Une nouvelle étude étudie comment un parent marsupial carnivore éteint avec des canines si grandes qu’elles s’étendaient sur le dessus de son crâne pouvait chasser efficacement malgré ses yeux écarquillés, comme une vache ou un cheval. Les crânes des carnivores ont généralement des orbites ou des orbites orientées vers l’avant, ce qui permet une vision stéréoscopique (3D), une adaptation utile pour juger de la position des proies avant de bondir. Des scientifiques du Musée américain d’histoire naturelle et de l’Instituto Argentino de Nivología, Glaciología, y Ciencias Ambientales à Mendoza, en Argentine, ont étudié si le « marsupial à dents de sabre » Thylacosmilus atrox pouvait voir en 3D du tout. Leurs résultats sont publié aujourd’hui dans la revue Biologie des communications.
Populairement connue sous le nom de « dents de sabre marsupiales (ou métathériennes) » parce que ses canines supérieures extraordinairement grandes rappellent celles de la plus célèbre dent de sabre placentaire qui a évolué en Amérique du Nord, Thylacosmilus vivait en Amérique du Sud jusqu’à son extinction il y a environ 3 millions d’années. C’était un membre de Sparassodonta, un groupe de mammifères hautement carnivores apparentés aux marsupiaux vivants. Bien que les espèces de sparassodontes différaient considérablement en taille—Thylacosmilus peut avoir pesé jusqu’à 100 kilogrammes (220 livres) – la grande majorité ressemblait à des carnivores placentaires comme les chats et les chiens en ayant les yeux tournés vers l’avant et, vraisemblablement, une vision 3D complète. En revanche, les orbites de Thylacosmilus, un supposé hypercarnivore – un animal dont le régime alimentaire est estimé à au moins 70 % de viande – étaient positionnés comme ceux d’un ongulé, avec des orbites tournées principalement latéralement. Dans cette situation, les champs visuels ne se recouvrent pas suffisamment pour que le cerveau les intègre en 3D. Pourquoi un hypercarnivore développerait-il une adaptation aussi particulière ? Une équipe de chercheurs d’Argentine et des États-Unis a entrepris de chercher une explication.
« Vous ne pouvez pas comprendre l’organisation crânienne dans Thylacosmilus sans affronter d’abord ces énormes canines », a déclaré l’auteur principal Charlène Gaillard, étudiante au doctorat à l’Instituto Argentino de Nivología, Glaciología, y Ciencias Ambientales (INAGLIA). « Ils n’étaient pas seulement gros ; ils poussaient sans cesse, à tel point que les racines des canines continuaient sur le sommet de leur crâne. Cela a eu des conséquences, dont l’une était qu’aucune place n’était disponible pour les orbites dans la position habituelle des carnivores sur le devant du visage. »
Gaillard a utilisé la tomodensitométrie et des reconstructions virtuelles 3D pour évaluer l’organisation orbitale d’un certain nombre de mammifères fossiles et modernes. Elle a pu déterminer comment le système visuel de Thylacosmilus auraient comparé à ceux d’autres carnivores ou d’autres mammifères en général. Bien qu’une faible convergence orbitale se produise chez certains carnivores modernes, Thylacosmilus était extrême à cet égard : il avait une valeur de convergence orbitale aussi basse que 35 degrés, comparée à celle d’un prédateur typique, comme un chat, à environ 65 degrés.
Cependant, une bonne vision stéréoscopique repose également sur le degré de frontation, qui est une mesure de la façon dont les globes oculaires sont situés dans les orbites. « Thylacosmilus a pu compenser le fait d’avoir les yeux sur le côté de la tête en écartant quelque peu ses orbites et en les orientant presque verticalement, pour augmenter autant que possible le chevauchement du champ visuel », a déclaré la co-auteure Analia M. Forasiepi, également dans INAGLIA et chercheur au CONICET, l’agence scientifique et de recherche argentine. »Même si ses orbites n’étaient pas favorablement positionnées pour la vision 3D, il pouvait atteindre environ 70 % de chevauchement du champ visuel, ce qui est évidemment suffisant pour en faire un prédateur actif performant. »
« La compensation semble être la clé pour comprendre comment le crâne de Thylacosmilus a été mis en place « , a déclaré le co-auteur de l’étude, Ross DE MacPhee, conservateur principal au Musée américain d’histoire naturelle. « En effet, le schéma de croissance des canines au début du développement crânien aurait déplacé les orbites de l’avant du visage, produisant le résultat que nous voyons dans les crânes adultes. L’orientation impaire des orbites dans Thylacosmilus représente en fait un compromis morphologique entre la fonction première du crâne, qui est de contenir et de protéger le cerveau et les organes des sens, et une fonction collatérale propre à cette espèce, qui était de fournir suffisamment d’espace pour le développement des énormes canines. »
Le déplacement latéral des orbites n’était pas la seule modification crânienne qui Thylacosmilus développé pour accueillir ses canines tout en conservant d’autres fonctions. Placer les yeux sur le côté du crâne les rapproche des muscles temporaux à mâcher, ce qui peut entraîner une déformation lors de l’alimentation. Pour contrôler cela, certains mammifères, y compris les primates, ont développé une structure osseuse qui ferme les orbites sur le côté. Thylacosmilus a fait la même chose – un autre exemple de convergence entre des espèces non apparentées.
Cela laisse une dernière question : à quoi aurait servi le développement d’énormes dents en constante croissance qui auraient nécessité une réingénierie de l’ensemble du crâne ?
« Cela aurait pu faciliter la prédation d’une manière inconnue », a déclaré Gaillard, « Mais, si c’est le cas, pourquoi aucun autre sparassodonte – ou d’ailleurs, aucun autre carnivore mammifère – n’a-t-il développé la même adaptation de manière convergente? Les canines de Thylacosmilus ne s’use pas, comme les incisives des rongeurs. Au lieu de cela, ils semblent simplement avoir continué à pousser à la racine, s’étendant finalement presque jusqu’à l’arrière du crâne. »
Forasiepi a souligné ce point en déclarant : « Rechercher des explications adaptatives claires dans la biologie de l’évolution est amusant mais en grande partie futile. Une chose est claire : Thylacosmilus n’était pas un monstre de la nature, mais en son temps et en son lieu, il a réussi, apparemment assez admirablement, à survivre en tant que prédateur embusqué. Nous pouvons le considérer comme une anomalie parce qu’il ne rentre pas dans nos catégories préconçues de ce à quoi un carnivore mammifère approprié devrait ressembler, mais l’évolution établit ses propres règles. »
Plus d’information:
Voir à travers les yeux du sabertooth Thylacosmilus atrox (Metatheria, Sparassodonta, Biologie des communications (2023). DOI : 10.1038/s42003-023-04624-5