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Extra
   
Quand les baleines avaient des pattes
L'ancêtre des baleines arpentait les grands espaces terrestres avant de plonger dans la mer pour s'y installer définitivement. Deux fossiles vieux de cinquante-deux millions d'années, récemment découverts, viennent de le confirmer. Et deux chaînons manquants de moins !
Les baleines sont des vaches qui sont retournées à l'eau. Cela leur a demandé, on s'en doute, de profonds bouleversements anatomiques. Trois chercheurs viennent de trouver les fossiles de deux baleines amphibies, chaînons jusque-là manquants dans ce retour à l'eau (1). Ils permettent de comprendre comment les baleines ont appris à nager et à communiquer sous l'eau.

Les ancêtres des baleines ont commencé à barboter il y a cinquante-deux millions d'années. A cette époque du début du Tertiaire, les dinosaures ont été rayés de la surface de la planète, alors que les mammifères sont en pleine expansion ; ils colonisent, à leur tour, tous les milieux. Parmi eux, certains vont tellement bien s'adapter au monde aquatique qu'ils vont finir par oublier de garder un pied-à-terre. Ce groupe, qui rassemble les baleines, les cachalots et les dauphins, c'est celui des cétacés. Les dauphins et les marsouins actuels apparurent dés le début du miocène, il y a 10 à 15 millions d'années. Les delphinidés (dauphins marins), phocinidés (marsouins) et monodontidés (belugas) actuels descendent tous, dés le début du Miocène, des premiers Kentriodontes.

Evolution morphologique des dauphins
On peut suivre l'évolution morphologique des dauphins à travers le tassement progressif du crâne et des os du nez.
    - bleu --> narines (évent)
- orange --> os du nez
 - jaune --> mandibules

Une famille de dauphins d'eau douce, animaux assez étranges, les Platanistidés, évolua également à partir du miocène mais leurs fossiles sont extrèmement rares. Des ancètres de ces dauphins de rivière ont été repérés vers l'Oligocène mais les chercheurs ne comprennent pas tout à fait la chaine de leur évolution. Leurs prédécesseurs avaient, semble-t-il, de longs becs comme le squalodon, mais les paléontologues se demandent encore quel est leur véritable ancètre.


On sait que les cétacés n'ont pas évolué directement dans l'eau. Leurs ancêtres terrestres étaient assez proches des artiodactyles actuels (vaches, cochons, chameaux...). Autrement dit, pas particulièrement prédestinés à devenir des champions de natation.
Pour s'adapter aussi bien au milieu aquatique, il leur a fallu subir un grand nombre de transformations. En particulier, ils devaient être capables d'entendre les sons sous l'eau. Les cétacés possèdent des adaptations qui le leur permettent. L'un des fossiles, trouvé au Pakistan, montre comment les osselets qui assurent l'audition chez les mammifères (marteau, enclume et étrier) se sont modifiés chez les baleines et consorts. Ce fossile est celui d'une baleine du groupe des archéocètes, les plus anciens cétacés connus. Son nom : Pakicetus, la baleine du Pakistan. La morphologie de son organe auditif confirme que les cétacés ont connu un stade amphibie. Chez cet animal, d'autre part, la forme de l'enclume renforce l'idée d'une proche parenté entre les cétacés actuels et les artiodactyles, déjà mise en évidence par les résultats d'analyses génétiques récentes.
 

Squelette de Pakicetus
Squelette de Pakicetus

Un tel chaînon intermédiaire, capable de vivre aussi bien sur la terre ferme que sous l'eau, apparaît en effet comme une étape indispensable de l'évolution des baleines. Cela est particulièrement vrai en ce qui concerne la locomotion. Un autre fossile, trouvé dans le même fond de rivière - qui, à l'époque, était une mer peu profonde -, en apporte la preuve. L'animal a été baptisé Ambulocetus natans : la baleine marcheuse qui nage. Comme dans le cas de Pakicetus, on en n'a pas trouvé de squelette complet ; l'un d'entre eux l'est tout de même assez pour permettre aux chercheurs de supputer la façon dont elle se déplaçait sur terre et dans l'eau.

