Les mammifères placentaires, également appelés euthériens, représentent un groupe incroyablement diversifié d'animaux. Caractérisés par la présence d'un placenta, un organe essentiel au développement intra-utérin, ils comprennent plus de 5 000 espèces différentes, allant des minuscules chauves-souris bourdons aux imposantes baleines bleues. Cet article explore les caractéristiques distinctives des mammifères placentaires, leur histoire évolutive, la diversité de leurs adaptations et l'importance cruciale du placenta dans leur développement.
Le Placenta : Un Organe Clé de la Reproduction
Chez les mammifères placentaires, la reproduction est marquée par le développement d'un placenta. Lors de la reproduction, l'œuf fécondé se niche dans l'utérus de la mère, et le placenta se développe autour de lui. Cet organe provisoire, mais essentiel, assure les échanges nutritifs entre la mère et son ou ses petits. Il filtre les échanges nutritifs entre la mère et son ou ses petits. À la naissance, le placenta est rejeté. On peut donc dire que le placenta, organe caractéristique de ce groupe de mammifères, est aussi essentiel que provisoire. Le placenta permet l'échange d'oxygène et de nutriments sans échange de sang, assurant une nutrition complète en différents éléments (sucres, minéraux, acides aminés, etc.). Il assure également une fonction respiratoire, le recyclage des déchets (fonction excrétrice) et une activité hormonale (fonction endocrine). De plus, le placenta joue un rôle majeur en immunologie en assurant une barrière entre l’enfant et le monde extérieur.
Diversité Morphologique et Adaptation
Les mammifères placentaires présentent une grande diversité dans leurs modes de locomotion, qu'ils soient adaptés aux milieux terrestre, aérien ou aquatique. Cette diversité se reflète dans leur morphologie, leur cerveau, leur appareil auditif et leur dentition, qui sont adaptés à ces différents milieux.
Adaptation au vol : La chauve-souris bourdon, pesant seulement 1,5 gramme, est un exemple frappant d'adaptation au vol chez les mammifères placentaires.
Adaptation à la nage : La baleine bleue, avec ses 190 tonnes et son corps hydrodynamique, illustre parfaitement l'adaptation au milieu aquatique.
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Mais de tous les organes des mammifères, le placenta est sans aucun doute celui qui présente la palette de morphologie la plus variée. Aussi, si les modes de placentation de certaines espèces sont bien connues (celui d'Homo sapiens bien sûr et ceux des espèces domestiquées), bien des études restent à mener chez les autres espèces pour comprendre le fonctionnement de cet organe qui demeure entouré de bien des mystères.
Histoire Évolutive des Placentaires
Origines et Diversification
Si l'on se penche sur l'histoire de ce groupe de mammifères, la première question que l'on se pose est celle qui concerne l'origine des placentaires actuels. Les plus anciens sont identifiés comme tels grâce à l'anatomie des os du bassin chez des fossiles découverts dans des sédiments datés de 110 millions d'années (Crétacé moyen). Dès lors est-il possible que des lignées actuelles aient une origine aussi ancienne ? Non ont répondu un groupe de chercheurs de diverses disciplines et institutions : tous les mammifères placentaires modernes sont les descendants d'une seule et même lignée apparue il y a près de 66 millions d'années, c'est-à-dire à la fin du Crétacé (M. A. O'Leary et al., « The Placental Mammal Ancestor and the Post-K-Pg Radiation of Mammals », in Science, vol. 339, pp. 662-667, 2013). Ce tronc commun a explosé et s'est diversifié au tout début du Paléocène, après l'extinction des dinosaures, il y a 65 millions d'années, et cette radiation s'est effectuée en quelques centaines de milliers d'années.
L'Ancêtre Commun
Toutes ces créatures, dans toute leur diversité de formes et de tailles, sont le fruit d’une longue évolution découlant d’un ancêtre commun : un petit animal insectivore discret qui a vécu quelques centaines de milliers d’années après la catastrophe qui a provoqué la disparition de la grande majorité des dinosaures.
En 2013, une équipe de scientifiques américains est parvenue à reconstituer, avec un niveau de détail extraordinaire, l’apparence de cette espèce placentaire ancestrale. L’équipe a prédit son poids, le nombre de molaires dont elle était dotée, la forme de ses spermatozoïdes ainsi que le trajet que suivait son artère carotide dans son cou. Cependant, aucune de ces informations ne provenait d’un potentiel fossile de la créature elle-même : les prédictions se basaient en réalité sur quatre-vingts de ses descendants, certains encore en vie, et d’autres disparus depuis longtemps. J’ai détaillé et publié ces résultats, en expliquant notamment ce que ces derniers signifiaient pour l’évolution des espèces placentaires, en février 2013 dans la revue Nature News.
Je tenais néanmoins à partager ici les explications fournies par l’une de mes sources, Olaf Bininda-Emonds de l’Université d’Oldenburg, qui décrivaient parfaitement l’ampleur du travail accompli.
