Phylogénie Des Monotrémes

L’ornithorynque, unique espèce du genre Ornithorhynchus est un animal à morphologie singulière : pelage épais, mais museau allongé ressemblant au bec d'un canard. Ce « bec », garni intérieurement de rayures obliques latérales, est utilisé pour ramasser, dans la vase, les proies de son propriétaire c’est-à-dire les végétaux et les invertébrés. Ce bec sert également à repérer les proies par électrolocalisation au niveau de terminaisons spécifiques (convergence évolutive avec certain chondrichtyens). Ce n'est pas un étui corné comme le bec des oiseaux, mais seulement un épiderme épais peu kératinisé. La bouche est largement fendues ; les mâchoires du jeune ornithorynque portent quelques vraies dents à trois cuspides qui tombent bientôt et sont remplacées chez l'adulte par des plaques cornées. Ce caractère se retrouve chez les tortues (sauropsidé chélonien) : c’est une convergence évolutive ou homoplasie. Le corps trapu, prolongé par une queue aplatie qui sert de réserve de graisses, est porté par de courtes pattes aux doigts palmés qui permettent la marche, la nage et le fouissage. Ce système locomoteur est un membre chiridien, synapomorphie des tétrapodes. Enfin, les ornithorynques secrètent de l’acide ornithurique, comme les sauropsidés (convergence évolutive)

Les échidnés (genre Tachyglossus et Zaglossus) ont un aspect très différent ; ils tiennent à la fois du fourmilier et du porc-épic. Le revêtement pileux est entremêlé de forts piquants. Le « bec » cylindrique est long et étroit, la bouche très petite. Une langue longue et protractile, enduite d'une salive épaisse permet la capture de fourmis ou de termites : les échidnés sont insectivores.

Dans les deux familles de Monotrèmes, le crâne est spécialisé et les os sont largement soudés. Il est de type mammalien ; l'oreille moyenne, en particulier, comporte trois osselets et, en conséquence, la mandibule, très réduite, est formée d’un seul os. Ces deux caractères sont des synapomorphies des mammifères. En ce qui concerne les organes, les monotrèmes ont, comme tous les mammifères, un cœur cloisonné en quatre parties : deux ventricules et deux oreillettes ; de plus l’aorte arrive par la gauche du cœur. Enfin, les monotrèmes ont un pelage et sont homéothermes. Son pelage est composé de deux types de poils différents : une bourre épaisse et dense et des soies rudes et imperméables; cela crée une couche d'air isolante contre sa peau qui lui permet de rester sec et de ne pas perdre sa chaleur lorsqu'il est dans l'eau.

Cependant l'architecture du crâne diffère franchement de celle des Mammifères thériens. Ainsi le pariétal n'a pas, chez les Monotrèmes, l'extension ventrale qu'il présente chez les autres Mammifères, les thériens ; de plus la paroi latérale du crâne est formée, pour une bonne part, par un pleurosphénoïde, élément ossifié du chondrocrâne embryonnaire. Ventro-latéralement, une lame osseuse dermique, interprétée longtemps comme « alisphénoïde », est une pièce ancestrale. L'alisphénoïde vrai est très réduit chez les Monotrèmes.

Les membres ont une disposition presque transversale comme ceux des Reptiles primitifs : on dit qu’ils se situent dans plan parasagittal. Cette disposition empêche ces animaux de marcher et de respirer en même temps comme pour les lépidosaures et les archosaures La ceinture pectorale, très particulière, est beaucoup plus proche de celle d'un Reptile que de celle d'un Mammifère typique. Le coracoïde est important et associé à un procoracoïde. Le bord antérieur de la scapula représente l'épine de l'omoplate des autres Mammifères ; il n'y a donc pas de fosse sus-épineuse. L'ornithorynque, a donc comme les sauropsidés des os surnuméraires dans la ceinture scapulaire comprenant notamment une interclavicule qu'on ne retrouve pas chez les autres mammifères Ventralement, persistent les clavicules unies par l'interclavicule médiane, associée au sternum tout comme chez les chéloniens. Le bassin comporte, comme celui des Marsupiaux, une paire d'épipubis.

Ornithorynque et l’échidné sont les seuls Mammifères à posséder à la base du pied un éperon corné, creux, en relation avec une glande venimeuse. Cet organe, présent chez le jeune dans les deux sexes, disparaît chez la femelle à la puberté, sans doute sous l'action d'une hormone inhibitrice ovarienne. Cet éperon et la glande « fémorale » qui lui est associée sont donc caractéristiques du mâle des Monotrèmes. La sécrétion de cette glande de l'ornithorynque est facilement mortelle pour un lapin, tout au moins si le venin est prélevé pendant la période de reproduction. On manque d'observations précises sur l'utilisation de cet éperon.

C'est au niveau de l'encéphale que les Monotrèmes offrent les caractères essentiels qui permettent de comprendre leur extraordinaire capacité d'adaptation et leurs activités sociales complexes. Voici quelques caractéristiques du cerveau des Monotrèmes, que se soient des homoplasies ou des synapomorphies.

La partie antérieure de l'encéphale, le télencéphale, atteint son développement maximal comme chez les autres mammifères. Son importance relative croissante jalonne une ligne évolutive essentielle ; cela conduit à la perte d’autonomie fonctionnelle des autres portions du cerveau présentes encore chez les Reptiles.

La structure du télencéphale mammalien est aussi très caractéristique. Des trois éléments fondamentaux qui le constituent – septum, striatum, pallium –, ce dernier prend une place prépondérante par forte différenciation cellulaire en néopallium et paléopallium et par complexité histologique accrue.

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