L’analyse de la cheville révèle quand les castors ont évolué pour nager

Dans l’étude, le biologiste évolutionniste de l’Ohio State University, Jonathan Calede, décrit la découverte comme le plus ancien castor amphibie connu au monde et le plus ancien rongeur amphibie d’Amérique du Nord. Il a nommé l’espèce nouvellement découverte Microtheriomys articulaquaticus.

Les découvertes de Calede ont résulté de la comparaison des mesures de l’os de la cheville de la nouvelle espèce à environ 340 autres spécimens de rongeurs pour catégoriser comment il se déplaçait dans son environnement – ​​ce qui indiquait que cet animal était un nageur. Il a été déterminé que l’os du Montana avait 30 millions d’années – le plus ancien castor semi-aquatique identifié précédemment vivait en France il y a 23 millions d’années.

Les castors et autres rongeurs peuvent nous en dire beaucoup sur l’évolution des mammifères, a déclaré Calede, professeur adjoint d’évolution, d’écologie et de biologie des organismes au campus Marion de l’Ohio State.

“Regardez la diversité de la vie qui nous entoure aujourd’hui, et vous voyez des rongeurs planeurs comme les écureuils volants, des rongeurs qui sautillent comme le rat kangourou, des espèces aquatiques comme les rats musqués et des animaux fouisseurs comme les gaufres de poche. Il existe une incroyable diversité de formes et d’écologies. Quand cette diversité est apparue est une question importante », a déclaré Calede. “Les rongeurs sont le groupe de mammifères le plus diversifié sur Terre, et environ 4 espèces de mammifères sur 10 sont des rongeurs. Si nous voulons comprendre comment nous obtenons une biodiversité incroyable, les rongeurs sont un excellent système à étudier.”

La recherche est publiée en ligne aujourd’hui (24 août 2022) dans la revue Science ouverte de la Société royale.

Les scientifiques, y compris Calede, qui ont trouvé les os et les dents de la nouvelle espèce de castor dans l’ouest du Montana ont tout de suite su qu’ils provenaient de castors en raison de leurs dents reconnaissables. Mais la découverte d’un os de la cheville, d’environ 10 millimètres de long, a ouvert la possibilité d’en savoir beaucoup plus sur la vie de l’animal. L’os de l’astragale chez les castors est l’équivalent du talus chez l’homme, situé là où le tibia rencontre le dessus du pied.

Calede a pris 15 mesures du fossile de la cheville et l’a comparé aux mesures – plus de 5 100 en tout – d’os similaires de 343 spécimens d’espèces de rongeurs vivant aujourd’hui qui creusent, glissent, sautent et nagent ainsi que d’anciens parents de castors.

En exécutant des analyses informatiques des données de multiples façons, il est arrivé à une nouvelle hypothèse pour l’évolution des castors amphibies, proposant qu’ils aient commencé à nager à la suite d’une exaptation – la cooptation d’une anatomie existante – conduisant, dans ce cas, à un nouveau mode de vie.

“Dans ce cas, les adaptations au fouissage ont été cooptées pour passer à une locomotion semi-aquatique”, a-t-il déclaré. “L’ancêtre de tous les castors qui ont jamais existé était très probablement un fouisseur, et le comportement semi-aquatique des castors modernes a évolué à partir d’une écologie fouisseuse. Les castors sont passés de creuser des terriers à nager dans l’eau.

“Ce n’est pas nécessairement surprenant car le mouvement dans la terre ou dans l’eau nécessite des adaptations similaires dans les squelettes et les muscles.”

Les fossiles de poissons et de grenouilles et la nature des roches où Microtheriomys articulaquaticus des fossiles ont été trouvés suggérant qu’il s’agissait d’un environnement aquatique, fournissant des preuves supplémentaires pour étayer l’hypothèse, a déclaré Calede.

Les fossiles sont généralement datés en fonction de leur emplacement entre des couches de roches dont l’âge est déterminé par la détection de la désintégration radioactive des éléments laissés par l’activité volcanique. Mais dans ce cas, Calede a pu faire vieillir le spécimen à un âge précis de 29,92 millions d’années en raison de son emplacement à l’intérieur, plutôt qu’au-dessus ou en dessous, d’une couche de cendres.

“Le plus ancien castor semi-aquatique que nous connaissions en Amérique du Nord avant cela avait 17 ou 18 millions d’années”, a-t-il déclaré. “Et le plus vieux castor aquatique du monde, avant celui-ci, venait de France et avait environ 23 millions d’années.

“Je ne prétends pas que cette nouvelle espèce est nécessairement le castor aquatique le plus ancien de tous les temps, car il y a d’autres animaux que nous connaissons, d’après leurs dents, qui sont liés à cette espèce que j’ai décrite.”

Microtheriomys articulaquaticus n’avait pas la queue plate qui aide les castors à nager aujourd’hui. Il mangeait probablement des plantes au lieu de bois et était relativement petit – pesant moins de 2 livres. Le castor adulte moderne, pesant environ 50 livres, est le deuxième plus grand rongeur vivant après le capybara d’Amérique du Sud.

L’analyse de Calede de la taille du corps du castor au cours des 34 derniers millions d’années suggère que l’évolution du castor adhère à ce que l’on appelle la règle de Cope, qui postule que les organismes des lignées en évolution augmentent en taille avec le temps. Un castor géant de la taille d’un ours noir vivait en Amérique du Nord il y a à peine 12 000 ans. Comme toutes les espèces de castor vivant aujourd’hui sauf les deux, Castor canadensis et Fibre de ricinle castor géant est éteint.

“Il semble que lorsque vous suivez la règle de Cope, ce n’est pas bon pour vous – cela vous met sur une mauvaise voie en termes de diversité des espèces”, a déclaré Calede. « Avant, nous avions des dizaines d’espèces de castors dans les archives fossiles. Aujourd’hui, nous avons un castor nord-américain et un castor eurasien. plus.”

Ce travail a été financé par l’American Philosophical Society Lewis and Clark Fund, Sigma-Xi, la Geological Society of America, l’Evolving Earth Foundation, la Northwest Association, la Paleontological Society, la Tobacco Root Geological Society, l’UWBM, l’Université de Washington Département de biologie et de l’État de l’Ohio.