L’oreille interne des cerfs révèle leur origine et l’impact du climat sur leur évolution
La famille des cerfs (cervidés) est aujourd’hui l’une des plus diversifiées parmi les grands mammifères. Leur origine, leur évolution et les liens de parenté entre les espèces actuelles et celles éteintes sont mal connus. Dans le cadre d’une collaboration internationale (Suisse, Espagne, Allemagne, France, Angleterre, Chine), des paléontologues ont analysé les données 3D de l’oreille interne de nombreux cervidés depuis leur origine il y a 20 millions d’années jusqu’à aujourd’hui. Les chercheurs ont montré que l’origine des cervidés modernes est au moins 4 Ma plus ancienne que ce que l’on pensait jusqu’à présent. De plus le cerf géant du Quaternaire Megaloceros giganteus est confirmé comme étroitement apparenté au daim actuelles (Dama), et non aux cerfs (Cervus). Ces résultats, qui soulignent l’importance d’une approche intégrée (morphologique et moléculaire), viennent d’être publiés dans la revue Scientific Report.
L’origine et les relations de parenté entre les cervidés actuels et les formes fossiles est difficile à établir, notamment en raison de la relative homogénéité de leurs caractères ostéologique et dentaires directement observable et mesurables. Récemment, l’avancé des techniques d’imagerie en trois dimensions, à l’aide de la tomographie à rayon X, a permis aux chercheurs d’avoir accès à de nouvelles structures ostéologiques, telles que la région de l’oreille interne. Cet organe, responsable de l’équilibre et de l’audition, possède une forme intrinsèque qui aide à la compréhension de l’évolution des vertébrés.
Des images en haute résolution d’un os du crâne, appelé pétreux, obtenues par CT-scan,a permis l’analyse des données 3D de l’oreille interne de nombreux cervidés actuels et fossiles permettant ainsi de mieux comprendre l’histoire évolutive de ce groupe. Une approche intégrative alliant l’utilisation de méthodes analytiques précises et quantitatives sur l’oreille interne, et les données moléculaires (ADN) clarifie la diversification des cervidés au cours du temps, et l’origine des cerfs modernes.
La morphologie de l’oreille interne donne des résultats similaires aux données issues de l’ADN quant aux liens de parentés entre les espèces. Ainsi, le cerf géant Megaloceros est apparenté au daim. De même, le cerf à dent de sabre Hydropotes, qui ne possède pas de bois, appartient au groupe du chevreuil et de l’élan. Les chercheurs ont aussi découvert que l’origine des cerfs modernes se situe il y a environ 15 millions d’années, alors que les précédentes estimations étaient de 7 à 11 millions d’années. Ainsi un nouveau scénario évolutif des cerfs a pu être proposé. La diversification majeure de ce groupe s’effectue entre 6.5 et 3 millions d’années, durant les différents cycles glaciaires. Ceci est probablement à mettre en parallèle avec la complexification de l’organisation sociale chez les cerfs avec des ramures de plus en plus développées et des joutes entre mâles pendant les courtes périodes de reproduction liées au climat. La morphologie de l’oreille interne offre une nouvelle perspective de recherche pour comprendre les interactions entre l’évolution de la biodiversité et les paramètres abiotiques tels que le climat.
Référence
Mennecart, B., DeMiguel, D., Bibi, F., Rössner, G.E., Métais, G., Neenan, J.M., Wang, S., Schulz, G., Müller, B., and Costeur, L. 2017. Bony labyrinth morphology clarifies the origin and evolution of deer Scientific Reports 7 (1): 13176.
Contact chercheur
Grégoire Metais
Centre de Recherches sur la Paléobiodiversité et les Paléoenvironnements (CR2P - MNHN/CNRS/Univ Pierre et Marie Curie)
gregoire.metais@mnhn.fr