Diversification post-dinosaures dans des niches auparavant inaccessibles, des minuscules créatures semblables à des musaraignes aux grands mammifères
Une nouvelle ère après les dinosaures
Il y a soixante-six millions d'années, la grande extinction K–Pg a mis fin au règne des dinosaures non aviens, ainsi qu'aux reptiles marins comme les mosasaures et de nombreuses autres lignées. Bien que la disparition soudaine des grands vertébrés terrestres ait été catastrophique pour les écosystèmes mésozoïques, elle a libéré un espace écologique que les mammifères — longtemps éclipsés par les dinosaures — ont pu rapidement occuper. Au cours du Paléocène, de l'Éocène et au-delà, ces petites créatures furtives ont évolué en une myriade de formes, des grands herbivores (ongulés) aux carnivores apex (créodontes, puis carnivores), jusqu'aux cétacés marins et chauves-souris volantes. Les mammifères modernes sont le héritage de cette extraordinaire radiation post-dinosaures, représentant une histoire de succès d'adaptabilité et d'innovation.
2. Racines mammaliennes du Mésozoïque
2.1 Premiers mammifères : petits et souvent nocturnes
Les mammifères sont apparus parallèlement ou légèrement avant les dinosaures au Trias supérieur (~225+ Ma). Dérivés d'ancêtres synapsides (souvent appelés « reptiles mammaliens »), les premiers mammifères étaient typiquement de petite taille, avec des mâchoires et os d'oreille avancés, du pelage pour l'isolation et la lactation. Exemples :
- Morganucodon (~205–210 Ma) : un mammaliaforme basal, petit insectivore.
- Multituberculés : un groupe mésozoïque réussi souvent comparé aux rongeurs par leur niche morphologique.
Ces formes ont coexisté avec les dinosaures pendant plus de 100 millions d'années, occupant principalement des niches périphériques comme l'insectivorie nocturne, peut-être pour éviter la concurrence directe avec les grands reptiles diurnes.
2.2 Facteurs contraignants au Mésozoïque
Les grandes tailles corporelles et les rôles diurnes larges étaient fortement limités par la domination des dinosaures. Beaucoup de mammifères restaient relativement petits (de la taille d'une musaraigne à celle d'un chat). Cette partition des niches est étayée par le registre fossile, qui livre rarement des squelettes de grands mammifères mésozoïques. Les exceptions (comme le Repenomamus, un mammifère du Crétacé qui se nourrissait de dinosaures juvéniles) soulignent des formes plus grandes occasionnelles mais restent rares.
3. L'extinction K–Pg : une opportunité émerge
3.1 Événements cataclysmiques
À 66 Ma, l'impact de l'astéroïde Chicxulub et possiblement l'intensification du volcanisme des trapps du Deccan ont déclenché des bouleversements environnementaux — « hiver d'impact », feux de forêt mondiaux, pluies acides, et plus encore. Les dinosaures non aviens, ptérosaures, grands reptiles marins et de nombreux groupes d'invertébrés ont disparu. Les organismes plus petits et plus polyvalents, y compris les oiseaux, petits reptiles, amphibiens et mammifères, avaient de meilleures chances de survie dans les environnements post-catastrophe. Le monde immédiat après l'extinction était un patchwork de paysages pauvres en ressources, rendant l'adaptabilité cruciale.
3.2 Survivants mammaliens
Les mammifères qui ont survécu partageaient probablement des traits tels que :
- Petite taille corporelle : besoins alimentaires absolus plus faibles.
- Régimes alimentaires flexibles : l'insectivorie ou l'omnivorie permet d'exploiter des ressources éphémères.
- Habitudes d'abri : creuser ou construire des nids pouvait protéger des extrêmes environnementaux.
Une fois les pires stress climatiques passés, ces lignées survivantes ont affronté une planète avec une compétition drastiquement réduite des grands vertébrés — parfaite pour une radiation évolutive rapide.
4. Début du Paléocène : radiation des mammifères
4.1 L'explosion du Paléocène
Le Paléocène (66–56 Ma) a connu une augmentation spectaculaire de la taille, de la variété et de l'abondance des mammifères :
- Les multituberculés ont continué à prospérer en tant qu'herbivores/omnivores ressemblant à des rongeurs.
