Couper ou broyer ? Une nouvelle étude révèle un compromis caché dans les dents des mammifères
Les dents des mammifères sont généralement optimisées soit pour couper, soit pour broyer, mais rarement pour les deux à la fois. C’est la conclusion d’une nouvelle étude à laquelle a contribué Melvin Vankelst, de l’Institut des Sciences naturelles et de l’Université de Liège (ULiège). « La combinaison d’une performance optimale de coupe et de broyage s’avère exceptionnellement rare », explique Melvin Vankelst.
L’étude a été publiée dans la revue Science et a également fait la couverture du numéro. À l’aide de modèles 3D et de tests expérimentaux, les chercheurs ont étudié le fonctionnement de la carnassière inférieure, une dent caractéristique des mammifères carnivores. Cette dent est depuis longtemps considérée comme l’une des innovations les plus importantes de l’évolution des mammifères.
Cependant, les résultats montrent que cette dent apparemment polyvalente s’accompagne d’un compromis évolutif fondamental. « Notre étude montre que même les grandes réussites de l’évolution ont leurs limites, et que celles-ci peuvent avoir un impact majeur sur la manière dont les espèces continuent d’évoluer », déclare Melvin Vankelst.
Une dent qui a ses limites
Grâce à des tests mécaniques réalisés sur des dizaines de carnassières, les chercheurs ont cartographié les performances de différentes formes dentaires en matière de coupe et d’écrasement. Ils ont constaté qu’une coupe efficace n’est possible que dans une gamme limitée de formes dentaires. À l’inverse, l’écrasement peut être assuré avec succès par une variété bien plus large de formes. « Il existe de nombreuses solutions évolutives pour broyer les aliments, mais remarquablement peu pour obtenir une coupe véritablement efficace », souligne Vankelst.
Des spécialistes plutôt que des généralistes
Les chercheurs ont découvert que moins de 1 % des mammifères carnivores examinés possèdent des dents optimales à la fois pour couper et pour broyer. Cela met en évidence la rareté d’un compromis véritablement optimisé entre ces deux fonctions. Dans la pratique, les espèces tendent à se spécialiser. Certaines développent des dents particulièrement performantes pour trancher les aliments, tandis que d’autres évoluent vers des formes dentaires mieux adaptées à l’écrasement et au broyage. « Le parfait touche-à-tout est rare dans la nature. Une efficacité optimale nécessite souvent des compromis », explique Melvin Vankelst.
Une clé de la diversité des mammifères
Selon les chercheurs, ce compromis a probablement joué un rôle important dans la diversification remarquable des mammifères. Les contraintes imposées par l’architecture des dents ont orienté différentes lignées évolutives dans des directions distinctes, donnant naissance à diverses stratégies alimentaires.
Ainsi, des carnivores hautement spécialisés ont évolué avec des dents exceptionnellement tranchantes, tandis que d’autres espèces ont développé des fonctions dentaires alternatives leur permettant d’exploiter une alimentation plus variée. « Nos résultats montrent comment une innovation majeure crée non seulement de nouvelles opportunités, mais contribue également à déterminer quelles voies évolutives restent ouvertes et lesquelles se ferment », conclut la Dre Narimane Chatar, autrice principale de l’étude.
L’étude a été publié dans le revue scientifique Science.
