Proganochelys et Proterochersis sont deux Testudinata basales du Norien et sont connues de spécimens complets bien préservés. Ce sont deux genres charnières pour la compréhension de l’évolution des tortues car ce sont parmi les premières tortues à posséder une carapace rigide. Proterochersis est connue de l’Allemagne, de Thaïlande et du Groënland avec deux espèces valides : P. quenstedtii et P. ruchae. Proterochersis est connue d’Allemagne et de Pologne avec trois espèces valides : P. robusta, P. limendorsa et P. porebensis. Ferreira et ses collègues analysent ainsi la biomécanique des carapaces de Proganochelys et Proterochersis.
Ferreira et ses collègues ont étudié le spécimen SMNS 16980 de Proganochelys quenstedtii, les spécimens SMNS 17561 et SMNS 56606 de Proterochersis robusta, et les spécimens ZPAL V. 39/48 et ZPAL V. 39/49 de Proterochersis porebensis. Sur la base de ces spécimens, ils ont construit un modèle 3D de la carapace de Proganochelys et Proterochersis. Ce modèle a été soumis à des analyses biomécaniques dont les résultats ont été comparés avec la tortue pleurodire actuelle Erymnochelys madagascariensis (tortue à grosse tête de Madagascar) et avec la cryptodire Trachemys callirostris (tortue de Colombie).
Proganochelys et Proterochersis possèdent des processus épiplastraux, comme les autres Testudinata basales, qui sont ensuite perdus chez les tortues post-triasiques pour une cause encore inconnue. Proganochelys possède des processus fusionnés à sa carapace, alors qu’ils sont articulés chez Proterochersis. De plus, le bassin de Proganochelys est fusionné à sa carapace comme chez les cryptodires, alors que le bassin de Proterochersis est simplement articulé à la carapace comme chez les pleurodires. La fusion du bassin permet une meilleure amplitude de mouvement des membres postérieurs, mais réduit la stabilité lors de la nage.
Ferreira et ses collègues ont réalisé une analyse des réponses structurelles des carapaces en leur appliquant les contraintes de von Mises. Ces contraintes de von Mises permettent de connaître le degré de résistance des os lors de cinq scénarios de morsure. Ces analyses de stress biomécanique montrent une très bonne résistance uniforme de toutes les carapaces, mais une résistance plus faible chez Proganochelys. Ferreira et ses collègues notent que la fusion des processus épiplastraux et du bassin n’améliorent pas la résistance biomécanique de la carapace. La résistance structurelle de la carapace n’est donc pas le moteur de sélection de ces caractères.
Pour Ferreira et ses collègues, la présence de processus épiplastraux est un vestige de la fusion des clavicules à la carapace. Le déplacement progressif des muscles attachés à la clavicule a alors entraîné une disparition de ces processus. En ce qui concerne la fusion ou non du bassin à la carapace, Ferreira et ses collègues supposent qu’il s’agit d’un caractère lié à l’écologie plutôt qu’à la résistance mécanique. Le bassin articulé des pleurodires leur aurait permis d’avoir des carapaces plus plates et de nager plus efficacement. La présence de ce caractère chez Proterochersis suggère donc qu’il s’agissait d’un taxon semi-aquatique.
Ferreira et ses collègues ont donc réalisé une étude morphométrique pour déduire l’écologie de Proganochelys et Proterochersis à partir de la forme de leurs carapaces. Les résultats de cette analyse sont ambigus, avec un léger soutien pour une écologie semi-aquatique chez les deux genres. Le bassin articulé de Proterochersis soutient cette hypothèse, mais le bassin fusionné de Proganochelys rend nécessaire l’apport de plus de preuves. Ferreira et ses collègues notent que la carapace de Proganochelys ressemble à celles des tortues semi-aquatiques et à celles des tortues terrestres qui se camouflent. Toutefois, sa grande taille exclut le camouflage, ce qui soutient l’hypothèse semi-aquatique.
Référence : Ferreira, G.S.; Hermanson, G.; Kyriakouli, C.; Dróżdż, D.; Szczygielski, T., 2024, Shell biomechanics suggests an aquatic palaeoecology at the dawn of turtle evolution. Scientific Reports. 14: 21822.
Ascarrunz, E.; Sánchez-Villagra, M.R., 2022, The macroevolutionary and developmental evolution of the turtle carapacial scutes. Vertebrate Zoology. 72: 29-46.
Toutes les images proviennent de Ferreira et al., 2024, à l’exception de la première qui provient d’Ascarrunz et Sánchez-Villagra, 2022
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