Compétitions intermédiaires de girafe, premier plan : Discokeryx xiezhi, arrière-plan : Giraffa camelopardalis. Crédit : WANG Yu et GUO Xiaocong.
Les girafes sont assez particulières en raison de leur cou extrêmement long. En effet, leur cou peut atteindre 2,4 m de long. Bien que plusieurs hypothèses aient été émises quant à l’origine évolutive de ces longs cous, elles n’ont pas été suffisamment prouvées, ce qui en fait un mystère non résolu.
Charles Darwin a proposé l’hypothèse des “brouteurs concurrents”, qui dit en gros que les cous allongés ont évolué parce qu’ils permettaient aux girafes d’atteindre des aliments que leurs concurrents ne pouvaient pas atteindre. Cette hypothèse est logique, mais est-ce vraiment ce qui s’est passé ?
Selon une étude menée par des chercheurs de l’Institut de paléontologie des vertébrés et de paléoanthropologie (IVPP) de l’Académie chinoise des sciences (CAS), les fossiles d’une étrange girafe primitive ont révélé les principales forces motrices de l’évolution de la girafe.
L’étude a été publiée dans la revue Science le 2 juin 2022.
Modélisation du coup de tête à grande vitesse chez Discokeryx xiezhi à l’aide d’analyses par éléments finis, avec (A) et sans (B) les articulations compliquées entre le crâne et les vertèbres, montrant l’articulation tête-cou stable (A) ou sur-fléchie (B). Crédit : IVPP
La façon dont le long cou de la girafe a évolué est depuis longtemps un mystère de l’évolution. Bien qu’il y ait eu différentes opinions sur le processus d’allongement du cou de la girafe, les scientifiques n’ont jamais douté que l’élan de l’allongement du cou était le feuillage élevé.
Cependant, au fur et à mesure que l’observation du comportement des girafes augmentait, les scientifiques ont commencé à réaliser que l’élégant et long cou des girafes sert en fait d’arme dans la compétition pour la cour des mâles et ceci pourrait être la clé du mystère de l’évolution des girafes.
Plus précisément, les girafes utilisent leur cou oscillant de deux à trois mètres de long pour projeter leur lourd crâne – équipé de petits ossicones et ostéomes – contre les parties faibles de leurs concurrents. Par conséquent, plus le cou est long, plus les dommages causés à l’adversaire sont importants.
Les chercheurs de l’IVPP et leurs collaborateurs ont mené leur étude sur Discokeryx xiezhiune étrange girafe primitive. Cette recherche contribue à la compréhension de l’évolution du long cou de la girafe ainsi qu’à la compréhension de l’intégration poussée des luttes de cour et de la pression alimentaire. En fait, la taille du cou des girafes mâles est directement liée à la hiérarchie sociale, et la compétition pour la parade nuptiale est le moteur de l’évolution des longs cous.
La communauté fossile du bassin de Junggar, il y a environ 17 millions d’années. Les Discokeryx xiezhi sont au milieu. Crédit : GUO Xiaocong
Les fossiles de cette étude ont été trouvés dans des strates du Miocène précoce, il y a environ 17 millions d’années, sur la marge nord du bassin de Junggar, au Xinjiang. Un crâne complet et quatre vertèbres cervicales faisaient partie de la découverte.
“Discokeryx xiezhi présentait de nombreuses caractéristiques uniques parmi les mammifères, notamment le développement d’un grand ossicône en forme de disque au milieu de sa tête”, a déclaré le professeur DENG Tao de l’IVPP, auteur correspondant de l’étude. DENG a déclaré que l’ossicône unique ressemblait à celui du xiezhiune créature à une corne de l’ancienne mythologie chinoise, ce qui a donné son nom au fossile.
D’après les chercheurs, les vertèbres cervicales de Discokeryx xiezhi sont très robustes et possèdent les articulations les plus complexes entre la tête et le cou et entre les vertèbres cervicales de tous les mammifères. L’équipe a démontré que les articulations complexes entre le crâne et les vertèbres cervicales de Discokeryx xiezhi était particulièrement adaptée à un impact tête contre tête à grande vitesse. Ils ont constaté que cette structure était bien plus efficace que celle des animaux actuels, tels que les bœufs musqués, qui sont adaptés aux chocs à la tête. En effet, Discokeryx xiezhi pourrait avoir été le vertébré le mieux adapté à l’impact de la tête.
“Les girafes vivantes et les Discokeryx xiezhi appartiennent à la superfamille des Giraffoidea. Bien que la morphologie de leur crâne et de leur cou soit très différente, elles sont toutes deux associées aux luttes de cour des mâles et ont toutes deux évolué dans une direction extrême”, a déclaré WANG Shiqi, premier auteur de l’étude.
L’équipe de recherche a comparé la morphologie des cornes de plusieurs groupes de ruminants, notamment les girafes, les bovins, les moutons, les cerfs et les pronghorns. Ils ont constaté que la diversité des cornes chez les girafes est beaucoup plus grande que dans les autres groupes, avec un taux de 1,5 %.tendance à des différences extrêmes dans la morphologie, indiquant ainsi que les luttes nuptiales sont plus intenses et plus variées chez les girafes que chez les autres ruminants.
L’équipe de recherche a ensuite analysé l’environnement écologique des girafes. Discokeryx xiezhi et la niche qu’il occupait. La Terre était dans une période chaude et généralement densément boisée, mais la région du Xinjiang, où Discokeryx xiezhi vivait, était un peu plus sèche que les autres régions car le plateau tibétain au sud s’était élevé de façon spectaculaire, bloquant ainsi le transfert de vapeur d’eau.
“Les isotopes stables de l’émail dentaire ont indiqué que Discokeryx xiezhi vivait dans des prairies ouvertes et pouvait migrer de façon saisonnière”, a déclaré MENG Jin, un autre auteur correspondant de l’étude. Pour les animaux de l’époque, l’environnement des prairies était plus aride et moins confortable que celui de la forêt. Le comportement de combat violent des Discokeryx xiezhi peut avoir été lié au stress de survie causé par l’environnement.
Au début de l’émergence du genre Giraffaun environnement similaire existait. Il y a environ sept millions d’années, le plateau d’Afrique de l’Est est également passé d’un environnement forestier à une prairie ouverte, et les ancêtres directs des girafes ont dû s’adapter à de nouveaux changements. Il est possible que, parmi les ancêtres des girafes de cette période, les mâles qui s’accouplaient aient développé un moyen d’attaquer leurs concurrents en balançant leur cou et leur tête. Cette lutte extrême, soutenue par la sélection sexuelle, a donc conduit à l’allongement rapide du cou de la girafe sur une période de deux millions d’années pour devenir le genre existant, Giraffa.
Basé sur cette élongation, Giraffa étaient bien adaptées à la niche de l’alimentation sur le haut du feuillage. Cependant, leur statut écologique était nécessairement moins sûr que celui des bovidés et des cervidés. Par conséquent, Giraffa niche écologique marginale a pu favoriser une compétition intraspécifique extrême pour la parade nuptiale, ce qui a pu favoriser une évolution morphologique extrême.
Référence : “Sexual selection promotes giraffoid head-neck evolution and ecological adaptation” par Shi-Qi Wang, Jie Ye, Jin Meng, Chunxiao Li, Loïc Costeur, Bastien Mennecart, Chi Zhang, Ji Zhang, Manuela Aiglstorfer, Yang Wang, Yan Wu, Wen-Yu Wu et Tao Deng, 3 juin 2022, Science.
DOI : 10.1126/science.abl8316
