Les mammifères ont commencé à se diversifier bien avant l’extinction des dinosaures

L'une des grandes questions de la biologie de l'évolution est de savoir pourquoi la biodiversité varie de façon aussi spectaculaire d'un groupe d'organismes à l'autre. Chez les mammifères, par exemple, le groupe des marsupiaux et des placentaires compte plus de 6 500 espèces vivantes reconnues, tandis que son groupe frère, les monotrèmes (dont l'ornithorynque et l'échidné), ne compte que 5 espèces vivantes actuellement reconnues, une asymétrie qui semble s'être maintenue depuis leur origine. Pour comprendre pourquoi la diversité varie ainsi, il faut examiner les changements dans la diversification, c'est-à-dire le résultat net entre la génération de nouvelles espèces (spéciation) et la diminution par leur disparition (extinction).Tout au long de l'histoire de l'évolution des mammifères, qui s'étend sur plus de 200 millions d'années, plusieurs événements ont certainement influencé leur diversification, notamment l'acquisition d'innovations évolutives, telles que le placenta, et l'apparition des plantes à fleurs, leur interaction avec les dinosaures et l'extinction massive qui s'en est suivie et qui a tué tous les dinosaures à l'exception des oiseaux (extinction massive « K-Pg »), parmi d'autres.

Les scientifiques ont étudié la radiation évolutive des mammifères en combinant des informations sur des milliers d'espèces phylogénétiques et fossiles avec un nouveau modèle flexible qui fournit une résolution fine de la façon dont la diversification a changé au fil du temps et à travers les lignées. L'intégration des espèces existantes et éteintes à cette grande échelle s'est avérée essentielle pour mieux reconstruire les dynamiques de diversité, de spéciation et d'extinction chez les mammifères au cours des temps profonds.

Les scientifiques ont trouvé que les mammifères, en particulier ceux qui possèdent un placenta, ont accéléré leur diversification bien avant l'extinction des dinosaures, ce qui contraste avec l'idée que les dinosaures ont limité la richesse des premiers mammifères. Lors de l'extinction massive qui a suivi, il y a environ 66 millions d'années (à la limite K-Pg), et qui a tué la plupart des dinosaures, la diversité des mammifères a également été gravement affectée, seul un tiers des espèces ayant survécu. De manière intrigante, les lignées de mammifères qui ont survécu à l'extinction massive K-Pg ne sont pas celles qui avaient des taux d'extinction de fond plus faibles, mais plutôt celles avec des taux de spéciation de fond plus élevés, c'est-à-dire celles qui produisaient davantage d'espèces au moment de l'événement. L'extinction des lignées à spéciation lente se traduit par une augmentation des taux moyens de spéciation au début du Cénozoïque et donne un avantage évolutif à certaines lignées par rapport à d'autres, en particulier aux placentaires par rapport aux marsupiaux. Cependant, même au sein de ces groupes, les vitesses de spéciation varient considérablement entre lignées, ce qui suggère que les périodes de génération rapide d'espèces dépendent d'une combinaison imprévisible et éphémère de différents facteurs. L’étude révèle une vision contingente de la macroévolution, où l'accumulation de la biodiversité ne s'explique pas par quelques innovations ou événements environnementaux remarquables, mais dépend de lignées qui connaissent temporellement des conditions de spéciation optimales.

Figure : Radiation complète des mammifères, incorporant l'arbre des espèces et lignées existantes qui se sont éteintes ou qui n'ont pas été échantillonnées à l'heure actuelle (un échantillon d'arbre complet représentatif) ; les couleurs plus chaudes représentent des taux de spéciation plus élevés. Les arcs radian colorés environnants identifient la diversité des 14 clades de mammifères, avec des silhouettes d'espèces et des chiffres romains pour l'identification. Les lignes grises en pointillé précisent l'échelle de temps tous les 40 Myr dans le passé, et les lignes grises pleines précisent, dans l'ordre, l'événement d'extinction de masse K-Pg.

Pour en savoir plus :
Imbalanced speciation pulses sustain the radiation of mammals
Quintero, I., Lartillot, N., Morlon, H.
Science, 30 mai 2024, DOI:10.1126/science.adj2793