Les caractères dérivés du clade des Mammifères
Allaitement
Les Mammifères allaitent leur petits et maintiennent leur corps à une température constante. Ils ont généralement le corps couvert de poils. Ils naissent sans dents et les premières qui poussent, les dents de lait, ne sont remplacées qu'une fois. Leurs dents sont différenciées en incisives, canines et molaires.
Mandibule
La mandibule des Mammifères, constituée d'un seul os, le dentaire, s'articule avec un os du crâne le squamosal. C'est l'articulation mammalienne.
A - Crane et mandibule d'un Mammifère (Opossum); B - Osselets de l'oreille moyenne.
Cliquez sur "Sauropside" pour comparer avec le crâne et la mandibule d'un Crocodilien. L'articulation mammalienne est indiquée en vert,
L'articulation sauropsidienne est indiquée en rouge.
. (d'après Crompton, 1995)
Dimetrodon : A - Crâne et mandibule ; B - mandibule face interne. L'articulation sauropsidienne est indiquée en rouge.
(d'après Piveteau et al. 1978)
Il n'est pas possible de savoir si Dimetrodon était homéotherme même si la grande voile qui orne son dos est considérée comme un organe permettant de réguler la température. Il n'y a aucune trace de poils sur les fossiles.
La mandibule de Dimetrodon est constituée différemment de celle d'un Mammifère. Elle contient plusieurs os et s'articule par l'os articulaire sur un os du crâne, le carré. Cette articulation est identique à celle d'un Lézard ou d'un Crocodile, c'est l'articulation sauropsidienne. Les dents, identiques à la taille près, sont remplacées toute la vie.
Homologies
Avant de poursuivre, il nous faut rappeler le principe des connexions de Geoffroy Saint-Hilaire :
« un organe est altéré, atrophié, non transposé » soit dans un français plus moderne : un organe change de forme mais conserve toujours les mêmes connexions, les mêmes relations anatomiques avec ses voisins.
Ce principe est l'un des pilier de l'anatomie comparée. Appliquons le à l'oreille des Mammifères et de Dimetrodon.
Coupe dans l'oreille d'un mammifère.
Dans l'oreille des Mammifères les sons sont transmis par 3 osselets, le marteau, l'enclume et l'étrier.
Les vibrations du tympan parviennent ainsi jusqu'à l'organe percevant les sons : la lagena très longue et enroulée en spirale. Celle-ci est sensible à une large gamme de fréquences transmise par la chaîne des osselets.
Coupe dans l'oreille d'un Lézard.
Chez les Sauropsides, la columelle est le seul os transmettant les vibrations du tympan à la lagena.
Le système est moins efficace que celui des Mammifères et il est surtout sensible dans les bases fréquences. Lorsque l'animal pose sa tête sur le sol, les vibrations sont transmises aux os de la mandibule puis au carré ensuite à la columelle et enfin à la lagena. L'animal est ainsi sensible aux vibrations de l'air et du sol.
Dimetrodon ne possédait qu'une columelle fixée contre l'os carré et l'on ne sait pas s'il avait un tympan. Les os sont reliés à la lagena dans l'ordre suivant : columelle, carré, articulaire.
Chez un Mammifère : étrier, enclume, marteau.
On aurait donc les équivalences suivantes :
- columelle = étrier
- carré = enclume
- articulaire = marteau
A-Région de la mandibule dans l'embryon d'un Mammifère, B-Région de la mandibule dans l'embryon d'un Sauropside (d'après Takechi et Kuratani, 2010)
| Mammifère | Sauropside et Synapside non mammalien |
|---|---|
| étrier | columelle |
| marteau | articulaire |
| enclume | carré |
| tympanique | angulaire |
Les 2 osselets supplémentaires de l'oreille des Mammifères seraient donc les os de l'articulation reptilienne.
Voyons si l'embryologie permet de corroborer cette hypothèse. Chez un embryon de Mammifère le marteau et l'enclume sont très volumineux et reliés à la mandibule par le cartilage de Meckel. Ce dernier est une ébauche cartilagineuse de la mandibule. Chez les Sauropsides il s'ossifie pour donner entre autre la carré et l'articulaire. Il induit la formation d'autres os à son contact comme le dentaire. Chez l'embryon de Mammifère le marteau occupe la même position que l'articulaire chez l'embryon de Sauropside. Il en est de même pour l'enclume et le carré ainsi que pour le tympanique et l'angulaire. Le tympanique est l'os sur lequel est tendu le tympan d'un mammifère.
L'anatomie comparée et l'embryologie comparée permettent donc d'établir les équivalences entre les os de l'oreille d'un Mammifère et les os de la mâchoire d'un Sauropside ou d'un Synapside non mammalien. On dit que ces os sont homologues.
Ces homologies établies, il nous faut trouver des fossiles faisant la transition entre Dimetrodon et un Mammifère.