De l'extinction des dinosaures aux niches nouvellement ouvertes : des petites créatures ressemblant à des haches aux grands mammifères
Une nouvelle ère après les dinosaures
Il y a 66 millions d'années, la grande extinction K–Pg a éliminé les dinosaures non-aviens, ainsi que les reptiles marins comme les mosasaures, et de nombreux autres groupes. Bien que la disparition des grands vertébrés terrestres ait été une catastrophe pour les écosystèmes mésozoïques, elle a libéré un « espace » écologique que les mammifères, longtemps éclipsés par les dinosaures, ont pu rapidement occuper. Au cours du Paléocène, de l'Éocène et au-delà, ces petits animaux isolés ont évolué en une multitude de formes : des énormes herbivores (ongulés) aux prédateurs de pointe (créodontes, puis vrais carnivores), jusqu'aux cétacés marins et chauves-souris volantes. Les mammifères modernes sont l'héritage de cette exceptionnelle radiation post-crétacée, illustrant le succès fondé sur l'adaptation et l'innovation.
2. Racines des mammifères mésozoïques
2.1 Premiers mammifères : petits et souvent nocturnes
Les mammifères sont apparus à peu près en même temps ou un peu avant les dinosaures à la fin du Trias (~il y a plus de 225 millions d'années). Leurs ancêtres étaient des synapsides (parfois appelés « reptiles mammaliens »), et les premiers vrais mammifères étaient petits, avec une structure avancée de la mâchoire et des osselets de l'oreille, un pelage pour conserver la chaleur, et la lactation. Par exemple :
- Morganucodon (~205–210 millions d'années) : Mammaliaforme basal, petit insectivore.
- Multituberculés : Groupe très réussi à l'époque mésozoïque, souvent comparé aux rongeurs selon les niches écomorphologiques.
Ces animaux coexistaient avec les dinosaures pendant plus de 100 millions d'années, occupant principalement des niches nocturnes ou insectivores plus modestes, évitant probablement ainsi la concurrence directe avec les grands reptiles diurnes.
2.2 Limitations du Mésozoïque
Les plus grandes tailles corporelles et les plus larges plages d'activité diurne étaient fortement limitées par la domination des dinosaures. Beaucoup de mammifères restaient petits (de la taille d'une musaraigne à celle d'un chat). Les fossiles confirment cela, montrant très rarement des mammifères mésozoïques plus grands. Il y a des exceptions (Repenomamus – mammifère du Crétacé se nourrissant de jeunes dinosaures), mais elles sont rares.
3. Extinction K–Pg : une nouvelle opportunité s'ouvre
3.1 Événements catastrophiques
Il y a 66 millions d'années, l'impact de l'astéroïde de Chicxulub et peut-être les éruptions intensifiées des trapps du Deccan en Inde ont provoqué des bouleversements planétaires : un « hiver d'impact », des incendies mondiaux, des pluies acides, etc. Les dinosaures non-aviens, les ptérosaures, les grands reptiles marins et de nombreux groupes d'invertébrés ont disparu. Les organismes plus petits et flexibles – oiseaux, petits reptiles, amphibiens et mammifères – avaient de meilleures chances de survie après la catastrophe. Au début, le monde manquait de ressources, donc l'adaptation est devenue essentielle.
3.2 Mammifères survivants
Les mammifères survivants présentaient probablement :
- Petits corps : Besoins alimentaires absolus plus faibles.
- Alimentation flexible : les insectivores ou omnivores pouvaient exploiter des ressources temporaires.
- Comportements sûrs de cachette : la construction de grottes ou de nids protégeait contre les extrêmes environnementaux.
Après que le stress climatique le plus sévère s'est atténué, ces lignées survivantes ont trouvé un monde sans grands concurrents – idéal pour une rapide radiation.
4. Paléocène inférieur : radiation des mammifères
4.1 « Explosion » du Paléocène
Le Paléocène (66–56 millions d'années) a connu un bond marqué dans la taille, la diversité et l'abondance des mammifères :
- Les multituberculés ont continué à prospérer en tant qu'herbivores / omnivores ressemblant à des rongeurs.