- De nouvelles lignées placentaires et marsupiales se sont développées, incluant des formes spécialisées dans la frugivorie, la carnivorie ou l'insectivorie.
- Les condylarthres (mammifères archaïques à sabots) sont apparus, précurseurs des ongulés modernes.
- Les cimolestans ou « carnivores du Paléocène », comblant les niches de petits prédateurs.
Avec la disparition des dinosaures, les mammifères ont occupé des niches vacantes : herbivores de taille moyenne à grande, prédateurs, et spécialistes de l'escalade ou du vol plané. Des sites fossiles comme le Bighorn Basin en Amérique du Nord révèlent une richesse de restes de mammifères du début du Paléocène, capturant les écosystèmes transitionnels en cours de récupération après l'extinction [1], [2].
4.2 Climat et végétation
Les climats chauds du Paléocène, avec des forêts luxuriantes remplaçant la flore mésozoïque dévastée, offraient de nombreuses opportunités alimentaires. Les angiospermes (plantes à fleurs) étaient bien établies depuis le Crétacé supérieur, fournissant fruits et graines pour les nouveaux régimes alimentaires des mammifères. Parallèlement, les insectes se sont rétablis, alimentant l'expansion des insectivores. La scène était prête pour des communautés mammaliennes de plus en plus complexes.
5. Éocène et diversification ultérieure
5.1 La « Deuxième Phase » de l'évolution des mammifères
Au début de l'Éocène (~56–34 Ma), les lignées mammaliennes sont devenues encore plus spécialisées :
- Les ongulés (mammifères à sabots) se sont diversifiés en plusieurs groupes : artiodactyles (à doigts pairs) et périssodactyles (à doigts impairs).
- Les primates ont progressé avec des adaptations plus arboricoles (Adapiformes, Omomyidés).
- Les premiers carnivores (miacids) et d'autres lignées prédatrices ont remplacé ou éclipsé les formes carnivores plus anciennes du Paléocène comme les créodontes.
Des augmentations de taille corporelle sont apparues dans de nombreux clades. Certains ancêtres des baleines (pakicetids) ont commencé la transition de la terre vers l'eau à l'Éocène, menant finalement à des cétacés entièrement marins. La complexité écologique s'est épanouie, rappelant les ordres mammifères modernes.
5.2 Le PETM (Maximum thermique Paléocène–Éocène)
Un événement notable de réchauffement global, le PETM (~56 Ma), a brièvement fait grimper les températures, entraînant potentiellement des déplacements d'aires de répartition et des changements évolutifs chez les mammifères. De nombreuses lignées apparaissent dans les archives fossiles de l'hémisphère Nord après avoir migré depuis les latitudes méridionales. La plasticité des mammifères — déjà améliorée par une endothermie mammalienne — leur a permis de s'adapter à des extrêmes climatiques qui pourraient entraver des groupes moins flexibles physiologiquement.
6. Innovations adaptatives et niches libérées
6.1 Explosion de la taille corporelle
Une caractéristique de l'évolution des mammifères post-K–Pg fut la rapide augmentation de la taille corporelle. Vers le milieu de l'Éocène, des herbivores tels que les brontothères ou les grands périssodactyles rivalisaient en masse avec de petits dinosaures. La tendance dite de la « règle de Cope », où les lignées évoluent vers des tailles moyennes plus grandes, reflète en partie le vide écologique laissé après la disparition des dinosaures.
6.2 Stratégies sociales/comportementales complexes
Les mammifères ont introduit des soins parentaux avancés, des regroupements sociaux potentiels et des spécialisations alimentaires variées. L'endothermie a permis une activité nocturne ou la vie en climat froid. Certaines lignées (par exemple, les rongeurs) illustrent une reproduction rapide et des régimes alimentaires flexibles, occupant des niches autrefois dominées par de petits dinosaures ou de grands reptiles mésozoïques.
