Un cousin de chinchilla âgé de 30 millions d'années montre des signes d'audition améliorée et vit en groupe

Des paléontologues de l'Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP), de l'Université d'Édimbourg (Royaume-Uni), de l'Université fédérale de Santa Maria (Brésil) et de l'Université de Toronto (Canada) ont montré que le premier rongeur sud-américain Incamys, un fossile relatif aux chinchillas vivants présentait une combinaison unique de caractéristiques cérébrales endocrâniennes, notamment des lobes temporaux élargis dans le cerveau et de grands colliculi caudaux du mésencéphale.

Cette étude, publiée dans Articles en paléontologie, suggère que ces caractéristiques témoignent d'une acuité auditive et d'un traitement de vocalisation améliorés chez Incamys. À l’instar des chinchillas modernes, ce rongeur vieux de 30 millions d’années vivait peut-être déjà en groupes d’individus utilisant des appels pour communiquer entre eux.

Les rongeurs d'Amérique du Sud, également connus sous le nom de Caviomorpha, sont endémiques d'Amérique du Sud, mais certains peuvent également être trouvés en Amérique centrale et en Amérique du Nord.

“L'un des plus grands mystères de la paléontologie concerne la façon dont ce groupe de rongeurs est arrivé sur ce continent alors qu'il était complètement isolé du reste du monde jusqu'il y a au moins 20 millions d'années”, expliquent Ornella Bertrand, auteur principal de l'article et Beatriu. chercheur de de Pinós à l'ICP.

Les parents les plus proches des rongeurs caviomorphes se trouvent en Afrique et en Asie. L'hypothèse la plus probable de leur dispersion est celle du rafting depuis l'Afrique vers l'Amérique du Sud à partir d'”îles flottantes” constituées de matières végétales emportées hors du continent dans l'océan lors des tempêtes.

Les rongeurs Caviomorphes sont aujourd’hui extrêmement diversifiés et comprennent près de 250 espèces. Ils occupent également de nombreuses niches écologiques différentes et incluent des modes de vie arboricoles, terrestres, fouisseurs et semi-aquatiques. Ils présentent également une large gamme de tailles, y compris le plus gros rongeur connu aujourd'hui, le capybara, pesant en moyenne 60 à 70 kg.

“Un aspect de leur diversité qui a été relativement négligé est l'évolution de leur cerveau. Des endocastres cérébraux ont été produits pour des spécimens fossiles, mais ils ne sont pas plus anciens que le Miocène inférieur (20 Mya)”, explique Bertrand.

Pour améliorer notre compréhension de l'évolution cérébrale des rongeurs caviomorphes, les chercheurs ont scanné un crâne bien conservé du caviomorphe Incamys de Bolivie, daté de la fin de l'Oligocène (26-27 Mya) et conservé dans les collections du Yale Peabody Museum aux États-Unis.

Étant donné que les tissus cérébraux sont rarement préservés dans les archives fossiles, les endocastres (l’empreinte du cerveau sur la partie interne du crâne) peuvent fournir aux paléontologues des informations importantes sur les sens et les comportements des espèces disparues. Le fossile Incamys est aujourd'hui le plus ancien rongeur caviomorphe connu pour lequel un endocast cérébral a été décrit.

Alors qu'Incamys était à l'origine placé dans la superfamille des Cavioidea qui comprend le capybara vivant, de nouvelles analyses phylogénétiques ont montré que ce taxon est plus étroitement apparenté aux chinchillidés (famille des Chinchillidae), le groupe qui comprend les chinchillas et les viscaches. Parce qu'Incamys ne possède pas les caractéristiques caractéristiques des vrais Chinchillidae, il est placé à la base du groupe en tant que « chinchillidae-tige ».

Les Chinchillidae vivants peuvent être trouvés dans des environnements secs dans les régions occidentales et méridionales de l'Amérique du Sud, y compris les hauts plateaux de l'Équateur jusqu'aux Andes du Pérou et de la Bolivie. Ils vivent également dans les montagnes côtières du Chili et dans les steppes de Patagonie en Argentine.