- De nouvelles lignées de mammifères placentaires et marsupiaux se sont développées, comprenant des frugivores spécialisés, des prédateurs et des insectivores.
- Les condylarthres (ongulés archaïques) sont apparus, évoluant plus tard vers les ongulés modernes.
- Les cimolestidés ou « prédateurs paléocènes » ont occupé des niches de petits carnivores.
En l'absence de dinosaures, les mammifères ont occupé des niches libres : herbivores de taille moyenne à grande, prédateurs, grimpeurs ou formes volantes. Des sites fossiles tels que le bassin de Big Horn en Amérique du Nord montrent une abondance de restes de mammifères du début du paléocène, reflétant des écosystèmes de transition en reprise après l'extinction [1], [2].
4.2 Climat et végétation
Le climat chaud du paléocène, avec des forêts renouvelées à la place de la flore mésozoïque détruite, a fourni de nombreuses sources de nourriture. Les angiospermes (plantes à fleurs), déjà répandues à la fin du Crétacé, offraient des fruits et des graines pour de nouveaux régimes alimentaires des mammifères. Parallèlement, les insectes se sont également rétablis, soutenant l'essor des insectivores. Ainsi se sont formées des communautés de mammifères de plus en plus complexes.
5. Éocène et diversité ultérieure
5.1 « Deuxième » phase de l'évolution des mammifères
L'éocène (~56–34 millions d'années) a vu une spécialisation accrue des mammifères :
- Les ongulés (ungulés) : se sont divisés en artiodactyles (ongulés pairs) et périssodactyles (ongulés impairs).
- Les primates ont continué à évoluer avec des adaptations pour la vie arboricole (adapiformes, omomyidés).
- Les premiers mammifères carnivores (miacidés) ainsi que d'autres lignées de prédateurs ont commencé à modifier ou à supplanter les groupes carnivores paléocènes plus anciens (par exemple, les créodontes).
Dans de nombreuses lignées, la taille du corps a augmenté. Certains ancêtres des baleines (pakicétidés) sont passés de la terre à l'eau au début de l'éocène, devenant finalement des cétacés entièrement marins. Les configurations écologiques sont devenues de plus en plus sophistiquées, rappelant de nombreux groupes de mammifères modernes.
5.2 PETM (Maximum thermique Paléocène–Éocène)
Le PETM (~56 millions d'années) est un réchauffement rapide et bref, probablement responsable de migrations et de changements évolutifs chez les mammifères. De nombreuses lignées apparaissent dans les archives fossiles de l'hémisphère Nord, venant du sud. La plasticité des mammifères – renforcée par l'endothermie – leur a permis de mieux s'adapter à ces extrêmes climatiques, que d'autres groupes auraient peut-être supportés.
6. Innovations adaptatives et niches libérées
6.1 Saut de taille corporelle
Une des caractéristiques les plus marquantes des mammifères post-crétacés fut la rapide variation de la taille corporelle. Jusqu'au milieu de l'Éocène, certains herbivores (par ex., les brontothères ou les périssodactyles de grande taille) atteignaient la taille de petits dinosaures. Le phénomène de la « règle de Cope » (Cope’s Rule), selon lequel l'évolution tend à augmenter la taille moyenne, explique en partie comment la disparition des dinosaures a libéré des niches écologiques pour les grands mammifères.
6.2 Stratégies sociales / comportementales complexes
Les mammifères ont développé des soins parentaux avancés, des groupes sociaux possibles et diverses spécialisations alimentaires. L'endothermie leur a permis d'agir la nuit ou dans des environnements plus frais. Certaines lignées (par ex., les rongeurs) se sont très bien adaptées – reproduction rapide, régimes alimentaires flexibles, remplaçant les niches des petits dinosaures ou des grands reptiles.
