Des chercheurs ont découvert un œuf fossilisé contenant un embryon vieux de 250 millions d’années, qui serait le premier œuf de thérapside connu à ce jour, le groupe d’animaux qui a évolué pour donner naissance aux mammifères. Découvert dans la province du Cap-Oriental, en Afrique du Sud, il s’agirait d’un Lystrosaurus, dont le mode de reproduction faisait jusqu’ici débat. Cet embryon constituerait ainsi la plus ancienne preuve que les ancêtres des mammifères pondaient des œufs avant d’évoluer plus tard pour devenir vivipares.
Le passage de l’oviparité à la viviparité constitue une étape importante de l’évolution des vertébrés. La biologie reproductive des monotrèmes (qui incluent les échidnés et les ornithorynques) suggère que les synapsides, la lignée d’amniotes (la catégorie de vertébrés dont l’embryon dispose d’un sac amniotique) qui conduit aux mammifères, étaient initialement ovipares. Ce groupe d’animaux, qui a évolué pour passer de l’oviparité à la viviparité, est celui des thérapsides, qui existaient il y a entre 280 et 200 millions d’années.
Les chercheurs estiment que les coquilles des premiers amniotes étaient probablement molles, ce qui expliquerait l’extrême rareté d’œufs d’amniotes fossilisés datant du Paléozoïque supérieur et du Mésozoïque inférieur. Si les premiers thérapsides ont été décrits pour la première fois il y a environ 150 ans, à partir de fossiles découverts en Afrique du Sud, aucun œuf de thérapside n’a jusqu’à présent été mis au jour.
La question de leur mode de reproduction a alors été débattue, et les paléontologues ont suggéré que ses représentants étaient peut-être déjà vivipares. Cette théorie serait cependant en contradiction avec les données issues des monotrèmes. Dans une étude publiée récemment dans la revue PLOS ONE, des chercheurs affirment avoir identifié pour la première fois un œuf fossilisé de thérapside, vieux de 250 millions d’années.
« Cela démontre enfin que les thérapsides étaient bien ovipares. Cette découverte apporte de nouvelles informations sur la stratégie de reproduction et de survie de ce groupe d’animaux », ont écrit les auteurs de l’étude, affiliés à l’université du Witwatersrand, dans un article paru dans The Conversation.
L’oeuf fossilisé contenant l’embryon de Lystrosaurus. © Julien Benoît et al.
Un trait de développement commun aux oiseaux et aux tortues
L’œuf analysé par les chercheurs a été exhumé en 2008 près d’Oviston, dans la province du Cap-Oriental en Afrique du Sud, par John Nyaphuli, un paléontologue de Bloemfontein. Il a par la suite été conservé au Musée national de Bloemfontein.
« Nous savions qu’ils appartenaient à une espèce ayant vécu il y a entre 252 et 250 millions d’années, le Lystrosaurus, mais nous ignorions s’il s’agissait d’une espèce ovipare », expliquent les chercheurs. « L’adulte ressemblait à un porc, avec une peau nue, un bec de tortue et deux défenses proéminentes pointant vers le bas. »
L’œuf fossilisé ne présente pas de coquille, celle-ci étant probablement molle et s’étant dissoute. Seul l’embryon recroquevillé est visible dans le fossile. Pour l’analyse, l’équipe de l’étude a utilisé une tomographie à haute résolution et un balayage synchrotron. Les chercheurs ont remarqué que les mâchoires inférieures du bec n’étaient pas encore complètement soudées.
Ce trait de développement est commun aux tortues et oiseaux modernes, chez qui les os de la mâchoire fusionnent bien avant la naissance, permettant ainsi aux petits de saisir et de broyer la nourriture avec un bec suffisamment robuste. Les mâchoires non soudées du petit Lystrosaurus suggéreraient donc qu’il est mort in ovo (dans l’œuf).
Reconstruction 3D de l’embryon à partir du balayage synchrotron. © Julien Benoît et al.
Un mode de reproduction qui lui aurait permis de survivre à la « Grande Extinction »
Il est intéressant de noter que le Lystrosaurus est un thérapside herbivore célèbre pour avoir survécu à la « Grande Extinction », qui a exterminé 90 % des êtres vivants sur Terre il y a 252 millions d’années. La manière dont il a pu survivre à cette extinction de masse demeure un mystère, mais l’œuf pourrait peut-être apporter des indices.
D’après les chercheurs, l’œuf fossilisé semble indiquer que l’animal pondait des œufs relativement gros pour sa taille. Cela suggère qu’il n’allaitait pas ses petits, car les animaux qui pondent des œufs volumineux nourrissent leurs embryons avec du vitellus plutôt qu’avec du lait. Les petits qui éclosent sont parfaitement formés et peuvent se nourrir seuls. À l’inverse, ceux éclos à partir d’œufs plus petits, comme les ornithorynques, sont encore nourris par leurs parents après la naissance.
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Ce volume d’œuf aurait donc pu contribuer à la résilience de l’espèce à l’extinction de masse. Les petits parfaitement formés après l’éclosion auraient également été plus indépendants et plus aptes à échapper aux prédateurs. Ils pouvaient atteindre plus rapidement la maturité et se reproduire plus tôt.
D’autre part, les gros œufs sont aussi plus résistants à la dessiccation. « Compte tenu de l’environnement aride qui régnait pendant et immédiatement après l’extinction, il s’agissait d’un avantage considérable, d’autant plus que les œufs à coquille dure n’allaient pas évoluer avant au moins 50 millions d’années », suggèrent les chercheurs.
« Grandir vite, se reproduire rapidement et proliférer étaient les secrets de la survie du Lystrosaurus. » D’après l’équipe, l’identification de l’œuf fossilisé de thérapside pourrait contribuer à mieux comprendre les origines de la biologie reproductive et de la lactation chez les mammifères, mais également la manière dont les espèces modernes pourraient faire face à la sixième extinction de masse actuelle.
Source : PLOS ONE
IL Y A 150 ANS