Thermorégulation crânienne des thalattosuchiens

Les thalattosuchiens sont un groupe de crocodylomorphes divisés en deux superfamilles : les Teleosauroidea et les Metriorhynchoidea. Ce groupe comprend des genres semi-aquatiques et entièrement aquatiques, et les metriorhynchoidés dérivés sont les seuls genres de crocodylomorphes connus vivant en haute mer. Les structures crâniennes des thalattosuchiens ont particulièrement été bien étudiées, mais une structure présente sur le rostre n’a jusque là pas été analysée. Il s’agit des rainures palatines, dont l’origine et la fonction étaient jusque là inconnues. Ce sont des sillons qui parcourent le long du palais, présents chez Thalattosuchia mais absente chez les autres crocodylomorphes. Young et ses collègues étudient ainsi en détail les rainures palatines des thalattosuchiens.

Young et ses collègues ont réalisé des scans CT des crânes de 6 espèces de thalattosuchiens. Il s’agit des crânes du teleosauroidé basal Plagiophthalmosuchus gracilirostris, des metriorhynchoidés basaux Pelagosaurus typus et Eoneustes gaudryi et des metriorhynchidés Thalattosuchus superciliosus, Cricosaurus araucanensis et C. schroederi. Young et ses collègues ont ensuite effectué des comparaisons avec les autres crocodylomorphes, et des comparaisons détaillées avec les scans CT de 17 crânes de spécimens de crocodiliens actuels.

Young et ses collègues découvrent que la présence des rainures palatines sont liées à la présence des canaux palatins. Les canaux palatins permettaient le passage de vaisseaux sanguins et peut-être aussi de plusieurs nerfs. Les rainures palatines semblent ainsi s’être formées suite à la présence de ces canaux palatins. Ces structures sont uniques à Thalattosuchia, faisant de ces caractéristiques une synapomorphie de ce groupe. Les canaux palatins formaient ainsi une nouvelle voie pour les vaisseaux sanguins, qui est apparue au début de l’évolution des thalattosuchiens. Cette nouvelle voie de circulation a pu permettre une augmentation des échanges thermiques au sein du crâne des thalattosuchiens. Les canaux palatins ont ainsi pu réguler les températures cérébrales des thalattosuchiens.

L’une des caractéristiques déterminantes de Thalattosuchia est l’élargissement du foramen carotidien cérébral. Cela se traduit par une taille plus importante des vaisseaux sanguins de cette région du crâne, fournissant un plus grand volume de sang par rapport aux autres crocodylomorphes. Le développement d’un nouveau mécanisme de thermorégulation, à travers ces rainures et canaux palatins, a permis la création d’une nouvelle voie d’échange de chaleur. Ce nouveau moyen de thermorégulation a ainsi pu compenser l’augmentation du volume sanguin, qui rendait plus instable la température cérébrale. Par cette thermorégulation, les canaux palatins ont permis l’évolution d’orbites plus grandes, d’hémisphères cérébraux plus grands et d’un métabolisme élevé que l’on observe chez les thalattosuchiens plus dérivés.

Young et ses collègues constatent que les rainures palatines sont bien développées chez tous les metriorhynchoidés et chez les teleosauroidés basaux. Toutefois, ces rainures sont de moins en moins profondes au cours de l’évolution des teleosauroidés, jusqu’à presque disparaître chez certains genres comme Bathysuchus. Cette disparition progressive peut s’expliquer par l’écologie des teleosauroidés. En effet, au cours de leur évolution, les taxons de ce groupe ont adopté une stratégie de chasse en embuscade, qui ne nécessitait pas une régulation de la température cérébrale aussi importante que chez les metriorhynchoidés, qui étaient des chasseurs actifs.

Référence : Young, M.T.; Bowman, C.I.W.; Erb, A.; Schwab, J.A.; Witmer, L.M.; Herrera, Y.; Brusatte, S.L., 2023, Evidence for a novel cranial thermoregulatory pathway in thalattosuchian crocodylomorphs. PeerJ. 11: e15353.

Toutes les images proviennent de Young et al., 2023