Marrakech, 21 mars. (Maroc-Actu) –
Des chercheurs de l’Université de Bristol ont démontré que les premières mâchoires des fossiles étaient… dans un équilibre entre l’optimisation de leur force et de leur vitesse.
Presque tous les vertébrés ont des mâchoires, y compris les humains, qui ont évolué pour la première fois il y a plus de 400 millions d’années et se distinguent par leurs mâchoires munies de dents. Les humains doivent leur succès évolutif à l’évolution des mâchoires, qui a permis aux animaux de traiter une plus grande variété d’aliments.
Les mâchoires ont évolué à partir des arcs branchiaux, une série de structures chez les poissons qui soutiennent leurs branchies. Une nouvelle étude, publié dans Science Advancesexplore comment une structure respiratoire est devenue une structure mordante.
Pour ce faire, les chercheurs de l’école des sciences de la Terre de Bristol ont collecté des données sur les formes des mâchoires fossiles au cours de leur évolution précoce et des modèles mathématiques pour les caractériser. Ces modèles ont permis à l’équipe d’extrapoler un large éventail de formes théoriques de mâchoires qui auraient pu être explorées par les premières mâchoires en évolution.
Ces mâchoires théoriques ont été testées pour leur solidité, c’est-à-dire la probabilité qu’elles se brisent en mordant, et pour leur vitesse, c’est-à-dire l’efficacité avec laquelle elles peuvent s’ouvrir et se fermer. Ces deux fonctions sont en équilibre, ce qui signifie que une augmentation de la force entraîne généralement une diminution de la vitesse ou vice versa.
La comparaison des formes réelles et théoriques des mâchoires a révélé que l’évolution des mâchoires s’est limitée aux formes présentant la vitesse et la résistance les plus élevées possibles. En particulier, les mâchoires les plus anciennes de l’ensemble de données étaient extrêmement optimales, et certains groupes ont évolué loin de cet optimum au fil du temps. Ces résultats suggèrent que l’évolution de l’occlusion a été très rapide.
William Deakin, doctorant à l’Université de Bristol et auteur principal, note. dans une déclaration que « les mâchoires sont une caractéristique extrêmement importante pour les gnathostomes, ou mâchoires-bouches. Non seulement ils sont très répandus, mais presque toutes les créatures qui en possèdent s’en servent de la même manière : pour saisir la nourriture et la transformer. C’est plus que ce que l’on peut dire d’un bras, d’un pied ou d’une queue, qui peuvent être utilisés pour toutes sortes de choses.
« Cela rend les mâchoires extrêmement utiles pour quiconque étudie l’évolution des fonctions », ajoute-t-il. Des mâchoires très différentes provenant d’animaux très différents peuvent être testées de la même manière. Nous avons montré ici que des études sur une grande variété de mâchoires, utilisant la morphologie théorique et les paysages adaptatifs pour saisir la variété de leurs fonctions, Peut aider à faire la lumière sur les questions d’évolution. »
Pour sa part, Philip Donoghue, professeur de paléobiologie à Bristol et co-auteur de l’étude, souligne que « les vertébrés à mâchoires précoces ont des mâchoires de toutes formes et de toutes tailles, longtemps considérées comme le reflet d’une adaptation à différentes fonctions. Notre étude montre que la plupart de ces variations étaient également optimales pour la force et la vitesse, ce qui rend les prédateurs redoutables. » ajoute-t-il.
Emily Rayfield, également professeur de paléobiologie à Bristol et co-auteur de l’étude, ajoute que « le nouveau logiciel que Will a développé pour analyser l’évolution des vertébrés à mâchoires est unique. Elle nous permet de cartographier l’espace de conception des innovations anatomiques clés, telles que les mâchoires, et de déterminer leurs propriétés fonctionnelles. Nous prévoyons de l’utiliser pour découvrir de nombreux autres secrets de l’histoire de l’évolution.« , conclut-il.