6.3 Conquêtes aériennes et aquatiques
Les chauves-souris (ordre Chiroptera) ont adopté le vol motorisé, une fonction auparavant dominée par les ptérosaures. Parallèlement, les transitions de la terre à la mer ont engendré de nouveaux groupes de mammifères marins (cétacés, siréniens) qui ont remplacé les guildes de reptiles marins mésozoïques en tant que grands prédateurs/chercheurs de nourriture océaniques. Dans chaque domaine — air, terre, mer — les mammifères ont établi des présences redoutables une fois que les dinosaures et les reptiles marins ne les dominaient plus.
7. Clades clés émergents après le K–Pg
7.1 Les ordres placentaires
Les ordres modernes de mammifères placentaires (primates, carnivores, ongulés, rongeurs, etc.) remontent aux expansions Paléocène–Éocène. Les études phylogénomiques suggèrent que les divergences majeures ont eu lieu près ou juste après la limite K–Pg, bien que le moment exact fasse débat. Certaines lignées ont peut-être commencé à diverger au Crétacé supérieur mais n'ont rayonné largement qu'après l'extinction. [3], [4].
7.2 Les marsupiaux
Les marsupiaux au début du Cénozoïque ont prospéré surtout en Amérique du Sud et en Australie, qui étaient des masses terrestres relativement isolées. Leur présence en Amérique du Nord était historiquement limitée jusqu'à des migrations ultérieures. L'événement K–Pg a probablement nivelé le terrain, permettant aux marsupiaux de s'étendre régionalement avant que les placentaires ne les surpassent dans de nombreuses zones connectées.
7.3 Le crépuscule des multituberculés
Les multituberculés, mammifères mésozoïques « semblables à des rongeurs » et réussis, ont perduré au Paléocène mais ont progressivement décliné, finalement éclipsés par de véritables rongeurs (apparus à l'Éocène) et d'autres placentaires avancés. Cela souligne que certains survivants mésozoïques ont dû faire face à une nouvelle concurrence de la part de clades émergents, conduisant à leur extinction finale.
8. Preuves fossiles et sources de données
8.1 Sites clés du Paléocène
Des localités comme le Williston Basin, le San Juan Basin et le Paris Basin fournissent d'abondants fossiles de mammifères du Paléocène. Chaque dépôt suit la reprise de l'écosystème après la crise K–Pg, révélant des formes transitionnelles reliant les survivants mésozoïques aux ordres modernes. Les morphologies détaillées des crânes et des dents montrent comment les régimes alimentaires se sont rapidement diversifiés—certaines lignées se sont spécialisées dans la végétation coriace, d'autres dans le carnivorisme ou l'omnivorisme.
8.2 Lagerstätten de l'Éocène
Messel Pit en Allemagne, Green River Formation dans le Wyoming, et Fayum en Égypte sont des sites de l'Éocène préservant des restes extraordinaires de mammifères (squelettes complets, parfois fourrure ou contenu stomacal). Ils documentent les premiers chevaux, primates, chauves-souris, baleines en phases transitionnelles, ainsi que les écosystèmes luxuriants qui les soutenaient.
8.3 Phylogénie moléculaire
En plus des fossiles, les horloges moléculaires issues de l'ADN des mammifères vivants aident à estimer les temps de divergence. Bien que les chronologies basées sur les fossiles et celles basées sur la molécule diffèrent parfois, les deux approches s'accordent pour dire qu'une importante diversification a eu lieu après la limite K–Pg, reflétant que l'extinction a « libéré » ces lignées des contraintes du Crétacé.
9. Pourquoi les mammifères ont-ils réussi ?
9.1 Facteurs écologiques et biologiques
- Modes de vie petits, omnivores ou insectivores : survie au cataclysme K–Pg meilleure que celle des spécialistes de grande taille.
- Endothermie et fourrure : ont permis aux mammifères de gérer le stress thermique dans les conditions de « hiver nucléaire » post-impact.
- Stratégies reproductives : soins parentaux prolongés, lactation, possiblement un renouvellement générationnel plus rapide facilitant l'adaptation.
Ces attributs ont donné aux mammifères un avantage évolutif après le K–Pg, leur permettant d'occuper rapidement les niches vacantes à mesure que la biosphère terrestre se stabilisait.
