Comprendre l'Evolution 2012 Ch4

Le chapitre 4 du livre "Comprendre l'évolution" explique comment des espèces terrestres ont pu passer du milieu terrestre au milieu aquatique, pour donner naissance aux groupes des cétacés. Les cétacés ne sont pas le seul groupe de mammifères terrestres à être passé du milieu terrestre au milieu aquatique, il y a aussi les pinnipèdes (otaries, phoques morses) et les siréniens (lamentins et dugong). Cependant, les cétacés sont les seuls qui ont réussi une transition des plus totales.

Qu'est-ce qu'un mammifère?

Il y a plusieurs points caractéristiques, qui ont permis aux scientifiques de différencier le groupe des cétacés des autres animaux aquatiques. Ils ont en effet découvert que les cétacés étaient des mammifères marins, grâce aux caractéristiques suivantes:

• leur demi mâchoire inférieure est formée d'un seul os
• ce sont des vertébrés, donc des animaux qui possèdent un squelette osseux ou cartilagineux interne, avec un certain nombre d'os qui composent la colonne vertébrale.
• les femelles nourrissent leurs petits grâce au lait maternelle (allaitement)
• ondulation de leur colonne vertébrale de façon verticale lors de la nage et la course
• animaux à sang chaud, donc qui possèdent une température corporelle constante, ce qui est autrement appelé l’homéothermie.
• ils possèdent des poumons et sont donc obligés de ressortir à la surface pour respirer l'air

Qu'est-ce que les cétacés?

Le mot cétacé vient du latin "cetus", qui signifie grand animal et du grec "ketos", qui signifie monstre marin. Ce groupe est composé de mammifères aquatiques, ressemblant beaucoup aux poissons. Cependant les cétacés ont évolué à partir d'animaux terrestres, contrairement aux poissons. Le groupe des cétacés est séparé en trois groupes. Il y a d'abord le groupe des mysticètes, qui est composé des cétacés à fanons. Ils ne possèdent pas de dents, comme les baleines à bosses. Les fanons sont en fait constitués de kératine (composition très proche de celle des cheveux humains et des cornes des bovins). Le mot mysticète vient du grec, "mystakos" qui est égal à moustache. Le deuxième groupe qui compose les cétacés est celui des odoncètes, ce mot vient du grec, "odontos", qui équivaut à dents; ce groupe représente les cétacés à dents, comme les dauphins et les orques.
Les cétacés comprennent un troisième sous-groupe, qui est le groupe des archéocètes. Le groupe des archéocètes est un groupe fossile d'espèces éteintes aujourd'hui représentant donc les premiers cétacés ayant vécu sur la Terre. Ce sont donc les premiers mammifères marins. La découverte de ces archéocètes a apporté beaucoup à la compréhension de l'évolution des cétacés.
Il y a, à l'heure actuelle, environs quatre-vingt espèces de cétacés qui sont répertoriées entre les deux groupes des ondocètes et des mysticètes, étant donné que les archéocètes sont des espèces éteintes. Les poissons et les cétacés ont souvent été confondus dû à leur aspect extérieur assez similaire et dû à leur très bonne adaptation au milieu marin. Cependant, en observant plus attentivement, des différences notables peuvent être remarquées. Les cétacés présentent des aspects similaires aux mammifères, ce qui prouve encore une fois qu'ils ne sont pas des poissons. Un exemple flagrant, l'orientation de la nageoire caudale; elle se déplace verticalement lorsque les poissons nagent, et horizontalement lorsqu'il s'agit des cétacés. Les femelles cétacés allaitent leurs petits, leur corps est maintenu à une température constante, ils respirent l'oxygène de l'air, etc.

• Annexe 1

Qu'est ce qui a permis aux scientifiques de se rendre compte de l'évolution des cétacés?

L'une des premières questions que les scientifiques se sont posées, est la suivante: "comment peut-on passer d'un ancêtre terrestre quadrupède à des formes aussi spectaculairement adaptées au milieu marin?"

Ces scientifiques ont pu répondre à cette question grâce aux données paléontologiques. C'est surtout les fossiles qui ont permis la compréhension de ces changements. Les scientifiques ont tout d'abord découvert des fossiles de mammifères présentant des similitudes sur certains points anatomiques particuliers, avec les cétacés actuels. C'est ce qui a engendré le questionnement sur l'évolution des cétacés. Les premiers fossiles de cétacés découverts, sont des fossiles d'espèces ayant déjà acquis la plupart des adaptations au milieu aquatique, déjà observés chez les cétacés actuels. Durant de nombreuses années, il a été difficile de valider les hypothèses découvertes sur cette évolution, jusqu'à la découverte des fossiles venant de l'époque Éocène (époque géologique allant de 56 à 34 millions d'années). Cette découverte de fossiles de l'Éocène, s'est faite il y a environ 25 ans et elle a permis de confirmer la reconstitution des étapes de l'évolution des cétacés.

