Lorsque la baleine a perdu ses dents

Une baleine préhistorique pourrait nous forcer à reconsidérer l’évolution de ces géantes de la mer. Elle suggère que les baleines à fanons ont perdu leurs dents bien avant d’avoir obtenu les filtres qu’elles utilisent maintenant pour recueillir les minuscules planctons de l’eau, ce qui signifie que ces anciennes baleines devaient avoir un autre mode de subsistance.

Image d’entête : le fanon est la structure molle et poilue de la mâchoire supérieure des baleines, comme la baleine à bosse sur cette photo, qui leur permet de capturer leurs proies dans leur gueule. (Ari S. Friedlaender/ Université de Californie, Santa Cruz/ NOAA)

Comme les ancêtres des baleines à fanons avaient des dents, on pensait que certaines anciennes baleines ont commencé à filtrer leur nourriture en utilisant leurs dents comme passoire. Avec le temps, le comportement de filtrage aurait fait évoluer les fanons des baleines pour combler les espaces vides de leurs dents avant de les remplacer complètement. Une autre théorie est qu’un groupe transitoire de baleines préhistoriques se sont nourrit avec des fanons et des dents pendant un certain temps avant de perdre ces dernières. Mais ces deux vieilles théories pourraient se révéler fausses grâce à une nouvelle découverte qui suggère une évolution différente de l’évolution des dents aux fanons.

Le paléontologue Carlos Mauricio Peredo et une équipe de chercheurs affirment que le fossile d’une baleine de 33 millions d’années de la côte de l’Oregon n’a ni dents ni fanons. Cela suggère que d’anciennes baleines ont d’abord perdu leurs dents, puis ont développé, plus tard, des fanons selon leur étude publiée cette semaine.

Selon M. Peredo :

Les détails sur la façon dont les baleines ont développé les fanons ont été une énigme qui remonte à Darwin. Comme l’animal lui-même n’a pas de dents ou de fanons, cela nous indique que la perte de dents était de son propre processus évolutif qui s’est produit avant l’apparition des fanons. C’est presque comme un processus en deux étapes : d’abord vous perdez vos dents et ensuite vous développez des fanons plus tard.

L’espèce, nommée « Maiabalaena » (Maiabalaena nesbittae) ou baleine mère, a été découverte au milieu des années 1970 par Douglas Emlong, un collectionneur amateur de fossiles qui fouinait le long de la côte Pacifique. Il a finalement fait don de sa collection au Smithsonian Museum (États-Unis). Le fossile se compose d’un crâne presque complet et de quelques parties postcrâniennes associés.

Le chercheur Carlos Mauricio Peredo et les restes fossilisés de l’ancienne baleine Maiabalaena. (Smithsonian)

Bien qu’elle n’ait pas été beaucoup étudié jusqu’à présent, Peredo et son équipe savaient que la gueule de cette baleine pourrait avoir une histoire à raconter et selon lui :

Ce fossile est vraiment important… en raison de son anatomie et de sa position dans l’arbre généalogique de la baleine.

La baleine vivait pendant l’Eocène–Oligocène, une période de grands changements écologiques qui ont influencé le comportement alimentaire préhistorique des baleines. Dans la vie, la baleine mesurait environ de 4 à 5 m de long, ce qui est assez petit par rapport aux standards des baleines modernes.

Le fanon se fossilise rarement parce qu’il est fait de kératine, la même protéine qui compose cheveux, ongles et autres sabots. Par conséquent, les chercheurs doivent rechercher des traces de foramines, de petits trous situés dans la mâchoire qui auraient pu contenir des vaisseaux sanguins et des nerfs reliés aux gencives des baleines à fanons qui se nourrissent avec des filtres.

Les chercheurs ont remarqué que la Maiabalaena ne possédait pas de foramines. La mâchoire n’avait pas non plus de cavités nécessaires pour maintenir des dents. Cela a amené l’équipe de recherche à se demander comment la baleine se serait nourrie sans dent, ni fanon. Puis vint l’idée de l’alimentation par aspiration.

De nombreuses baleines modernes, comme le béluga, le narval et la baleine à bec, ont perdu la plupart de leurs dents fonctionnelles et se nourrissent principalement en aspirant des proies uniques comme le poisson et le calmar. Les chercheurs n’ont pas vraiment considéré l’alimentation par succion comme faisant partie de l’évolution des baleines. Mais, pour Peredo, une « phase de succion » n’est pas aussi étrange qu’il n’y paraît et de rajouter :

C’est parfaitement faisable pour les baleines de se nourrir sans aucune dent. L’aspiration est un mode d’alimentation très viable qui fonctionne clairement pour les baleines. De nombreuses baleines se nourrissent par succion et le font très bien comme mode d’alimentation principal.

Les mammifères peuvent remercier leurs os hyoïdes pour leurs capacités d’aspiration. Observés chez le fossile, ces os reposent dans la gorge et servent de points d’attache aux muscles qui tirent sur la langue, créant une pression négative à l’intérieur de la cavité buccale. Ce mécanisme crée  un vide pour faciliter la déglutition.

Toujours selon Peredo :

C’est un mode d’alimentation très basique et ancestral pour les mammifères. C’est ainsi que nous sommes nourris quand nous étions enfants. Tous les mammifères naissent capables de le faire, mais les baleines continuent à le faire à l’âge adulte.

Bien que Maiabalaena semble avoir existé pendant une période de transition entre les dents et les fanons, elle a été courte (relativement parlant), précise Peredo, environ 13 millions d’années.

Le plus ancien parent, d’une baleine à fanons, à dents, le Mystacodon selenensis du Pérou, date d’il y a environ 36 millions d’années. Trois millions d’années plus tard, la Maiabalaena sans dents est apparue, le fossile étudié par l’équipe de Peredo, qui est sans dents. Dix millions d’années plus tard, de véritables baleines filtrantes à fanons ont commencé à émerger.

L’apparition de ces premières baleines à fanons a également placé les baleines sur la voie du gigantisme, car elle leur a permis de manger davantage de nourriture à la fois. Mais pourquoi les fanons ont remplacé les dents, cela reste encore à confirmer.

Pour M. Peredo :

Le pourquoi est toujours la partie la plus difficile. La réponse la plus précise, mais un peu ennuyeuse, est qu’à un moment donné, il devient plus efficace de manger de cette façon. L’alimentation par filtre vous permet de manger en vrac. C’est plus rentable de manger en vrac plutôt que de cibler une seule proie à la fois.

Il est clair qu’il y a encore beaucoup à apprendre sur l’histoire de ces insaisissables créatures et selon Peredo :

Chaque fossile est comme une pièce de Légo ou une pièce de puzzle. C’est comme faire un puzzle de 10 000 pièces et il vous manque un dixième des pièces.

L’étude publiée dans Current Biology : Tooth Loss Precedes the Origin of Baleen in Whales et présentée sur le site du Smithsonian : Prehistoric Whale Jaw Bone Sheds Light on the Evolution of Baleen.