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Pour réaliser son analyse, l’équipe a dû documenter et catégoriser les squelettes de 86 espèces différentes selon plus de 4 500 caractères anatomiques. Voici ce que Bininda-Emonds avait à nous révéler il y a dix ans, peu après la publication des résultats :
« Je trouve cette étude absolument stupéfiante. La matrice de données des caractères qu’ils ont rassemblés est à couper le souffle et, lorsqu’elle est combinée aux données sur les séquences d’ADN, elle fournit sans aucun doute l’une des meilleures estimations à ce jour des relations évolutives entre les différents mammifères placentaires.
Pour vous aider à imaginer l’incroyable quantité de travail qui a été nécessaire pour coder plus de 4 500 caractères pour près de 90 espèces différentes, voici mon expérience : je n’ai étudié « que » 200 caractères pour 35 espèces (dans le cadre de mon projet de Master) et j’ai passé pour cela 6 semaines d’affilée assis dans divers musées d’Histoire naturelle pendant plus de 8 heures par jour. C’était incroyablement ardu et pas vraiment passionnant. Un peu poussiéreux aussi. Et pour réaliser l’étude entière, ce chiffre est à multiplier par plus de 20 !
Ce que les résultats ne montrent pas, en revanche, c’est l’ampleur de l’effort qui a été nécessaire pour identifier les 4 500 caractères en premier lieu. J’ai entendu des rumeurs selon lesquelles il leur aurait fallu des années pour établir la liste des caractères. Cela peut sembler difficile à croire, mais il ne faut pas oublier que les chercheurs ont dû établir une liste de caractères et de définitions de caractères qui s’appliquent à toutes sortes d’espèces, de la chauve-souris bourdon à la baleine bleue, en passant par toutes les autres espèces étranges et merveilleuses entre les deux (les castors, les éléphants, les phoques, les paresseux, les suricates, et même les humains). Ça fait beaucoup de diversité à essayer de résumer.
Et la difficulté ne s’arrêtait pas là : ils devaient souvent réaliser un véritable travail d’enquête, car bien souvent, une même structure pouvait être désignée par une demi-douzaine d’alias, le nom ou la définition de celle-ci étant souvent propre aux différents groupes taxonomiques. Ainsi, par exemple, un immense travail scientifique a dû être réalisé pour essayer de déterminer si une bride particulière observée sur le haut du fémur d’un morse était, du point de vue de l’évolution, la même structure qu’une crête située dans une position similaire sur le fémur d’un oryctérope ! Et le cas échéant, quel nom les scientifiques devaient-ils désormais utiliser pour qualifier cette structure commune ?
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Mammifères placentaires vs Marsupiaux
A la différence des marsupiaux que nous venons d’évoquer, les placentaires - comme leur nom l’indique - ont une gestation totalement intra-utérine : les petits sont ainsi bien plus longtemps protégés de toute agression extérieure en se développant au sein d’un sac interne à la mère, le placenta.
A la fin du crétacé n’existaient probablement que 200 à 300 espèces de mammifères regroupées en un peu moins de 30 familles dont 1/3 était représenté par les placentaires, 1/3 par les marsupiaux, le dernier tiers relevant d’espèces n’ayant pas survécu. A cette époque, les donnes étaient équivalentes entre les deux grands groupes de mammifères.
Survient alors la disparition des dinosaures et la radiation évolutive (on peut même parler « d’explosion évolutive ») des mammifères qu’on retrouve partout en quelques dizaines de milliers d’années. C’est à la fin du trias que le supercontinent occupant jusque là la Terre, la Pangée, commence à se fractionner. On peut supposer que cette dislocation a permis durant longtemps la non-communication et donc l’absence de compétition entre les deux grands groupes de mammifères. Vient alors la formation de l’isthme de Panama qui permet l’irruption des placentaires vers le sud où ils vont progressivement remplacer les marsupiaux.
Si l’on met de côté le rôle néfaste de l’Homme en Australie dont la prédominance exclusive a rompu la stabilité de l’écosystème naturel, force est de constater que partout où les marsupiaux ont rencontré les placentaires, ce sont ces derniers qui ont pris le dessus. Certes, il s’est parfois agi de dissemblances morphologiques et comportementales : le tigre marsupial à dents de sabre par exemple, était dans l’ensemble moins rapide et moins lourd que le smilodon, son concurrent placentaire.
La vraie différence entre ces différentes espèces réside dans le mode de gestation, forcément défavorable comme on la vu, aux marsupiaux. La gestation marsupiale, par exemple, oblige à une ossification plus précoce de la boîte crânienne ce qui limite forcément le développement du cerveau de l’individu. De la même façon, la croissance de l’embryon dans une poche externe empêche l’apparition d’individus de grande taille : impossible d’imaginer une baleine marsupiale ! C’est également la raison pour laquelle on ne retrouve pas de grands primates marsupiaux (je ne dis pas que cela était impossible - il existe des marsupiaux d’assez grande taille - mais seulement bien plus improbable). On peut affirmer au bout du compte que, si les marsupiaux avaient pour une raison quelconque dominé leurs cousins placentaires, jamais l’Homme et son gros cerveau n’auraient vu le jour.
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