Peu d’animaux ont évolué pour survivre à l’impitoyable Antarctique comme les pingouins. Des espèces comme le manchot empereur ont des couches superposées de plumage isolant, des veines serrées pour recycler la chaleur corporelle et juste assez de panse pour résister aux refroidissements éoliens qui approchent moins 80 degrés Fahrenheit.
Avec toutes ces adaptations au temps froid, il est difficile d’imaginer des pingouins vivant ailleurs. Mais des fossiles d’anciens manchots sont apparus le long de l’équateur, et nombre de ces oiseaux de mer préhistoriques sont antérieurs à la formation des calottes glaciaires de l’Antarctique. « Ils ont vécu certaines des périodes les plus chaudes de l’histoire de la Terre, lorsqu’il faisait cinq degrés de plus à l’équateur », a déclaré Daniel Ksepka, paléontologue au Bruce Museum de Greenwich, dans le Connecticut. « Ils ont essentiellement évolué dans un contexte sans glace. ”
Pour déterminer comment les pingouins sont passés des eaux douces et tropicales aux mers polaires, le Dr Ksepka et ses collègues ont récemment analysé les génomes de tous les pingouins vivants, y compris les pipsqueaks comme le grand pied. pingouin bleudes raretés comme le pingouin aux yeux jaunes en voie de disparition et des vedettes comme le pingouin à touffes jaunes pingouin sauteur. Cependant, la génétique des manchots modernes ne pouvait en dire beaucoup aux chercheurs. La plupart des lignées modernes ne remontent qu’à quelques millions d’années, obscurcissant la majeure partie de l’odyssée de 60 millions d’années de l’évolution des manchots.
Le Dr Ksepka a déclaré que plus des trois quarts de toutes les espèces de manchots « sont éteintes maintenant ». Il a ajouté : « Vous devez consulter les archives fossiles, sinon vous n’obtiendrez qu’un fragment de l’histoire. »
Pour compléter les données modernes, les chercheurs ont examiné les fossiles d’un équipage hétéroclite d’anciens marins. Quelques pingouins préhistoriques sillonnaient les eaux tropicales au large du Pérou, utilisant des becs en forme de lance pour harponner les poissons. Les autres arborait de longues jambes, et le plus grand peut avoir poussé sept pieds de haut. Certains avaient même des taches de plumes rouge rouille.
La comparaison des génomes des manchots modernes avec des manchots fossiles a permis à l’équipe de reconstituer l’évolution des manchots. Dans leurs conclusions, publiées mardi dans Communication Nature, les chercheurs ont identifié des gènes qui ont aidé les pingouins à passer du pataugeoire dans les eaux chaudes au perfectionnement du plongeon polaire. Certains de ces gènes ont aidé les pingouins à accumuler de la graisse, tandis que d’autres ont transformé leurs ailes ratatinées en nageoires profilées. Certains ont même renforcé le système immunitaire des pingouins ou les ont aidés à tolérer une faible teneur en oxygène lors de plongées profondes.
Les chercheurs ont également identifié des gènes qui aidaient à affiner les yeux des pingouins pour regarder à travers les profondeurs glacées. Alors que la plupart des oiseaux ont quatre cônes de couleur dans les yeux, l’un d’eux est inactif chez les pingouins, ce qui entrave leur capacité à voir le vert et le rouge. Au lieu de cela, leurs yeux se sont adaptés pour s’adapter au bleu ambiant de l’océan.
Certains gènes manquants laissaient perplexes les chercheurs. Alors que les manchots modernes avalent du krill, l’équipe a trouvé des preuves que leurs ancêtres manquaient de gènes qui auraient aidé à décomposer les carapaces des crustacés. Cela peut être la preuve que les anciens pingouins chassaient des proies plus grosses, comme les poissons et les calmars. Les pingouins conservent un palais restreint. Leurs récepteurs gustatifs ne peuvent capter que les goûts salés et aigres, ce qui est « très bien si vous mangez du poisson », a déclaré le Dr Ksepka. « C’est probablement pourquoi ils sont plutôt contents des sardines. »
Lorsque ces changements se sont produits chez les anciens pingouins, ils sont restés bloqués. Les analyses génétiques ont révélé que les manchots ont généralement le taux d’évolution le plus bas de tous les groupes d’oiseaux. Parce qu’ils ont l’air si bizarres, ce taux de changement glaciaire semble surprenant. Mais cela révèle à quel point le plan corporel dodu mais rationalisé du pingouin est réussi – au cours de millions d’années, il n’a changé que par incréments lents. Mais les manchots empereurs, qui se reproduisent pendant l’hiver rigoureux de l’Antarctique, ont le taux d’évolution le plus élevé de tous les manchots, ce qui a conduit les chercheurs à déduire que des températures plus froides accélèrent en quelque sorte l’évolution des manchots.
Juliana Vianna, écologiste à l’Université pontificale catholique du Chili, affirme que cette idée est cohérente avec la marche vers le sud des pingouins qui se produit pendant les épisodes de refroidissement global. « Leur histoire évolutive est à peu près associée au changement climatique historique et à la glaciation », a déclaré le Dr Vianna, qui a récemment dirigé recherche similaire, mais n’a pas participé à la nouvelle étude.
Comprendre comment les pingouins ont changé dans le passé peut offrir des indices sur la façon dont ces spécialistes du temps froid pourraient s’en tirer dans un avenir plus chaud. « Le réchauffement des températures aura un impact sur les aires biogéographiques des manchots, les espèces dont ils dépendent comme nourriture et les espèces qui, à leur tour, les chassent », a déclaré Daniel Thomas, paléontologue de l’Université Massey en Nouvelle-Zélande et auteur de la nouvelle étude.
Alors que la recherche est un aperçu complet de la famille des pingouins, a déclaré le Dr Ksepka, il manque encore un oiseau de mer – le dernier pingouin volant. Le petit oiseau ressemblant à un macareux vivait probablement dans l’ancienne Nouvelle-Zélande, mais ses fossiles se sont avérés insaisissables. « Ce serait la première chose que je demanderais si j’avais un génie », a-t-il déclaré.
