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Le cerveau, les muscles, ou les deux? Comprendre le succès évolutif des mammifères

De nouvelles recherches montrent le rôle important joué par la masse corporelle et la taille du cerveau dans la réussite des mammifères.

Recherche fondamentale

Avec plus de 5 000 espèces actuellement en vie, les mammifères font partie des animaux les plus performants du monde. C’est particulièrement le cas des placentaires, ces mammifères qui donnent naissance à des juvéniles bien développés. Mais comment sont-ils devenus si performants? C’est la question à laquelle le projet BEMADE, financé par l’UE, entendait répondre. «Nous savons que les mammifères, en particulier les placentaires, sont dotés de plus grands cerveaux par rapport à d’autres vertébrés, ce qui leur permet de développer leur mémoire et leurs sens», explique Ornella Bertrand, chercheuse à l’Université d’Édimbourg et coordinatrice du projet BEMADE. «Nous savons également que les placentaires ont pu se diversifier après l’extinction des dinosaures à la fin de la période crétacée il y a 66 millions d’années.» Mais qui est venu en premier, la poule ou l’œuf? «Les cerveaux volumineux et les sens développés ont-ils permis aux mammifères de survivre à l’apocalypse qui a tué les dinosaures?», s’interroge Ornella Bertrand. «Ou ces caractéristiques sont-elles apparues plus tard lorsque les mammifères ont commencé à remplir les niches laissées vacantes suite à la disparition des dinosaures?» Cette recherche a été entreprise avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie.

Une découverte surprenante

En reconstruisant le cerveau de mammifères placentaires du Paléocène, le projet espérait mieux comprendre comment l’évolution neurosensorielle était liée à leur survie et à leur diversification. Pour ce faire, les chercheurs ont recouru à la tomographie informatique à haute résolution pour examiner les espaces endocrâniens et de l’oreille interne de deux espèces de mammifères placentaires qui ont prospéré après l’extinction des dinosaures. «Ce projet nous a permis de commencer à analyser le moment où la taille du cerveau et le développement des sens ont changé et, plus particulièrement, si ces changements neurologiques sont survenus avant ou après l’extinction de la fin du Crétacé», explique Ornella Bertrand. Durant le projet, les chercheurs ont, pour la première fois, créé 30 endocastes de mammifères du Paléocène et de l’Éocène. Ils ont également utilisé plusieurs méthodes statistiques innovantes qui n’avaient jamais servi à examiner l’évolution du cerveau. «Grâce aux endocastes et aux méthodes statistiques, nous avons pu identifier le moment où les changements neurologiques sont apparus ainsi que la rapidité de leur apparition», ajoute Ornella Bertrand. Selon elle, les chercheurs ont été surpris de découvrir que la masse corporelle a joué un rôle bien plus important dans l’évolution des grands cerveaux que ce que l’on pensait. «Nos recherches indiquent qu’un cerveau volumineux, de style moderne, ne constituait pas un facteur clé dans la réussite des mammifères placentaires», souligne Ornella Bertrand. «En revanche, l’ouverture de nouvelles niches après l’extinction a permis aux mammifères de développer la taille de leur corps et, par la suite, la taille de leur cerveau.»

Une expérience incroyable

Le projet BEMADE a apporté un nouvel éclairage sur un moment critique dans l’évolution de nos ancêtres. «En montrant comment un événement d’extinction a mené à l’émergence du cerveau des mammifères, nous pouvons mieux comprendre comment notre système neurosensoriel peut être affecté de manière permanente par un événement catastrophique», explique Ornella Bertrand. Grâce en partie à la réussite de ce projet, Ornella Bertrand a pu décrocher un nouveau poste d’associée de recherche postdoctorale dans le domaine de la paléontologie des mammifères à l’Université d’Édimbourg. À ce titre, elle commencera à coder les données relatives au caractère morphologique pour mener une analyse à grande échelle de la phylogénie des placentaires éteints et vivants, en remettant notamment les taxons du Paléogène dans le contexte de leurs ancêtres du Crétacé et des placentaires existants. «Le projet BEMADE a été une expérience incroyable, qui m’a permis de développer mes connaissances et d’accroître mon réseau», conclut Ornella Bertrand. «Plus important, ce projet m’a permis d’orienter mes prochaines recherches, en me procurant un nouveau regard sur l’interaction entre l’évolution du cerveau et l’environnement.»

Mots‑clés

BEMADE, mammifères, placentaires, dinosaures, évolution, Crétacé, endocastes, paléontologie

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