Comment s'est déroulée l'évolution des cétacés?

L'évolution des cétacés est considérée comme un exemple majeur de la transition réussie à un environnement fondamentalement différent. Grâce aux différentes questions qui suivent, nous pourrons mieux comprendre l'évolution des cétacés, et surtout se rendre compte des changements physiques majeurs de ces espèces.
L'évolution commence durant l'ère Éocène (il y a 34 à 56 millions d'années), puis continue dans l'ère Oligocène (28 à 34 millions d'années), et encore dans l'ère Néogène, qui commence il y a 4 millions d'années jusqu'à aujourd'hui.
L'astragale, qui est un petit os de la cheville et qui est considéré comme un vestige ancestrale chez les cétacés, car rappelons le, les fossiles des cétacés possédaient des pattes arrières, montre que les ancêtres des cétacés avaient une articulation particulière. Cette articulation a souvent été considérée comme propre aux artiodactyles, qui représentent le groupe des ongulés, ceux qui marchent sur le "bout des doigts". Ce groupe compte des mammifères tels que la vache, la girafe, le cochon, le chameau, le lama, l'hippopotame...
Cette découverte affirme donc, qu'il y a un lien de parenté entre le groupe des cétacés et celui des artiodactyles. Ces deux groupes devaient avoir un ancêtre commun, à partit du quel ils ont commencé à diverger. Cette découverte apporte encore une preuve que les cétacés proviennent du milieu terrestre.

• Annexe 2

Quelles ont été les adaptions au milieu aquatique?

Dans leur évolution, les cétacés ont dû s'adapter physiologiquement au milieu aquatique. Ils ont perdu leurs pattes postérieurs, leurs membres antérieurs se sont transformés en palettes natatoires rigides et leur colonne vertébrale s'est spécialisée.
Afin d'avoir une respiration plus aisée lorsque l'animal rejoint la surface de l'eau, les narines ont reculé jusqu'à atteindre le sommet du crâne (évent).
Pour une meilleure survie dans l'eau, leur os de l'oreille de la base du crâne s'est isolé, ce qui permet une audition plus efficace. Les ondocètes ont encore amélioré cela en développant un système d'écholocalisation, donc qui leur permet de détecter efficacement des obstacles ou des proies sous l'eau. Ce système fonctionne avec des ultrasons et des échos et c'est le même système que nous pouvons observer chez les chauves-souris. Leur museau s'est allongé pour améliorer la prédation. Il y a aussi certaines espèce, comme la baleine bleu, qui ont amélioré leur façon dont se nourrir, car leur museau s'est élargi et aplati et ils ont perdu leurs dents, qui se sont transformées en fanon.

Quels ont été les premiers animaux a être considérés comme des cétacés?

Les archéologues ont découvert, après beaucoup de fossiles ayant déjà acquis des adaptations au milieu aquatique, de nouveaux fossiles. Ces nouvelles découvertes ont changé l'histoire qui était établie sur l'évolution des cétacés.
En effet, ces fossiles de cétacés possédaient tous des pattes arrières.
Voici dans l'ordre de l'évolution les différents fossiles des cétacés :

• Pakicetus :

Le Pakicetus avait la taille d'un loup et il possédait des pattes antérieurs et postérieur robuste. Les proportions de ces dernières ainsi que leurs articulations montraient que le Pakicetus pouvait encore aisément se déplacer sur la terre ferme. Ensuite sa colonne vertébrale ne montre pas des zones de flexibilités, qui lui permettrait, comme la loutre, de nager par ondulation du corps. Ses narines étaient toujours positionnées à l'extrémité de son museau et les os de l'oreille et de la mandibule indique seulement un faible degré d'adaptation au milieu aquatique. Les caractéristiques qui ont cependant permis de l'inclure dans le groupe des cétacés est qu'au niveau des dents la zone de broyage est réduite et que son crâne s'est nettement allongé.
Le Pakicetus est considéré donc comme le premier cétacé et que ce dernier pouvait encore se déplacer aisément sur la terre ferme mais qu'il allait aussi dans le milieu aquatique.

