Evolution du cou des tanystropheidés

Les tanystropheidés sont une famille d’archosauromorphes tanysauriens connus du trias d’Asie, d’Europe et d’Amérique. Ses membres se caractérisent par un cou allongé, avec une condition poussée à l’extrême chez les genres Tanystropheus et Tanytrachelos. Alors que de nombreux groupes de vertébrés ont un cou allongé grâce au nombre très important de leurs vertèbres cervicales, les tanystropheidés dérivés ont un cou allongé grâce à l’allongement extrême de leurs vertèbres cervicales. Rytel et ses collègues analysent ainsi les processus évolutifs qui ont mené les tanystropheidés à développer leur long cou.

Rytel et ses collègues ont analysé la morphologie et le nombre de vertèbres chez le tanystropheidé basal Macrocnemus et le tanystropheidé dérivé Tanystropheus. Ils ont comparé leurs résultats avec les archosauromorphes basaux Prolacerta et Protorosaurus, afin de comparer la morphologie des vertèbres des tanystropheidés avec l’état ancestral des archosauromorphes.

Rytel et ses collègues notent que la condition ancestrale des archosauromorphes est la présence de 25 vertèbres présacrales : 8 vertèbres cervicales et 17 dorsales. Alors que le tanystropheidé basal Macrocnemus possède ce nombre ancestral de vertèbres, Tanystropheus s’écarte largement de cette condition en présentant 13 vertèbres cervicales très allongées et 12 vertèbres dorsales. A noter toutefois que Tanystropheus conserve le nombre ancestral de 25 vertèbres présacrales. Rytel et ses collègues constatent ainsi que le changement du nombre de vertèbres cervicales et dorsales s’est fait au cours de l’évolution des tanystropheidés.

Les vertèbres cervicales (hors atlas-axis) des archosauromorphes peuvent être divisées en plusieurs sous-régions différentes : antérieure, médiane et postérieure. La condition ancestrale est la présence de 3 ou 4 vertèbres cervicales antérieures, 1 vertèbre cervicale médiane et 1 vertèbre cervicale postérieure. Elle s’observe chez le tanystropheidé basal Macrocnemus, mais pas chez Tanystropheus. Tanystropheus présente 8 vertèbres cervicales antérieures, 1 vertèbre cervicale médiane et 2 vertèbres cervicales postérieures. Ainsi, la région antérieure de Tanystropheus possède 4 à 5 vertèbres de plus et la région postérieure 1 vertèbre de plus.

Rytel et ses collègues proposent une explication au développement du cou extrêmement allongé de Tanystropheus, et par extension des tanystropheidés dérivés. Ils déclarent que l’augmentation du nombre de vertèbres cervicales chez Tanystropheus s’est faite par une «cervicalisation» des 4 premières vertèbres dorsales. Il s’agit d’un changement homéotique, qui se définit comme la transformation d’une partie du corps d’un organisme en une autre partie habituellement présente dans une autre région de l’organisme. Dans le cas de Tanystropheus, 4 vertèbres dorsales sont devenues des vertèbres cervicales.

Les vertèbres de la région cervicale antérieure de Tanystropheus sont celles qui sont le plus allongées. Cet allongement est du à une croissance extrême des somites de cette région. C’est également la région cervicale antérieure qui a gagné le plus grand nombre de vertèbres par rapport à la condition ancestrale. Rytel et ses collègues remarquent qu’il s’agit d’un témoin de la pression sélective qui a amené les tanystropheidés dérivés comme Tanystropheus à développer un cou de plus en plus allongé.

Alors que la plupart des archosauromorphes ont développé un long cou par l’augmentation du nombre de vertèbres cervicales, les tanystropheidés dérivés comme Tanystropheus l’ont fait par l’allongement de leurs vertèbres cervicales et la «cervicalisation» de plusieurs vertèbres dorsales. Tanystropheus a ainsi conservé le nombre ancestral de vertèbres présacrales. Pour Rytel et ses collègues, cela signifie que Tanystropheus était soumis à des contraintes de développement qui n’étaient pas présentes chez la plupart des archosauromorphes, l’obligeant ainsi à conserver le nombre ancestral de vertèbres présacrales.

Référence : Rytel, A.; Böhmer, C.; Spiekman, S.N.F.; Tałanda, M., 2024, Extreme neck elongation evolved despite strong developmental constraints in bizarre Triassic reptiles -implications for neck modularity in archosaurs. Royal Society Open Science. 11: 240233.

Spiekman, S.N.F.; Ezcurra, M.D.; Rytel, A.; Wang, W.; Mujal, E.; Buchwitz, M.; Schoch, R.R., 2024, A redescription of Trachelosaurus fischeri from the Buntsandstein (Middle Triassic) of Bernburg, Germany: the first European Dinocephalosaurus-like marine reptile and its systematic implications for long-necked early archosauromorphs. Swiss Journal of Palaeontology. 143: 10.

Li, C.; Zhao, L.; Wang, L., 2007, A new species of Macrocnemus (Reptilia: Protorosauria) from the Middle Triassic of southwestern China and its palaeogeographical implication. Science in China Series D: Earth Sciences. 50(11): 1601-1605.

Toutes les images proviennent de Rytel et al., 2024, à l’exception de la première et de la troisième qui se composent d’une figure de Spiekman et al., 2024 et d’une figure de Li et al., 2007, et de la cinquième qui est une oeuvre d’Adam Rytel