6.3 L'ascension dans l'air et l'eau
Les chauves-souris (ordre Chiroptera) ont pris leur envol – une fonction auparavant assurée par les ptérosaures. Parallèlement, de nouvelles familles de mammifères marins (cétacés, siréniens) ont colonisé la mer depuis la terre ferme, remplaçant les niches mésozoïques des reptiles marins en tant que grands prédateurs / consommateurs des océans. Dans chaque domaine – air, terre, mer – les mammifères ont pris des positions solides, sans être éclipsés par les dinosaures ou les reptiles marins.
7. Les principales lignées après K–Pg
7.1 Ordres placentaires
Les ordres actuels de mammifères placentaires (primates, carnivores, ongulés, rongeurs, etc.) proviennent des expansions Paléocène–Éocène. Les études phylogénomiques montrent que les principales branches se sont séparées au niveau ou après la limite K–Pg, bien que la date précise fasse débat. Certaines lignées ont peut-être commencé à diverger dès le Crétacé supérieur, mais se sont vraiment différenciées après l'extinction [3], [4].
7.2 Marsupiaux
Les marsupiaux ont prospéré au début du Cénozoïque surtout en Amérique du Sud et en Australie – ces continents isolés. Leur répartition en Amérique du Nord a historiquement été limitée jusqu'aux migrations ultérieures. L'événement K–Pg a peut-être été un facteur d'équilibrage « maladie », permettant temporairement aux marsupiaux de s'étendre, avant que les placentaires ne l'emportent dans la plupart des territoires.
7.3 Le déclin des multituberculés
Les multituberculés – des mammifères mésozoïques "rongeurs" réussis – ont survécu jusqu'au Paléocène, mais ont progressivement disparu, éclipsés par les vrais rongeurs (apparus à l'Éocène) et d'autres placentaires évolués. Cela montre qu'une partie des groupes mésozoïques survivants a finalement cédé la place à de nouvelles clades apparues après leur victoire dans la compétition.
8. Données et sources fossiles
8.1 Sites importants du Paléocène
Des régions telles que le bassin de Williston, le bassin de San Juan et le bassin de Paris possèdent de nombreux fossiles de mammifères du Paléocène. Chaque trace révèle la restauration des écosystèmes après la crise K–Pg, avec des formes intermédiaires reliant les vestiges mésozoïques et les ordres plus modernes. Les petits traits crâniens et dentaires montrent comment le régime alimentaire s'est rapidement diversifié – certains se sont adaptés à une végétation dure, d'autres à la carnivorie ou à l'omnivorie.
8.2 « Lagerstätten » éocènes
Messel (Allemagne), Green River (Wyoming, USA) et Fayum (Égypte) sont des sites du Paléocène ayant conservé des fossiles de mammifères dans un état exceptionnel (parfois avec des restes de pelage, contenu stomacal). Ils témoignent d'exemples d'ancêtres précoces de chevaux, primates, chauves-souris, formes de transition des cétacés et de leurs écosystèmes luxuriants.
8.3 Phylogénie moléculaire
Outre les fossiles, les horloges moléculaires, basées sur l'ADN des mammifères actuels, aident à déterminer les dates de divergence. Bien que les échelles temporelles des fossiles et des études moléculaires ne coïncident pas toujours, les deux indiquent que la grande vague de diversification des mammifères a eu lieu après la limite K–Pg, lorsque ces lignées ont été « libérées » par la fin des contraintes du monde crétacé.
9. Pourquoi les mammifères ont-ils émergé ?
9.1 Facteurs écologiques et biologiques
- Existence petite, omnivore ou insectivore : mieux survécu au cataclysme K–Pg que les grands spécialistes.
- Endothermie et pelage : ont permis de réguler la chaleur même lors d'un « hiver nucléaire ».
- Stratégies de reproduction : plus longue protection parentale, lactation, peut-être un renouvellement générationnel plus rapide, favorable à l'adaptation.
Ces caractéristiques ont donné aux mammifères un avantage après le K–Pg, leur permettant d'occuper rapidement les niches libres lorsque le monde s'est stabilisé.
