Les défenses sont une caractéristique frappante de nombreux animaux – éléphants, hippopotames, phacochères, morses – et sont souvent recherchées par les humains.

Mais aucun oiseau, poisson ou reptile n’arbore aujourd’hui cette partie extrême et toujours plus grande de l’anatomie. Seuls les mammifères le font, même s’ils n’ont pas été les premières créatures à avoir des défenses. Selon une nouvelle étude, il s’agit d’une caractéristique ancienne, antérieure aux dinosaures.

« Nous avons pu montrer que les premières défenses appartenaient à des animaux antérieurs aux mammifères modernes, appelés dicynodontes », a déclaré Ken Angielczyk, conservateur au Field Museum de Chicago et auteur de la nouvelle étude, dans un communiqué de presse. « Ce sont des animaux très bizarres ».

De la taille d’un rat à celle d’un éléphant, les dicynodontes ont vécu il y a environ 270 à 201 millions d’années. Alors que leurs plus proches parents vivants sont des mammifères, ils avaient un aspect plus reptilien, avec des têtes en forme de tortue.

Les dicynodontes étaient les vertébrés les plus abondants et les plus diversifiés avant l’apparition des dinosaures, et ils possédaient tous une paire de défenses dépassant de leur mâchoire supérieure.

Défenses contre dents

Avant de se pencher sur l’évolution des défenses, les chercheurs ont dû définir exactement ce qu’est une défense et en quoi elle diffère d’une dent, ce qui était ambigu.

Ils ont déterminé qu’une défense doit sortir de la bouche, être composée uniquement d’une substance appelée dentine et continuer à croître tout au long de la vie de l’animal, même si elle est endommagée. Les dents sont également constituées de dentine. Cependant, elles sont recouvertes d’émail. Cela, ainsi que leur forme, les rend durables, mais une fois que les dents adultes ont poussé, il n’y a pas grand-chose à faire si elles se cassent. Elles ne repoussent pas.

« Les dents recouvertes d’émail constituent une stratégie évolutive différente de celle des défenses recouvertes de dentine – c’est un compromis », a déclaré Megan Whitney, chercheur postdoctoral au département de biologie organique et évolutive de l’Université de Harvard. Elle est l’auteur principal de l’étude.

Les chercheurs ont ensuite analysé les sections fines de 19 défenses fossilisées de dicynodontes, représentant 10 espèces différentes trouvées en Afrique du Sud, en Antarctique, en Zambie et en Tanzanie. Ils ont également utilisé des scans de tomographie par micro-ordinateur pour examiner comment les fossiles se sont développés. étaient attachés au crâne, et si leurs racines montraient des signes de croissance continue. Ils ont découvert que si quelques-uns des dicynodontes étudiés avaient de véritables défenses, sans émail, les autres avaient de grandes dents.

Les scientifiques ont également constaté qu’il n’y avait pas de progression stricte des non-défenses aux défenses. Différents membres de la famille des dicynodontes ont développé des défenses indépendamment à des moments différents, et certains n’ont jamais développé de véritables défenses.

« Je m’attendais à ce qu’il y ait un moment unique dans l’histoire de l’évolution des dicynodontes où les défenses ont évolué, car c’est l’explication la plus simple. Cependant, nous avons trouvé une évolution convergente des défenses plus tard dans l’évolution des dicynodontes », a déclaré Whitney. On parle d’évolution convergente lorsque des caractéristiques similaires évoluent indépendamment chez différentes espèces ou à différentes périodes de temps.

Pour que les défenses évoluent, ils ont découvert qu’un ligament flexible attachant la dent à la mâchoire était nécessaire, ainsi qu’un taux réduit de remplacement des dents – une combinaison de caractéristiques que l’on ne trouve aujourd’hui que chez les mammifères modernes.

« Tout cela nous permet de mieux comprendre les défenses que l’on trouve chez les mammifères d’aujourd’hui », a déclaré M. Angielczyk en parlant de cette recherche, publiée dans la revue Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.