La stupéfiante évolution de la carapace des tortues

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En analysant des fossiles, une équipe de paléontologues américains a modélisé les évolutions successives qui ont conduit à l'apparition par petites touches des carapaces des tortues actuelles.

La carapace des tortues modernes se compose d’une couche d’os plat et de cartilages que vient recouvrir une seconde couche externe faite de corne, de kératine ou de cuir. Du fait de la complexité de cette structure, les chercheurs s'interrogent sur la manière dont s'est formé un tel bouclier dorsal.

Tyler R. Lyson, un chercheur américain du département de géologie et de géophysique de l’université de Yale a posé comme postulat que la carapace était apparue suite à des modifications progressives des os des côtes des lointains ancêtres de la tortue. Le paléontologue a comparé de nombreux caractères morphologiques de fossiles anciens pourvus de carapaces plus ou moins rudimentaires, de manière à reconstituer la manière dont cette structure osseuse protectrice s’est formée au fil du temps.

En analysant des fossiles, une équipe de paléontologues américains a modélisé les évolutions successives qui ont conduit à l'apparition par petites touches des carapaces des tortues actuelles.

L'animation vidéo ci-dessous montre comment les structures osseuses ont pu se modifier au fil du temps pour former petit à petit une véritable armure protectrice.

Dans son étude publiée fin mai dans la revue Current biology, Tyler R. Lyson présente le détail des éléments anatomiques sur lesquels repose ce modèle évolutif. Parmi les ancêtres présentés dans cette vidéo, apparaissent successivement :


- Milleretta

Image : Lyson et al 2010

Ce lézard d’une soixantaine de centimètres, dont les fossiles sont datés du Permien (298 à 252 millions d’années) présente des côtes en forme de lames, relativement plates et orientées vers l’arrière.


- Eunotosaurus

Image : Lyson et al 2010

Également daté du Permien, ce reptile présente des côtes plus larges en forme de palettes qui se touchent au niveau de la région dorsale. Dans une étude le chercheur américain Stuart S. Sumida du département de biologie de l’université San Bernardino en Californie, suppose que cet animal devait avoir une démarche proche de celle de la tortue.


- Odontochelys

Image : Lyson et al 2010

Datées du Trias (252 à 201 millions d’années), ces animaux étaient dotés d'une solide protection osseuse dorsale et ventrale faite de côtes très élargies. Mais pas encore d’une véritable carapace englobant tout leur corps. Ces tortues primitives possédaient en outre une puissante mâchoire garnie de dents (et non un bec comme les tortues modernes)


- Proganochelys

Image : Lyson et al 2010

Également datée du Trias, cette tortue, bien qu’âgée de 210 millions d’années environ, partage de nombreuses caractéristiques communes avec les tortues modernes. Elle ne possède pas de dents mais un bec, et les os qui constituent sa carapace ont véritablement fusionné en un bouclier compact. Une nouvelle série d’os est apparue pour faire la jonction entre la protection dorsale et le plastron, assurant ainsi une meilleure protection des flancs de l’animal.

Toutefois, contrairement à la tortue moderne, Proganochelys ne pouvait sans doute pas rétracter sa tête, même partiellement, dans sa carapace. Aussi, son cou était-il protégé par une rangée de pics. De plus, sa longue queue était terminée par des excroissances osseuse. Les paléontologues supposent qu’elle pouvait s’en servir comme d’une massue.


- Chelydra

Photo : Mjbaker / Creative Commons - La Tortue serpentine (Chelydra serpentina) est une espèce de tortues de la famille des Chelydridae. Autrefois seule espèce de son genre, deux de ses sous-espèces ont été élevées au rang d'espèces en 2010. Cette espèce se rencontre au Canada et aux Etats-Unis. Elle a été introduite au Japon, Chine, Taïwan et dans certains états de l'ouest des Etats-Unis.

Ce genre regroupe trois espèces de tortues contemporaine que l'on rencontre sur le continent américain. Plus connues sous le nom de "tortues happantes", elles doivent leur nom au fait qu'elles n'hésitent pas à mordre violemment avec leur puissant bec et leur tête très mobile, lorsqu'on les dérange. Principalement aquatiques, elles sont dotées d'une carapace plus plate (pour un meilleur hydrodynamisme) que celle de leurs homologues terrestres, ainsi que d'une longue queue ressemblant à celle d'un crocodile.

Comme toutes les tortues modernes, les tortues happantes sont enfermées dans une véritable boîte osseuse avec une partie dorsale convexe (dossière) et une partie ventrale (plastron) reliées latéralement par un pont osseux de chaque côté. La tête, les pattes et la queue sortent par des ouvertures à l'avant et à l'arrière.

SCIENCES ET AVENIR 7/6/2013