Les archéocètes, ancêtres des cétacés, avaient déjà un crâne asymétrique pour mieux entendre sous l’eau

Les scientifiques pensaient que ces ancêtres avaient un crâne symétrique, comme la plupart des mammifères. Or, cette asymétrie est apparue bien avant qu´ils se divisent en deux groupes: les cétacés à dents dotés d´un crâne asymétrique et d´un système d´écholocalisation, et les cétacés à fanons au crâne bien aligné. Cette découverte est aussi passionnante que les soubresauts de l´étude. Dirigée par Julia Fahlke de l´Université du Michigan, elle vient d´être publiée sur le site Internet de la Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

L´asymétrie du crâne n´est pas reliée à l´écholocalisation

Reprenons le fil de l´histoire. Les archéocètes ont évolué pendant la période de transition entre l´éocène et l´oligocène, en se divisant en deux groupes: les odontocètes ou cétacés à dents (cachalots, baleines à bec, béluga) et les mysticètes ou cétacés à fanons (rorquals, baleines franches). Les odontocètes ont un crâne asymétrique associé au fait qu´ils produisent des ultrasons et sont équipés d´un système d´écholocalisation ou sonar biologique qui leur permet de localiser et identifier la structure interne de leurs proies. Les mysticètes ont un crâne symétrique et ne produisent pas d´ultrasons; pour se nourrir, ils engouffrent un gros volume d´eau qu´ils filtrent avec leurs fanons pour retenir des petites proies comme le krill.

Selon les résultats de Julia Fahlke, l´asymétrie du crâne, ou torsion de l´axe vers la gauche (en regardant le crâne par-dessus), existait déjà chez les archéocètes, leur permettant un repérage sonore et directionnel des proies. L´évolution vers un système d´écholocalisation avec ultrasons s´est produite plus tard chez les odontocètes, afin qu´ils puissent détecter des proies silencieuses, et l´asymétrie du crâne est devenue plus prononcée. Dans le même temps, le crâne des mysticètes s´est réaligné, car ces engouffreurs n´ont pas besoin d´un système acoustique performant pour repérer leurs proies.

Quand un sujet d´étude se met à dévier, lui aussi

Au départ, Julia Fahlke menait une recherche sur l´évolution des cétacés à partir de la forme de leurs dents et de leur fonction. En effet, les cétacés modernes ne mastiquent pas leurs proies, alors que les dents des archéocètes présentent des caractéristiques montrant qu´ils mâchaient leur nourriture. Elle espérait découvrir de quoi et comment ces archéocètes se nourrissaient, et quand leurs façons de se nourrir ont changé.

Julia Fahlke a commencé à étudier le crâne d´un Basilosaurus isis, ressemblant à un serpent, une baleine prédatrice vivant il y a 37 millions d´années. Après avoir scanné son crâne pour en faire un modèle numérique en trois dimensions, elle explique qu´elle avait remarqué, comme tous les chercheurs, une déformation attribuée à l´enfouissement du crâne dans la terre.

Une fois la déformation corrigée sur le modèle informatique, elle observa que les mâchoires et les dents ne s´emboîtaient pas correctement. Avec la nouvelle hypothèse selon laquelle les crânes des archéocètes étaient asymétriques, elle examina la collection de crânes de fossiles de baleines du musée de paléontologie de l´Université du Michigan. Elle eut la surprise de voir que tous les crânes présentaient la même asymétrie. Après une analyse plus poussée, quatre crânes d´archéocètes sur six présentaient une asymétrie significative.

Voici la question que se pose maintenant Julia Fahlke: les premiers cétacés à fanons avaient-ils une asymétrie du crâne, et si c´est le cas, quand l´ont-ils perdue? La chercheuse perçoit déjà un obstacle de taille: les crânes fossilisés complets et non déformés par l´enfouissement sont rares.[PNAS, Live Science, EurekAlert]

Pour en savoir plus:

Sur le site de PNAS (en anglais seulement) : Cranial asymmetry in Eocene archaeocete whales and the evolution of directionnal hearing in water