• Annexe 3

• Ambulocetus natans :

En continuant les recherches, les scientifiques sont tombés sur les squelettes d'un autre archéocète: l' Ambulocetus natans (qui signifie littéralement: baleine qui marche et qui nage). Cet archéocète était plus grand que le Pakicetus et était déjà amphibie, et vivait surtout vers les côtes. L'animal avait de longues et fortes pattes postérieurs qui lui permettaient de se propulser dans l'eau, et sa façon de nager est comparée à celle de la loutre actuelle: c'est-à-dire en ondulant la colonne vertébrale. Nous n'observons donc, toujours pas de nageoire caudale, comme celle des cétacés actuelles. La morphologie des pattes antérieures montre que l' Ambulocetus natans pouvait encore marcher sur la terre ferme, à peu prêt de la même manière que les otaries actuelles. Dans l'eau, ces pattes devait l'aider dans les changements de direction. En comparant avec l'espèce découverte juste avant, le Pakicetus, on a pu observer que celui de l'Ambulocetus natans montre une caractéristique de l'oreille et de la mandibule lui permettant d'avoir une plus grande sensibilité aux sons dans l'eau.

• Annexe 4

• Rhodocetus :

Le Rhodocetus est plus ou moins contemporain d'Ambulocetus, ce qui signifie qu'ils existaient à peu près au même moment. Le Rhodocetus devait dépasser 3 mètres de long et comme Ambulocetus, il possédait des pattes munies de longs doigts. Les paléontologues ont découvert en plus sur ces dernières des zones d'intersections musculaire. Cela signifie donc que le Rhodocetus possédait des pattes palmées. Les paléontologues ont aussi découvert que le Rhodocetus, ainsi que les deux autres fossiles cités précédemment donc le Ambulocetus et le Pakicetus, possédaient tous les trois l'astragale, qui est un petit os de la cheville. Les cétacés de nos jours possèdent toujours des restes de cet os, c'est en effet un vestige ancestrale. Cela montre donc qu'il existe réellement un lien entre ces fossiles et les cétacés actuels.

• Annexe 5

• Basilosaurus

Cet archéocète est considéré comme le plus emblématique des cétacés fossilisés. Ce dernier a tout d'abord été considéré, non comme un animal faisant parti du groupe des cétacé, mais comme un reptile marin. D'où son nom qui signifie lézard-roi. Cette erreur d'identification vient du fait que le Basilosaurus a un prolongement du corps extrêmement long, pouvant atteindre plus de 18 mètre de long. La tête de ce dernier comparé à la taille de son corps était relativement petite mais munie de grandes dents et d'une mâchoire robuste.
Une des caractéristiques les plus frappantes découverte seulement en 1990, chez le Basilosaurus, est la taille ridiculement petite de ses pattes arrières. Cela a amené les scientifiques à la conclusion que ces pattes arrières ne jouaient plus aucun rôle propulseur dans le déplacement de l'animal. Par contre, c'est sa queue qui a pris le relaie. En effet, les dernières vertèbres de sa queue, qui se sont élargies, indiquent clairement que le Basilosaurus possédait une nageoire caudale horizontale, comme celle que nous pouvons observer chez les cétacés modernes.

• Annexe 6

• Dorudon

Le Dorudon possède, comme le Basilosaurus, des minuscules pattes arrières vestigiales, ainsi qu'une nageoire caudale. Par contre, son corps était nettement plus court que celui du Basilosaurus et il était proportionné comme celui des dauphins actuels.
De plus, ces archéocètes avaient une distribution géographique bien plus grande que celle des archéocètes que nous avons cité précédemment. Cela signifie que le Dorudon était capable de parcourir des distances en mer bien plus grande que celle de ces ancêtres, car il s'était affranchi complètement du milieu terrestre.

• Annexe 7

Références

• http://www.introbiologie.net/BIOexercices/fichiers/cadre_exercice_baleines.htm
• http://www.mnhn.fr/museum/front/medias/dossPresse/14630_DP_MUSEUM_CETACES.pdf
• http://tecfa-bio-news.blogspot.com/2008/04/bio-reviews-un-chanon-manquant-de-moins.html
• http://www.ucmp.berkeley.edu/mammal/cetacea/cetacean.html
• http://www.indiana.edu/~ensiweb/lessons/wh.or.11.pdf
• http://140.220.1.9/DEPTS/ANAT/Thewissen/whale_origins/index.html
• http://www.cetace.info/classification/mysticetes/
• http://gefma.fr/IMG/pdf/p09_paleon-2.pdf
• http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/zoologie-2/d/mammifere_2142/
• http://tnregneanimal.tableau-noir.net/pages10/mammifere.html

---

• retour à Evolution_4BIOS_2012
  
• retour à Accueil