 Ambulocetus
Ambulocetus (archives BBC)

Ambulocetus était aussi un archéocète. Elle avait la taille d'une otarie mâle d'environ 300 kg. Le plus frappant chez elle, ce sont les dimensions énormes des mains et des pieds, surtout rapportées à celles des membres : 40 cm pour le pied, contre seulement 28 cm pour le fémur.
A en juger par la forme de ses vertèbres lombaires, Ambulocetus devait nager, comme les cétacés actuels, par ondulations dorso-ventrales (dans un plan vertical) du corps. En revanche, la queue de l'animal ne se terminait pas en nageoire caudale. En fait, le rôle propulseur de celle-ci était dévolu aux pieds : leur surface importante devait brasser l'eau à chaque flexion-extension du dos. Compte tenu de la petite taille relative du fémur et du tibia, les muscles qui s'attachaient sur ces os devaient être plutôt faibles. Le rôle moteur devait donc être essentiellement tenu par les muscles du dos, qui entraînaient les membres postérieurs dans leurs mouvements dorso-ventraux, comme chez les phoques. Quant aux membres antérieurs, ils devaient principalement servir à maintenir le cap ou à en changer.

Les Mésonychidés, ancètres des ongulés modernes et des baleines, vivaient sur les rivages de l'ancienne mer de Thétys où ils se nourrissaient de coquillages. Leurs membres raccourcirent et ils perdirent leur toison qui les freinaient dans l'eau. Pour se déplacer efficacement, leur queue devint de plus en plus musculeuse et plate, ce qui leur fournissait un puissant moyen de propulsion dans leur nouvel environnement liquide.

Il y a plus de 60 millions d'années, les continents et les océans étaient fort différents de ce que nous connaissons aujourd'hui et la mer occupait la majeure partie de la surface de la planète. Les rivages de la mer de thétys, recouvrant à peu prés l'emplacement de l'actuel golfe Persique et de la Méditerranée, étaient le domaine des Mésonychidés terrestres. Durant les 20 millions d'années qui suivirent, les continents s'éloignèrent les uns des autres et les proto-cétacés évoluèrent pour s'adapter aux nouvelles conditions géographiques. Les membres postérieurs des Archéocètes étaient plus courts que chez les Mésonychidés et leurs corps légèrement plus longs, ce qui en fit des nageurs trés efficaces. Pour se protéger de l'eau, leurs narines progressèrent vers le haut du cràne qui lui-mème devint plus étroit. Deux familles d'Archéocètes, les Protocéidés et les Basilosauridés, étaient plus proches de leurs prédécesseurs terrestres que de nos baleines actuelles mais leur adaptation à la vie marine en fait un lien incontournable entre les dauphins modernes et les mammifères primitifs.

Dorudon et Ambulocetus
Dorudon et Ambulocetus

Sur terre, la taille importante des mains et des pieds était plus un handicap qu'un avantage. En effet, si les membres avaient été orientés parallèlement au corps, comme chez la plupart des mammifères, Ambulocetus se serait marché dessus ! La solution sélectionnée par l'évolution : tourner pieds et mains vers l'extérieur, comme chez les otaries. Et comme chez celles-ci, pour se déplacer, l'animal devait procéder par extension du dos en prenant appui sur les membres postérieurs.

Les plus proches cousins terrestres des baleines étaient, à l'époque, des mammifères aptes à la course, les mésonychides. Lorsqu'il leur arrivait de nager, ils devaient certainement, tout comme les mammifères terrestres actuels, pratiquer la « nage du petit chien ». A un moment donné de leur évolution, les cétacés ont donc dû passer de ce type de nage à une nage plus efficace, par ondulations du corps ; de même, ils ont abandonné leurs pieds comme surface propulsive et les ont remplacés par une nageoire caudale horizontale. Ambulocetus a franchi la première étape, mais pas la seconde ; la nage par ondulations est donc apparue avant la nageoire caudale. Peut-être se gardait-elle la possibilité de retourner à terre. Après tout, pour ce mammifère, la glaise devait paraître un élément bien plus familier que l'eau...

A la charnière de l'Eocène et de l'oligocène, la terre changea de nouveau d'aspect. L'antarctique se sépara de l'Amérique du Sud, modifiant les courants circumpolaires. L'océan se refroidit et les Archéocètes, incapables de s'adapter à ce changement, disparurent rapidement. Pendant tout l'oligocène, des Odontocètes primitifs occupèrent les niches écologiques désertées par les Archéocètes. Parmi eux, les membres des Agorophiidés et des Squalodontinés, deux familles étroitement liées à nos dauphins et baleines modernes, aujourd'hui éteintes. Les Agorophiidés avaient de redoutables dents coniques et un bec de longueur moyenne, et leur cràne ramassé ressemblait fort à celui de nos baleines.

Dinoland, membre du forum.
Sources : E. Marchand les ancètres des cetacés., Science et vie, archives BBC. JY cousteau nos amies les baleines.