Les chinchillidés habitent des environnements au paysage rocheux et sautent d’un rocher à l’autre, mais certaines espèces sont également des creuseurs. Aucun os postcrânien n'a été récupéré pour Incamys, ce qui laisse son comportement locomoteur incertain.

Son régime alimentaire est également difficile à évaluer, mais d'après ses dents, il s'agissait très probablement d'un herbivore ayant un régime alimentaire similaire à celui des espèces modernes.

“Incamys aurait pesé jusqu'à 700 grammes, ce qui le rend légèrement plus gros qu'un chinchilla moderne, qui pèse généralement environ 300 grammes. Cela nous a amené à créer une reconstruction de la vie qui ressemble plus aux chinchillas qu'aux viscaches des plaines ou des montagnes, qui sont nettement plus grandes. en taille”, explique Bertrand.

Un comportement pertinent et fascinant des rongeurs chinchillidés est qu’ils produisent une large gamme de vocalisations pour communiquer avec les autres membres de leur groupe ou colonie. Différents cris également appelés sifflets peuvent correspondre à différents prédateurs.

Pour ce projet, les chercheurs ont créé des endocastres virtuels du cerveau du fossile Incamys et des trois Chinchillidae vivants : le chinchilla, la viscache des plaines et la viscache des montagnes, afin de découvrir à quoi aurait pu ressembler le cerveau de l'ancêtre des Chinchillidae.

Ils ont constaté qu’Incamys présentait une expansion des lobes temporaux du cerveau. Cette région du cerveau et plus particulièrement du néocortex comprend le cortex auditif responsable du traitement des sons provenant de notre environnement.

Une autre région du cerveau, le mésencéphale, également connue sous le nom de tectum optique chez les vertébrés non mammifères, a également été développée chez Incamys. Chez les mammifères, un mésencéphale visible a été considéré comme une caractéristique ancestrale car chez les espèces modernes, cette région du cerveau est recouverte par l'expansion du cerveau et/ou du cervelet. Le mésencéphale comprend deux parties principales : les colliculi caudaux (inférieurs) et les colliculi rostraux (supérieurs), qui sont impliqués respectivement dans les réflexes acoustiques et visuels.

Chez les rongeurs, et plus particulièrement chez les chinchillas, les colliculi caudaux sont essentiels au traitement des vocalisations des membres d’un groupe. Chez les chinchillas vivants, des coupes transversales du cerveau révèlent que les colliculi caudaux sont très grands et en contact avec le cerveau, plutôt que d'être situés sous les colliculi rostraux.

En raison du cerveau expansif qui les recouvre, les colliculi caudaux ne sont pas visibles à la surface du cerveau chez les chinchillas, mais ils semblent plus gros que d'autres rongeurs, tels que les écureuils arboricoles, qui ont des colliculi rostraux plus proéminents.

Compte tenu de la corrélation observée entre la structure du mésencéphale et la fonction auditive chez les espèces existantes, les chercheurs ont déduit que les colliculi caudaux exposés chez Incamys étaient probablement élargis, reflétant le schéma observé chez les chinchillas vivants.

“J'ai scanné ce spécimen lors de mes recherches de doctorat à l'Université de Toronto en 2014. Lorsque ma collègue et co-auteure Maddy Lang a segmenté l'endocast cérébral, j'ai été immédiatement captivée par la vue des colliculi caudaux exposés”, explique Bertrand.

La visibilité des colliculi caudaux chez Incamys est attribuée à la moindre expansion du cerveau par rapport aux espèces modernes. Les chercheurs ont conclu que ces preuves suggèrent qu'Incamys était capable de traiter les vocalisations provenant d'autres individus, suggérant une vie en groupe pour cette espèce fossile, comme on le voit aujourd'hui chez les chinchillas.

“Les chinchillas vivent en colonies pouvant compter jusqu'à 100 individus. Très peu de populations sont encore présentes dans la nature aujourd'hui en raison de la chasse illégale et de la perte de leur habitat. Le succès futur possible de leur réintroduction dans la nature pourrait dépendre du système de communication complexe qu'ils utilisent. “Nous avons évolué sur des millions d'années. Ce système pourrait jouer un rôle central dans leur survie à long terme”, estime Bertrand.