’une grande variété de formes différentes de membres antérieurs était apparue au sein des thérapsides, voici 270 millions d'années, soit 110 millions d'années plus tôt que ce que l'on pensait jusqu'ici. Une découverte pouvant sembler anodine, mais qui aide à expliquer comment les mammifères ont développé les traits de caractère qui ont fait de nous ce que nous sommes aujourd'hui.

Car en effet, si notre cerveau a joué un rôle essentiel dans l'évolution de notre espèce, une grande partie de nos actions quotidiennes, sinon la plus importante, est liée à la façon dont nos membres antérieurs ont évolué… en nous permettant, par exemple, de manipuler un téléphone.

Jean Etienne

Source principale :

Antiquity of forelimb ecomorphological diversity in the mammalian stem lineage (Synapsida). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 18 mars 2019.
 

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