Pendant plusieurs millions d'années, d'anciennes espèces de dauphins ont traversé les mers, ressemblant à bien des égards aux baleines à dents d'aujourd'hui, à l'exception notable de leur museau remarquablement long. Ces étranges cétacés se vantaient d'avoir un museau plus long que tout autre mammifère ou reptile aquatique, vivant ou éteint; certains de leurs appendices en forme de nez s'étendaient plus de 500% plus loin que leurs casse-tête. Même Matthew McCurry, conservateur en paléontologie au Musée australien qui a étudié l'évolution des longs museaux chez les espèces existantes, trouve leur crâne «extrêmement étrange».
En 2015, en tant que boursier pré-doctoral au Musée national d'histoire naturelle Smithsonian, McCurry a décidé d'examiner de plus près ces mammifères marins disparus. Les scientifiques les connaissent depuis plus de 100 ans, mais personne n’avait cerné la fonction de leur groin abondant. Les hypothèses étaient «essentiellement qualitatives et désinvoltes», déclare Nicholas Pyenson, conservateur des mammifères marins fossiles au Museum of Natural History. "Les gens ont dit: 'Oh, le long museau est probablement utilisé pour attiser les proies dans les sédiments ... Ce que je dirais, c'est que ce sont des hypothèses d'adaptation, mais rien n'a vraiment été testé."
Donc, McCurry et Pyenson ont décidé de faire exactement cela. Et dans un nouvel article publié dans Paleobiology , les chercheurs ont présenté une solution au cas curieux du dauphin à long museau: les créatures, ont-ils trouvé, ont été capables de passer leur museau dans l'eau, les utilisant pour frapper et étourdir une proie, tout comme l’espadon le fait aujourd'hui.
Dans leur quête pour analyser les crânes uniques de cétacés disparus, McCurry et Pyenson se sont tournés vers le vaste trésor de fossiles de baleines du Smithsonian. «Nous avons tellement de gens qui n'ont pas été examinés que je ne peux pas vous dire toute l'étendue des archives fossiles de baleine que nous possédons», déclare Pyenson, mais estime qu'il pourrait y en avoir jusqu'à 15 000 dans la collection.
Les chercheurs ont réalisé des tomographies par ordinateur (scanographie) du crâne de trois espèces disparues ( Pomatodelphis inaequalis, Xiphiacetus bossi et Zarhachis flagellator ) et des moulages de deux autres anciens cétacés ( Parapontoporia sternbergi et Zarhinocetus errabundus ). Pour comparer ces créatures aux animaux vivants de nos jours, McCurry et Pyenson ont examiné deux espèces de dauphins des rivières, dont le museau est beaucoup plus long que celui de leurs homologues océaniques, mais pas aussi longtemps que leurs prédécesseurs préhistoriques. Les chercheurs ont également examiné deux espèces de poissons à long museau: le makaire bleu de l'Atlantique et l'espadon.
McCurry et Pyenson ont ensuite analysé les modèles numériques des crânes à l'aide de calculs sur lesquels les ingénieurs s'appuient pour évaluer les capacités de charge des poutres. Selon Pyenson, la "théorie des faisceaux" est utile dans l'étude du museau car elle "parle de ces objets tels qu'ils sont construits pour répondre aux forces: à quel point il est rigide, quel type de stress lui est imposé". ces dauphins d'antan n'auraient eu aucune peine à balayer leurs museaux impressionnants à travers l'eau pour assommer leur proie.
Les museaux des espèces ayant des formes variées, ils ont déplacé leurs appendices pratiques de différentes manières. Certains les balayaient d'un côté à l'autre, d'autres de haut en bas, et d'autres encore pouvaient déplacer leurs museaux dans plusieurs directions.
«Imaginez un rayon comme un ski», dit Pyenson, à titre d'exemple. «Un ski fléchit bien de haut en bas, mais pas de gauche à droite. Un poteau, qui a la même forme distribuée, peut fléchir de haut en bas [et] d'un côté à l'autre, pas de problème. ”
Les chercheurs ont été particulièrement frappés par le fait que ces animaux n'étaient pas tous étroitement liés les uns aux autres. Plusieurs espèces semblent avoir développé indépendamment des museaux exceptionnellement longs, ce qui suggère que quelque chose dans leur environnement était à l'origine du changement. Mais quoi, précisément?
Les dauphins à long museau sont apparus au Miocène moyen, un période allant de 11, 6 à 16 millions d’années, lorsque le climat était plus chaud qu’aujourd’hui. La température des océans a augmenté et le niveau de la mer a augmenté, créant ainsi un fond marin plus proche du littoral, qui constitue «un très bon habitat pour les poissons et autres proies des dauphins», a déclaré Pyenson. Mais la réponse du poisson à l'évasion est plus rapide dans les eaux plus chaudes, ce qui le rend plus difficile à attraper. Selon les chercheurs, il est possible que les dauphins aient évolué au cours de cette période pour leur donner un avantage supplémentaire pendant la chasse.
Pendant des millions d’années, les températures mondiales sont restées stables et les dauphins, au museau extrêmement allongé, ont sombré dans des eaux chaudes.
"Peut-être est-ce une conséquence de ce qui se passe lorsque vous avez ce genre d'environnement stable pendant plusieurs millions d'années", théorise Pyenson. "Ces traits sont exagérés."
Mais avec l’avènement du pliocène, le climat est devenu plus irrégulier et l’abondance de zones d’alimentation tempérées et proches du rivage a fluctué. Avec ces changements, les dauphins au long nez ont disparu. Et cela soulève des questions intéressantes sur le point de savoir si la trajectoire évolutive de dauphins éteints peut nous dire quoi que ce soit sur la façon dont les dauphins pourraient se comporter à l’ère actuelle du changement climatique.
L'histoire de ces créatures anciennes montre comment l'environnement d'un organisme transforme son apparence et montre clairement ce que nous risquons de perdre en termes de biodiversité lorsqu'un environnement change, la zoologiste Karina Amaral de l'Université fédérale de Rio Grande do Sul, qui ne participait pas l'étude, raconte Ed Yong de The Atlantic . Et il est important de prendre en compte, en particulier, «à un moment où beaucoup de gens insistent pour ignorer notre climat changeant», déclare Amaral.
Qu'est-ce que la trajectoire évolutive de dauphins éteints peut nous dire sur la manière dont les dauphins pourraient se tirer d'affaire à l'ère actuelle du changement climatique? McCurry note qu'il est difficile de tirer des conclusions définitives parce que les fluctuations de température sont aujourd'hui «sans précédent dans leur cause et leur rapidité». Mais il considère cette étude comme un «récit édifiant», et Pyenson ajoute que regarder de plus près les anciennes baleines peut fournir aperçu de l'avenir des systèmes océaniques de la Terre.
«La haute élévation du niveau de la mer, les océans acidifiés, les océans plus chauds, sont tous des traits du monde passé des baleines», dit-il. "Et en regardant les archives fossiles, en regardant la réponse biologique de ces mondes passés, cela va être vraiment important pour aller de l'avant."
