Comment les éléphants ont obtenu leurs incroyables trompes emblématiques

Des chercheurs ont récemment mis en lumière la façon dont les éléphants ancestraux ont développé leurs trompes adroites, une adaptation évolutive importante. L’étude offre des informations précieuses sur les comportements alimentaires des éléphantiformes longirostrines disparus, des mammifères ressemblant à des éléphants connus pour leurs mâchoires inférieures et leurs défenses allongées.

Evolution des gomphotheres longirostrine

Les gomphotheres longirostrine, qui font partie de la famille des proboscidiens, sont connues pour leur phase évolutive prolongée avec une mâchoire inférieure exceptionnellement allongée.

Cette étude fascinante s’est avérée cruciale pour comprendre la dynamique derrière l’évolution de la mâchoire inférieure étendue et des longues trompes chez ces animaux ressemblant à des éléphants. Les gomphotheres longirostrine vivaient à l’époque du Miocène, il y a environ 11 à 20 millions d’années.

« Du début au Miocène moyen, les gomphothères ont prospéré dans le nord de la Chine », explique l’auteur principal, le Dr Chunxiao Li, chercheur postdoctoral à l’Université de l’Académie chinoise des sciences de Pékin, en Chine.

La recherche offre une preuve convaincante de la variété de ces caractéristiques du « tronc » parmi les gomphotheres longirostrine, ainsi que de leurs réponses adaptatives probables aux changements climatiques mondiaux.

Li a poursuivi : « D’une espèce à l’autre, il existait une énorme diversité dans la structure de la longue mandibule. Nous avons cherché à expliquer pourquoi les proboscidiens ont développé la longue mandibule et pourquoi elle a ensuite régressé. Nous voulions également explorer le rôle du tronc dans les comportements alimentaires de ces animaux, ainsi que le contexte environnemental de la co-évolution de leurs mandibules et de leur tronc.

Étudier l’évolution de la trompe d’éléphant

Li et ses collègues ont utilisé des enquêtes fonctionnelles et écomorphologiques comparatives, ainsi qu’une analyse des préférences alimentaires. À partir de là, ils ont reconstitué le comportement alimentaire de trois grandes familles de gomphotheres longirostrine : Amebelodontidés, Choérolophodontidéset Gomphotheriidae.

L’examen des crânes et des mâchoires inférieures provenant de différents musées a révélé des variations dans les structures des mandibules et des défenses, indiquant des appétits divers.

L’analyse des isotopes de l’émail par l’équipe a permis d’identifier les niches écologiques des trois familles. Choérolophodontidés vivaient dans des environnements relativement fermés. Amebelodontidés les membres de la famille, comme Platybelodon, habitaient des habitats ouverts comme les prairies. Enfin, Gomphotheriidae occupait une niche entre ces environnements.

Implications de l’évolution de la trompe d’éléphant

Une analyse par éléments finis a fourni un aperçu des avantages et des inconvénients des structures de mandibule et de défense parmi les trois groupes familiaux. Cet effort a révélé des spécialisations pour couper différents types de végétation.

L’étude a également révélé des variations dans les stades évolutifs du tronc parmi ces familles. De plus, ils ont découvert des implications sur leurs capacités alimentaires et leurs adaptations écologiques. Le développement du tronc était parallèle à l’évolution de la mandibule, indiquant une relation co-évolutive.

De plus, la transition climatique du Miocène moyen, qui a conduit à un assèchement régional et à une expansion des écosystèmes ouverts, a eu un impact significatif sur ces espèces. L’étude suggère que le tronc enroulé et agrippant du Platybelodon lui a permis de prospérer dans des environnements ouverts. Ce trait n’est pas développé chez d’autres animaux à trompe comme les tapirs.

Recherches complémentaires sur la trompe d’éléphant

Le co-auteur Ji Zhang est professeur agrégé d’ingénierie structurelle à l’Université des sciences et technologies de Huazhong, Wuhan, Chine. Zhang souligne l’importance d’utiliser la mécanique informatique et les statistiques modernes dans la recherche paléontologique, apportant ainsi une approche interdisciplinaire à la compréhension de ces créatures anciennes.

« Notre équipe interdisciplinaire se consacre à l’introduction de plusieurs méthodes de recherche quantitative pour explorer la paléontologie », explique Zhang. « La mécanique informatique et les statistiques modernes ont insufflé une nouvelle vitalité à la recherche traditionnelle sur les fossiles. »

La principale limite de leurs recherches est le manque de comparaison avec le développement du gigantisme et des membres longs chez les proboscidiens de la même période. Une analyse plus approfondie pourrait améliorer la compréhension de la manière dont les changements de comportements alimentaires sont liés aux différences de formes et de tailles corporelles.

Parcours évolutif des proboscidiens

Le Dr Shi-Qi Wang est l’auteur principal et professeur au Laboratoire clé de l’évolution des vertébrés et des origines humaines de l’Académie chinoise des sciences. Il conclut que de multiples éco-adaptations ont contribué à la diversité de la structure mandibulaire chez les proboscidiens. La mandibule allongée servait initialement de principal organe d’alimentation, ouvrant la voie au développement du long tronc.

« Nos résultats démontrent que de multiples éco-adaptations ont contribué à la diversité de la structure mandibulaire trouvée chez les proboscidiens », conclut Wang. « Au départ, la mandibule allongée servait de principal organe d’alimentation chez les proboscidiens et était une condition préalable au développement d’un tronc extrêmement long. Le pâturage en pleine terre a favorisé le développement des fonctions d’enroulement et de préhension du tronc, qui est alors devenu le principal outil d’alimentation, entraînant la perte progressive de la longue mandibule. En particulier, Platybélodons a peut-être été le premier proboscidien à développer ce comportement de pâturage.

L’évolution du pâturage en pleine terre a conduit à ce que la trompe d’éléphant moderne devienne le principal outil utilisé pour se nourrir. Au fil du temps, cette adaptation a entraîné la perte progressive de la longue mandibule. Les Platybelodons pourraient représenter les premiers proboscidiens à développer ce comportement de pâturage.

En résumé, les éléphants d’aujourd’hui utilisent ces organes polyvalents pour une myriade de tâches, notamment respirer, communiquer, saisir des objets et boire. Ils ont des millions d’années d’évolution à remercier pour leurs malles étonnantes et emblématiques.

L’étude complète a été publiée dans Sciences de la vie en ligne.

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