L'oreille interneoreille interne des mammifèresmammifères est l'un des outils de perception des ondes sonores les plus perfectionnés qui existent dans le monde animal. Elle est aussi le siège des fonctions de l'équilibre.

Opossum de Virginie en livrée d'hiver. © Cody Pope, CC by-sa 2.5
Opossum de Virginie en livrée d'hiver. © Cody Pope, CC by-sa 2.5

Suivant les milieux où les mammifères évoluent, cet appareil auditif peut être assimilé à un sonar, servir de radar, de boussole, voire de GPSGPS aux animaux lors de migrations journalières ou saisonnières. Il y a aussi ceux qui comme les chauves-sourischauves-souris et les cétacés pratiquent l'écholocationécholocation : en émettant des sons et en les réceptionnant, ils interprètent leur environnement en 3D. Ainsi peuvent-ils se déplacer dans l'obscurité de la nuit ou des profondeurs océaniques en évitant les obstacles, en repérant des proies, ou bien pour retrouver un partenaire dans les jeux du sexe.

L'oreille des mammifères : un « studio d'enregistrement »

Des séries de fossilesfossiles documentent depuis le stade Morganucodon jusqu'aux espècesespèces actuelles les différents stades de la constructionconstruction de ce « studio d'enregistrement » très perfectionné avec sa chaîne d'osselets (étrier, marteau, enclume). Ces transformations sont couplées au développement parallèle d'aires spécialisées du néocortex qui permettent au cerveaucerveau d'interpréter les sons. L'ensemble est détaillé sur l'image ci-dessous.

 <br>Coévolution de la mandibule et des osselets de l’oreille moyenne avec le cerveau, tracée en regard de la séquence phylogénétique des mammifères. © Jean-Louis Hartenberger
 
Coévolution de la mandibule et des osselets de l’oreille moyenne avec le cerveau, tracée en regard de la séquence phylogénétique des mammifères. © Jean-Louis Hartenberger
  • Partie A : Chez les reptiles mammaliensreptiles mammaliens Thrinaxodon et Probaignothus du TriasTrias, les futurs osselets de l'oreille participent encore à l'articulationarticulation de la mandibulemandibule avec le crânecrâne ; les aires sensorielles du cerveau sont réduites. À partir du stade Morganucodon, il y a miniaturisation de la chaîne des osselets. Au stade Mammalia (ornithorynqueornithorynque et thériens) la mandibule n'est formée que d'un os unique qui s'articule directement au crâne, et les osselets accolés au tympantympan sont utilisés pour la transmission des sons. Parallèlement, les aires sensorielles du cerveau sont de plus en plus développées.
Ce dessin de <em>Thrinaxodon Liorhinus</em> a été réalisé à partir des travaux de Kemp de 1982. © Nobu Tamoura, CC by-sa 3.0
Ce dessin de Thrinaxodon Liorhinus a été réalisé à partir des travaux de Kemp de 1982. © Nobu Tamoura, CC by-sa 3.0
  • Partie B : Vue dorsale du cerveau de sarigue (marsupialmarsupial), qui montre l'importance du néocortexnéocortex.
  • Partie C : Vue dorsale de la chaîne des osselets de la même sarigue. La vue de l'étrier est orientée pour qu'apparaisse sa forme caractéristique.

Les études parallèles du développement embryologique de cet appareil mécanique de la région auditive et du cerveau chez la sarigue, conduites par Tim Rowe, illustrent en raccourci le scénario évolutif de cette transformation. Les deux figures ci-dessous sont adaptées de travaux de Tim Rowe de 1996 (Coevolution of the mammalian middle ear and neocortexScience).

Développement simultané de l’oreille moyenne et de la mandibule avec le néocortex chez l’embryon de sarigue. Les observations ont été faites sur des embryons qui ont quitté l’utérus et la poche marsupiale et comptées en jour. © Jean-Louis Hartenberger
Développement simultané de l’oreille moyenne et de la mandibule avec le néocortex chez l’embryon de sarigue. Les observations ont été faites sur des embryons qui ont quitté l’utérus et la poche marsupiale et comptées en jour. © Jean-Louis Hartenberger

Oreille moyenne et mandibule chez la sarigue

  • Partie A : Vue dorsale de la chaîne des osselets de la sarigue adulte. La vue de l'étrier est orientée pour qu'apparaisse sa forme caractéristique, et il est accolé à la fenêtrefenêtre du vestibulevestibule de l'oreille interne.
  • Partie B : Croissance relative des différents os de l'arc mandibulaire, composé du dentaire et des osselets de l'oreille moyenneoreille moyenne : ectotympanique en forme d'anneau et étrier, marteau, enclume. Au fur et à mesure de la croissance du jeune, la taille relative de ces différents éléments est modifiée, et il y a miniaturisation de la chaîne des osselets par rapport au dentaire, devenu os unique de la mâchoire. Au cours de ces étapes successives, les ébauches cartilagineuses de ces différents éléments glissent vers l'arrière du crâne.
  • Partie C : Différents stades de croissance du cerveau et de ses bulbes olfactifs. Alors que les osselets ont gagné leur position postérieure, au 30e jour, le néocortex débute son développement, et c'est en particulier à partir de ce stade que se développent les aires auditives.