9.2 Plasticité morphologique
Les mammifères se caractérisent par des formes corporelles flexibles : posture verticale, système dentaire composé de différents types de dents (molaires, canines, incisives) et types d'extrémités adaptés. En l'absence des dinosaures en tant que grands herbivores / carnivores, ils ont pu s'étendre librement vers de nouvelles limites morphologiques – des grands herbivores aux prédateurs de pointe, grimpeurs, volants ou spécialistes aquatiques.
10. Importance pour l'histoire de la vie sur Terre
10.1 Fondement des faunes actuelles
L'essor des mammifères au Paléogène a posé les bases des écosystèmes terrestres modernes – les Primates ont finalement donné naissance aux singes et aux humains, les Carnivores – aux chats et aux chiens, les Artiodactyles – aux bovins et aux cerfs, etc. Les mammifères marins ont remplacé les niches des reptiles marins mésozoïques, donnant naissance aux cétacés, phoques, etc. Fondamentalement, la fin des dinosaures a conduit au monde dominé par les mammifères que nous connaissons.
10.2 Les régularités post-extinction
En observant comment les mammifères ont prospéré après le K–Pg, nous comprenons un modèle général où la vie se rétablit après des extinctions massives. Les opportunistes survivants évoluent en diverses « expérimentations » morphologiques. Après des millions d'années, ces lignées se stabilisent en nouveaux écosystèmes. Sans cette collision cosmique, les grands dinosaures domineraient peut-être encore, limitant à jamais l'évolution des mammifères.
10.3 Leçons pour la biodiversité contemporaine
Alors que le climat et les écosystèmes terrestres changent sous l'influence humaine, l'extinction K–Pg souligne l'importance des bouleversements soudains, des stress climatiques et des capacités d'adaptation de certains groupes. Les mammifères ont prospéré dans ce nouvel environnement seulement après que l'extinction ait éliminé les grands concurrents. La crise écologique actuelle peut également « offrir une opportunité » à des gagnants inattendus (espèces invasives ou omnivores) au détriment des spécialistes. En étudiant la reprise post-extinction, nous comprenons à quelle vitesse la biodiversité peut se réorganiser – et à quel point les conséquences peuvent être surprenantes.
Conclusion
L'essor des mammifères après l'extinction K–Pg est l'une des transformations les plus importantes de l'histoire de la Terre. Longtemps éclipsés par les dinosaures, les mammifères ont saisi l'opportunité de se diversifier dans des niches libres et ont développé en relativement peu de temps des formes allant de la taille d'une musaraigne à celle de géants comparables à des rhinocéros. Au cours des périodes suivantes, ils se sont encore plus différenciés en primates, carnivores, ongulés, chauves-souris, cétacés marins, etc., créant le monde des mammifères que nous connaissons aujourd'hui.
Bien que les dinosaures restent des symboles emblématiques de la préhistoire, leur extinction a créé les conditions du succès de notre groupe – les mammifères – mettant en lumière un paradoxe : qu'une extinction tragique peut stimuler une nouvelle vague d'innovations. À travers les archives fossiles, les changements morphologiques et les données moléculaires, les paléontologues racontent une histoire dynamique de la façon dont de petits mammifères mésozoïques, souvent nocturnes, sont devenus les créateurs du nouveau monde du Cénozoïque – montrant comment de grands bouleversements peuvent réorganiser le paysage évolutif, ouvrant la voie à des succès inattendus.
Nuorodos ir tolesnis skaitymas
- Alroy, J. (1999). « Le registre fossile des mammifères nord-américains : preuve d'une radiation évolutive au Paléocène. » Systematic Biology, 48, 107–118.
- Rose, K. D. (2006). Le début de l'âge des mammifères. Johns Hopkins University Press.
- O’Leary, M. A., et al. (2013). « L'ancêtre des mammifères placentaires et la radiation post-K-Pg des placentaires. » Science, 339, 662–667.
- Beck, R. M. D., & Lee, M. S. Y. (2014). « Dates anciennes ou taux accélérés ? Horloges morphologiques et ancienneté des mammifères placentaires. » Proceedings of the Royal Society B, 281, 20141278.