Des températures corporelles plus élevées allaient de pair avec un « liquide auditif » plus fluide et des conduits auditifs plus étroits


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  • Le sang chaud est un trait clé des mammifères, mais cela a été un mystère quand nos ancêtres l’ont développé. Une nouvelle étude dans Nature indique une source improbable pour indiquer la température corporelle d’un animal fossile : la taille de minuscules structures dans leurs oreilles internes. Le liquide dans nos oreilles devient plus liquide à des températures plus élevées, de sorte que les animaux au corps chaud n’ont pas besoin d’aussi gros canaux pour s’écouler. Il s’avère que les ancêtres des mammifères sont devenus à sang chaud près de 20 millions d’années plus tard qu’on ne le pensait auparavant.

    L’une des choses qui font des mammifères, des mammifères, c’est que nous avons le sang chaud — nos corps ont des métabolismes élevés qui maintiennent notre température interne indépendamment de notre environnement, contrairement aux animaux à sang froid comme les lézards qui doivent se prélasser au soleil. Parmi les animaux modernes, seuls les mammifères et les oiseaux ont le sang chaud, et notre capacité à nous garder au chaud a permis aux mammifères de survivre par temps glacial et de faire de longues migrations. Mais c’était exactement un mystère lorsque les mammifères ont développé leurs métabolismes élevés. Dans une nouvelle étude en La natureles scientifiques pointent vers une source improbable pour déterminer quand les anciens ancêtres des mammifères sont devenus à sang chaud : la taille de minuscules structures dans leurs oreilles internes.

    Il est difficile de dire si un animal fossile était à sang chaud – nous ne pouvons pas prendre la température d’une créature qui a vécu il y a des centaines de millions d’années, et nous ne pouvons que deviner si son comportement correspondait à un métabolisme actif à sang chaud ou un sang-froid plus lent. Mais une équipe de chercheurs dirigée par le Natural History Museum de Londres, l’Instituto Superior Técnico de l’Université de Lisbonne et le Field Museum de Chicago a réalisé que les oreilles des animaux fournissent un indice indirect sur leur température corporelle.

    Les oreilles de tous les animaux vertébrés contiennent de minuscules canaux remplis de liquide qui nous aide à nous équilibrer. La viscosité, ou l’écoulement, de ce liquide change en fonction de la température, et nos oreilles internes ont évolué de différentes tailles afin qu’il puisse s’écouler correctement. Le liquide auriculaire des animaux à sang froid est plus frais et plus épais, il a donc besoin d’espaces plus larges pour se déplacer, tandis que les animaux à sang chaud ont un liquide auriculaire plus fluide, de sorte que nos canaux semi-circulaires n’ont pas besoin d’être aussi gros.

    « Jusqu’à présent, les canaux semi-circulaires étaient généralement utilisés pour prédire la locomotion des organismes fossiles. Cependant, en examinant attentivement leur biomécanique, nous avons pensé que nous pouvions également les utiliser pour déduire les températures corporelles », explique Romain David, chercheur post-doctoral au Natural History Museum et l’un des principaux auteurs de l’étude. « C’est parce que, comme le miel, le fluide contenu à l’intérieur des canaux semi-circulaires devient moins visqueux lorsque la température augmente, ce qui a un impact sur la fonction. Ainsi, lors de la transition vers l’endothermie, des adaptations morphologiques ont été nécessaires pour conserver des performances optimales, et nous avons pu les suivre chez les ancêtres des mammifères. « 

    Pour suivre ces changements évolutifs, les chercheurs ont comparé la taille des conduits auditifs internes de 341 animaux, dont 243 espèces vivantes et 64 espèces éteintes. Ils ont découvert que les ancêtres des mammifères n’avaient développé les types de structures de l’oreille interne idéales pour les animaux à sang chaud qu’il y a 233 millions d’années, soit près de 20 millions d’années plus tard que ce que les scientifiques pensaient auparavant. Et, d’après le moment où ces canaux semi-circulaires de tailles différentes sont apparus dans les archives fossiles, il semble que lorsque les ancêtres des mammifères ont développé le sang chaud, cela s’est produit beaucoup plus rapidement que les scientifiques ne le pensaient, à peu près au même moment où les proto-mammifères ont commencé à faire évoluer les moustaches, la fourrure et les épines dorsales spécialisées. L’évolution de la fourrure et du sang chaud à peu près au même moment est particulièrement logique car la fourrure retient la chaleur corporelle générée par un métabolisme plus élevé, aidant à maintenir le corps à la température élevée dont il a besoin pour prospérer.

    « Contrairement à la pensée scientifique actuelle, notre article démontre de manière surprenante que l’acquisition de l’endothermie semble s’être produite très rapidement en termes géologiques, en moins d’un million d’années », déclare Ricardo Araújo, chercheur junior à l’Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, Instituto Superior Técnico, Université de Lisbonne et l’un des principaux auteurs de l’article. « Ce n’était pas un processus graduel et lent sur des dizaines de millions d’années comme on le pensait auparavant, mais il a peut-être été atteint rapidement lorsqu’il a été déclenché par de nouvelles voies métaboliques de type mammifère et l’origine de la fourrure. »

    L’auteur principal de l’étude, Ken Angielczyk, se dit enthousiasmé par la façon dont l’étude aide à répondre à l’une des questions les plus anciennes sur l’évolution des mammifères.

    « L’origine de l’endothermie des mammifères est l’un des grands mystères non résolus de la paléontologie. De nombreuses approches différentes ont été utilisées pour tenter de prédire quand elle a évolué pour la première fois, mais elles ont souvent donné des résultats vagues ou contradictoires », explique Angielczyk, conservateur MacArthur du Field Museum. de Paléomammalogie. « Nous pensons que notre méthode est très prometteuse car elle a été validée à l’aide d’un très grand nombre d’espèces modernes, et elle suggère que l’endothermie a évolué à une époque où de nombreuses autres caractéristiques du plan corporel des mammifères se mettaient également en place. »

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Musée du Champ. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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