Quand le sang chaud est-il apparu ? La réponse se trouve peut-être dans les oreilles.

Dans le cas des mammifères, cette caractéristique leur a permis, il y a des millions d'années, d'occuper des niches environnementales du pôle à l'équateur, résistant à l'instabilité des climats anciens, mais ce ne fut pas toujours le cas.

La température de notre sang nous distingue les uns des autres dans le monde animal. Bien que le dicton populaire dise que plus d’une personne a le sang froid, la vérité est que l’être humain fonctionne parce que son sang est chaud. Connue également sous le nom d’endothermie, elle n’est cependant pas exclusive aux mammifères : les oiseaux, entre autres, nous ressemblent pour cette raison précise.

Dans le cas des mammifères, elle leur permet de réguler leur température corporelle interne en contrôlant leur taux métabolique. C’est précisément cette caractéristique qui, il y a des millions d’années, leur a permis d’occuper des niches environnementales allant du pôle à l’équateur, résistant à l’instabilité des climats anciens. Mais en a-t-il toujours été ainsi ?

Au début de son histoire, le sang ne coulait froid que dans le corps des êtres qui habitaient la planète. Peu à peu, la vie a changé, et aujourd’hui, un groupe de chercheurs a trouvé un moyen de reconnaître si ces animaux impossibles à trouver aujourd’hui avaient le sang froid ou le sang chaud. Il suffit de regarder à l’intérieur de leurs oreilles, même si elles sont fossilisées.

Il y a des millions d’années

Grâce à une nouvelle méthode d’analyse de la taille et de la forme des canaux de l’oreille interne, des chercheurs dirigés par Ricardo Araújo, paléontologue vertébré de l’Université de Lisbonne, suggèrent que les ancêtres des mammifères sont soudainement devenus à sang chaud il y a environ 233 millions d’années.

Les données, publiées dans la revue Nature en juillet dernier, n’ont pas permis d’entrevoir quand l’endothermie a évolué, ce qui reste un mystère de l’évolution, mais peut-être plus pour longtemps. Pourtant, en se basant sur des analyses fossiles des taux de croissance et des isotopes de l’oxygène trouvés dans les restes du squelette, ils ont proposé des dates pour l’émergence du sang chaud remontant à 300 millions d’années.

La clé pour déterminer les dates pourrait résider dans les structures de l’oreille interne des mammifères et de leurs ancêtres. Composée d’un labyrinthe de canaux semi-circulaires, elle contient un fluide qui réagit aux mouvements de la tête chez tous les mammifères et leurs ancêtres, frôlant les minuscules cellules ciliées de l’oreille et contribuant au maintien du sens de l’équilibre. Eh bien, il s’avère que ce fluide peut s’épaissir ou s’amincir en fonction de la température du corps.

La traque dans les fossiles

Selon Ricardo Araújo, les mammifères ont une oreille interne « très particulière » par rapport aux vertébrés à sang froid de taille similaire. Les dimensions de leurs canaux semi-circulaires, telles que l’épaisseur, la longueur et le rayon de courbure, sont particulièrement petites : « Leurs canaux sont très fins et ont tendance à être très circulaires par rapport aux autres animaux. »

Cela les a amenés à poser la question phare de leur étude : et si, selon cette hypothèse, la taille et la forme des conduits auditifs étaient liées à la température corporelle de l’animal ? Chez les animaux à sang chaud, le fluide devient moins visqueux, et les canaux peuvent s’être contractés pour compenser. Si cela s’avérait vrai, il serait possible de retracer dans les fossiles la façon dont la forme des canaux de l’oreille interne a changé, et donc de découvrir quand le sang chaud est apparu dans la lignée des mammifères.

Les chercheurs ont émis cette hypothèse à l’aide d’un outil qu’ils appellent « l’indice de thermo-motilité« . Ils ont pu établir un lien entre le sang chaud et ces dimensions de l’oreille interne chez jusqu’à 341 vertébrés différents. En tenant compte des différences de taille, la valeur de cet indice s’est avérée suivre de près la température corporelle d’un animal, des poissons aux reptiles en passant par les mammifères.

Ainsi, alors que les reptiles avaient des valeurs faibles pour l’indice, les mammifères avaient des valeurs élevées. Tout s’additionnait, et l’équipe a continué à pointer du doigt : elle a appliqué cet indice aux conduits auditifs fossilisés de 56 espèces d’ancêtres de mammifères disparus.

Puis vint la surprise : les données ont révélé un changement brutal de la morphologie de l’oreille interne il y a environ 233 millions d’années. Cela correspondrait à une augmentation de la température corporelle de 5 à 9 degrés Celsius. Bien que la recherche doive encore être affinée, cette découverte représente une avancée considérable dans la connaissance de la science de l’évolution.

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