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Mammifères : de la molaire tribosphénique à la molaire quadrituberculée

Dossier - Nous, les mammifères
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Avec la disparition des dinosaures voilà 65 millions d’années, les mammifères ont pris possession des terres comme des mers. Les 5.000 espèces actuelles ont chacune leur mode de placentation et leur morphologie propres. Des premiers petits mammifères insectivores aux éléphants, découvrez ce qui constitue l’identité mammalienne, qui est aussi la nôtre.

  
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Nous évoquons ici le passage de la molaire tribosphénique des mammifères du Secondaire aux molaires quadrituberculées des mammifères du Tertiaire.

Cheval hénissant. © Hervo, Domaine public

L'innovation qui va transformer le plan des dents chez les mammifères du Tertiaire est l'apparition de l'hypocône : c'est le quatrième tubercule qui, accolé au protocône de la molaire supérieure, transforme radicalement le patron dentaire primitif. Son mode d'apparition est différent : il y a soit accroissement de taille du proto-postcingulum, soit dédoublement du protocône, soit accroissement de taille et déplacement du métaconule.

Diversité des patrons dentaires des molaires supérieures des principaux ordres de mammifères placentaires. Les différences de taille n’ont pas été prises en compte. © Jean-Louis Hartenberger

À partir de ce patron dentaire quadrituberculé, des patrons dentaires plus complexes apparaissent, dont cinq sont illustrés ci-dessus, et dont dérivent ceux de la figure suivante : B, molaire supérieure d'anthropoïde ; C, molaire dite sélénodonte (crête en forme de lune), commune chez les artiodactyles (exemple : cervidés) ; D, molaire de rhinocéros ; E, molaire bilophée de diprotodon (marsupial herbivore) ; F, molaire multilophée d'éléphant. Nota : les échelles de taille ne sont pas respectées. 

Évolution des différents modèles de molaires chez les mammifères placentaires, correspondant à autant de régimes alimentaires différemment spécialisés à partir du plan primitif, tel que celui connu chez Eomaia (33, Hartenberger, 2001). Chaque numéro correspond à un représentant différent au sein des différents ordres (artiodactyles, périssodactyles, proboboscidiens, primates, lagomorphes, rongeurs, insectivores, chiroptères, carnivores). © Jean-Louis Hartenberger

Sur la figure ci-dessus, au centre, en 1, figure le patron dentaire primitif dit tribosphénique, commun chez bien des mammifères du Secondaire, et d'où l'on peut dériver les patrons dentaires rencontrés au Tertiaire, dont les 35 qui figurent ici ne sont qu'un échantillon incomplet :

  • périssodactyles (chevaux) : 2, Hyracotherium de l'Éocène inférieur ; 3, Paleotherium de l'Éocène supérieur ; 4, cheval actuel ; 5, Miotapirus du Miocène ; 6, Brontotherium de l'Oligocène ; 7, Caenopus (rhinocérotidé) du Miocène ; 8 Chalicotherium du Miocène ;
  • proboscidiens (éléphants) : 9, Moeritherium de l'Éocène moyen ; 10, Dinotherium du Miocène ; 11, mastodonte du Pliocène ; 12, éléphant actuel ;
  • lapins : 14, Hsuinamania de l'Éocène inférieur ; 15, Palaeolagus de l'Éocène supérieur ;
  • rongeurs : 13, Paramys de l'Éocène inférieur ; 16, Theridomys de l'Éocène supérieur ; 17, loir du Pliocène ; 18, muridé (rat) du Pliocène ; 19, campagnol du Pliocène ; 20, cabiaï actuel ;
  • insectivores : 21, Saturninia de l'Éocène inférieur ;
  • chauves-souris : 22, Hipposideros de l'Oligocène ;
  • carnivores : 23, Hesperocyon (canidé) de l'Oligocène ; 24, hyène du Pliocène ; 25, Hoplophoneus (félidé) de l'Oligocène ; 26, phoque actuel ;
  • primates : 27, Homo sapiens actuel ;
  • artiodactyles (cervidés, bovidés, cochons) : 28, Diacodexis de l'Éocène inférieur ; 29, Dinohyus (entélodonte) de l'Oligocène ; 30, Palaeochoerus (suidé) du Miocène ; 31 hippopotame actuel ; 32 Heptacodon (anthracothère) de l'Oligocène ; 33, Cainotherium de l'Oligocène ; 34, Oxydactylus (camélidé) de l'Oligocène ; 35, Selenoportax (antilope) du Pliocène.
Évolution de la taille des mammifères terrestres du Crétacé supérieur au Tertiaire. © Jean-Louis Hartenberger

Ce graphique rend compte de l'évolution du poids des mammifères fossiles en Amérique du Nord et se fonde sur la taille observée de la première molaire inférieure. Comme il est montré dans les figures de la page suivante, sur la base de la mesure de la surface de la première molaire inférieure, on peut extrapoler le poids d'une espèce par la relation log(x) = a x log(P), avec x la surface de la première molaire, et P le poids constaté chez les mammifères actuels. Le graphique rend compte de l'évolution de la taille de la molaire inférieure.

L'accroissement de taille à la limite Crétacé-Tertiaire apparaît brutal. Un palier est rapidement atteint, au-delà duquel les espèces qui le dépasseraient ne trouveraient aucun avantage sélectif.

Bibliographie

  • Extrait d'Une brève histoire des mammifères, bréviaire de mammalogie, Jean-Louis Hartenberger, Belin, 2001
  • Inspiré de Cope's rule and the dynamic of body mass evolution in North American fossil mammals, J. Alroy, Science, 1998