9.2 Plasticité morphologique
Les mammifères présentent des plans corporels flexibles : posture droite, structures dentaires diversifiées (molaires, canines, incisives) et membres spécialisés. Libérés de la concurrence des dinosaures pour les rôles d'herbivores/carnivores de grande taille, ils ont rapidement rayonné vers de nouveaux extrêmes morphologiques—par exemple, grands herbivores, prédateurs apex, planeurs arboricoles, spécialistes aquatiques.
10. Importance pour l'histoire biologique de la Terre
10.1 Préparer le terrain pour les faunes modernes
La montée rapide des mammifères au Paléogène a posé les bases des écosystèmes terrestres modernes—Primates ont finalement conduit aux singes et aux humains, Carnivora aux chats et aux chiens, Artiodactyls au bétail et aux cerfs, etc. Les lignées de mammifères marins ont remplacé les niches des reptiles marins mésozoïques, culminant avec les baleines modernes, les phoques, etc. Essentiellement, la fin des dinosaures a été l'aube de la Terre dominée par les mammifères que nous connaissons aujourd'hui.
10.2 Un modèle pour la dynamique post-extinction
Observer comment les mammifères se sont étendus après l'événement K–Pg offre un modèle de la façon dont la vie rebondit après les extinctions massives en général. Les survivants opportunistes évoluent en de nombreuses « expériences » morphologiques. Sur des millions d'années, ces lignées fusionnent en écosystèmes stables, forgeant finalement la prochaine « normalité ». Sans cette collision cosmique, les grands dinosaures auraient probablement continué à régner, étouffant peut-être indéfiniment l'évolution des mammifères.
10.3 Leçons pour la biodiversité moderne
Alors que la Terre subit des changements anthropiques et des menaces potentielles de « sixième extinction », l'événement K–Pg met en lumière l'interaction entre catastrophes soudaines, stress climatique et capacité d'adaptation de certains groupes. Les mammifères ont prospéré dans ce nouvel environnement seulement après que l'extinction ait éliminé les principaux concurrents. Les crises écologiques actuelles pourraient produire de nouveaux « gagnants surprises » (espèces invasives ou généralistes) à mesure que les formes spécialisées disparaissent. Étudier la reprise post-K–Pg clarifie la rapidité avec laquelle la biodiversité peut se réorganiser — et à quel point les résultats peuvent être imprévisibles.
Conclusion
La montée des mammifères après l'extinction K–Pg constitue une transformation majeure dans l'histoire de la Terre. Les mammifères, autrefois éclipsés par les dinosaures, ont saisi l'opportunité de se diversifier dans des niches ouvertes, évoluant rapidement vers des formes allant de la musaraigne à la mégafaune semblable à un rhinocéros. Au fil des époques suivantes, ils se sont diversifiés davantage en primates, carnivores, ongulés, chauves-souris et cétacés marins, formant la tapisserie moderne de la vie mammalienne.
Alors que les dinosaures restent des icônes de la préhistoire, leur disparition a préparé le terrain pour le succès de notre lignée, soulignant le paradoxe selon lequel les extinctions catastrophiques peuvent favoriser de nouvelles vagues d'innovation. En examinant le registre fossile, les transitions morphologiques et les données moléculaires, les paléontologues reconstituent l'histoire dynamique de la façon dont les petits mammifères mésozoïques, souvent nocturnes, sont devenus les architectes d'un nouveau monde cénozoïque — démontrant que les grandes catastrophes peuvent remodeler radicalement le paysage évolutif, ouvrant la porte à des triomphes inattendus.
Références et lectures complémentaires
- Alroy, J. (1999). « Le registre fossile des mammifères nord-américains : preuve d'une radiation évolutive au Paléocène. » Systematic Biology, 48, 107–118.
- Rose, K. D. (2006). Le début de l'âge des mammifères. Johns Hopkins University Press.
- O’Leary, M. A., et al. (2013). « L'ancêtre des mammifères placentaires et la radiation post-K–Pg des placentaires. » Science, 339, 662–667.
- Beck, R. M. D., & Lee, M. S. Y. (2014). « Dates anciennes ou rythmes accélérés ? Horloges morphologiques et ancienneté des mammifères placentaires. » Proceedings of the Royal Society B, 281, 20141278.