Une nouvelle étude consacrée à la dentition inférieure des carnivores (chiens, chats, ours et groupes apparentés) permet de mieux comprendre quels aspects de leur écologie et de leur histoire évolutive sont captés par différentes méthodes d’analyse de la forme dentaire.
Une équipe internationale dirigée par des scientifiques de l’Université de Liège a examiné en détail les signaux écologiques et évolutifs préservés dans les premières molaires inférieures des carnivores. En comparant plusieurs méthodes analytiques, les chercheurs ont évalué quelle approche était la plus performante pour détecter les aspects écologiques de la forme dentaire. Publiée dans Proceedings of the Royal Society B, l’étude apporte de nouveaux éclairages sur l’interaction complexe entre les adaptations alimentaires et les caractères hérités au cours de l’histoire évolutive.
Les dents constituent le premier point de contact entre un animal et sa nourriture, ce qui les rend particulièrement précieuses pour les biologistes de l’évolution et les paléontologues. Chez les carnivores, la première molaire inférieure est particulièrement importante. Également appelée carnassière, il s’agit d’une dent très spécialisée, initialement apparue pour trancher efficacement la viande. Cependant, en raison de la variété des régimes alimentaires des espèces actuelles, celle-ci a depuis évolué vers une myriade de formes différentes (Figure 1).
Figure 1 : Arbre évolutif des carnivores actuels montrant un sous-ensemble d’espèces présentant différents régimes alimentaires, et mettant en évidence les diverses adaptations dentaires observées selon les régimes au sein de différentes familles.
« La dent carnassière est une innovation clé à l’origine de la diversification écologique des Carnivora », explique Melvin Vankelst, doctorant à l’Université de Liège et à l’Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique ; « les molaires inférieures des carnivores présentent une extraordinaire diversité de formes, probablement parmi les plus importantes observées pour une même dent chez les mammifères. Elles sont également considérées comme porteuse d’un signal alimentaire plus prononcé que les dents supérieures, ce qui en fait un système d’étude idéal pour ce projet. »
Les chercheurs peuvent quantifier la forme tridimensionnelle des dents à l’aide de deux approches principales. La première, la topographie dentaire, analyse la surface masticatoire et en résume différentes caractéristiques, telles que la complexité de la surface et l’orientation des faces des cuspides. La seconde, la morphométrie géométrique tridimensionnelle, décrit la forme globale de la couronne dentaire à l’aide d’un ensemble important de points décrivant chaque spécimen. Jusqu’à présent, cependant, la force relative des signaux alimentaires et évolutifs captés par ces méthodes restait mal comprise (Figure 2).
Figure 2 : Figure résumant l’acquisition des données pour chaque méthode.
Dans cette étude, les chercheurs ont affiné le protocole de morphométrie géométrique afin d’en améliorer la précision et de mieux l’adapter à l’étude de ces dents. Il en résulte un protocole de morphométrie géométrique tridimensionnelle à haute densité, ou HD3DGM, qui offre une remarquable puissance analytique. L’étude a révélé une tendance claire : la HD3DGM s’est généralement montrée plus performante pour détecter les signaux écologiques et phylogénétiques subtils préservés dans les dents des carnivores actuels, en particulier lors de comparaisons entre de grands groupes taxonomiques. « L’approche morphométrique génère une quantité beaucoup plus importante de données sur la forme, ce qui aide à mettre en évidence des motifs écomorphologiques subtils », explique le Prof. Valentin Fischer, responsable du laboratoire Evolution and Diversity Dynamics de l’Université de Liège en Belgique ; « les méthodes topographiques, en revanche, produisent généralement une seule valeur par espèce, ce qui peut masquer les changements subtils ». Cette limite peut être particulièrement importante dans les grands jeux de données, où les différences prononcées de forme dentaire entre familles peuvent brouiller les motifs détectés par les analyses topographiques (Figure 3).
Figure 3 : Paysage illustrant la variation des métriques topographiques dans l’espace des formes, mais montrant également que des dents très différentes peuvent présenter des valeurs topographiques similaires.
L’étude a également révélé que différentes adaptations alimentaires sont associées à différents degrés de convergence évolutive. La plupart des stratégies alimentaires occupent des régions relativement restreintes de l’espace des formes dentaires. L’hypercarnivorie, une spécialisation extrême pour la consommation de viande, se distingue par son association avec deux principales morphologies dentaires récurrentes. « Ces architectures distinctes pourraient représenter des solutions fonctionnelles alternatives façonnées par les contraintes évolutives propres à chaque groupe », avance la Dr Narimane Chatar, qui a supervisé ce projet de recherche. « La frugivorie, en revanche, fournit un exemple plus clair de lignées différentes ayant évolué à plusieurs reprises vers des formes dentaires similaires. »
Ensemble, ces résultats précisent la quantité d’information écologique préservée dans les dents des carnivores et contribuent à définir les contextes dans lesquels chaque méthode analytique est la plus appropriée.
Vankelst, M., Fischer, V., Michaud, M., Tamagnini, D., Pollock, T.I., Meloro, C., Tseng, Z.J,., and Chatar, N. (2026) Decoupling geometry and topography reveals contrasting ecomorphological signals in carnivoran carnassial teeth. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 293 (2076): 20260400. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.0400
Dr. Narimane Chatar (narimane.chatar@berkeley.edu)
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