Les crânes des tétrapodes avaient moins d’os que les poissons éteints et vivants, limitant leur évolution pendant des millions d’années, selon une dernière étude.
En analysant des crânes fossiles d’animaux lors de la transition d’un environnement aquatique à un environnement terrestre, des chercheurs de l’Université de Bristol, de l’Université Pompeu Fabra de Barcelone et de l’University College London ont découvert que les tétrapodes avaient des connexions plus complexes entre leurs os du crâne que les poissons. Et, plutôt que de favoriser la diversification de la vie sur terre, ces modifications de l’anatomie du crâne ont en fait limité l’évolution des crânes de tétrapodes.
Les tétrapodes ont évolué à partir de poissons et ont été les premiers animaux terrestres dotés de membres et de doigts; les ancêtres de tout, des amphibiens aux humains.
La recherche, publiée cette semaine dans Avancées scientifiquesont quantifié l’organisation des os du crâne chez plus de 100 animaux vivants et fossiles afin de mieux comprendre comment les crânes ont changé au fur et à mesure de l’évolution des tétrapodes.
L’auteur principal, James Rawson, de l’École des sciences de la Terre de Bristol, a déclaré : « Les crânes de tétrapodes ont généralement moins d’os crâniens que leurs ancêtres poissons, mais le simple fait de compter le nombre d’os passe à côté de certaines données importantes. Nous avons utilisé une technique appelée analyse de réseau, où l’arrangement du crâne os – à quels os se connectent – est enregistré en plus du numéro d’os. »
L’auteur, le Dr Borja Esteve-Altava, expert dans cette technique, a déclaré : « Traditionnellement, la recherche en anatomie a été principalement descriptive ou qualitative. L’analyse de réseau fournit un cadre mathématique solide pour quantifier les relations anatomiques entre les os : un type de données souvent négligées dans la plupart des cas. des études sur l’évolution morphologique. »
Les auteurs ont découvert que les tétrapodes ayant moins d’os crâniens que les poissons rendaient l’organisation de leur crâne plus complexe.
M. Rawson a ajouté: « Cela peut sembler étrange, mais avoir moins d’os signifie que chacun de ces os doit se connecter avec plus de ses voisins, ce qui entraîne un arrangement plus complexe. Les grenouilles et les salamandres modernes avaient les crânes les plus complexes de tous les animaux que nous avons étudiés. . » Les crânes des premiers tétrapodes sont également devenus plus consolidés en une seule unité, alors que leurs ancêtres poissons avaient des crânes constitués de plusieurs sections distinctes.
En examinant la variété des arrangements des os du crâne au fil du temps, les auteurs ont également découvert que l’origine des tétrapodes coïncide avec une baisse de la variété des arrangements des os du crâne. Le professeur Emily Rayfield, auteure principale de l’étude, a déclaré : « Nous avons été surpris de constater que ces modifications du crâne semblaient limiter l’évolution des tétrapodes, plutôt que de promouvoir le rayonnement vers de nouveaux habitats terrestres. Nous pensons que l’évolution d’un cou, les événements d’extinction ou un goulot d’étranglement dans le développement du crâne peut en être responsable. »
M. Rawson a conclu : « Nous constatons également une baisse similaire de la variabilité structurelle des os des membres chez les premiers tétrapodes, mais la baisse des membres se produit 10 millions d’années plus tôt. Il semble que différents facteurs affectaient l’évolution du crâne et des membres chez les premiers tétrapodes, et nous avons tellement plus à apprendre sur cette période cruciale de notre propre histoire évolutive. »
« L’évolution crânienne précoce des tétrapodes se caractérise par une complexité accrue, des contraintes et un décalage par rapport à l’évolution des membres finaux », par James Rawson, le Dr Borja Esteve-Altava, le Dr Laura Porro, le Dr Hugo Dutel et le professeur Emily Rayfield dans Les avancées scientifiques.
James Rawson et al, L’évolution crânienne précoce des tétrapodes se caractérise par une complexité accrue, des contraintes et un décalage par rapport à l’évolution des membres finaux, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.adc8875. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adc8875