L’histoire de l’évolution du visage des mammifères, y compris notre nez, vient peut-être de devenir plus complexe qu’on ne l’imaginait. Une étude menée par des chercheurs japonais de l’Université de Tokyo a révélé des éléments surprenants concernant le développement du visage chez les souris embryonnaires, ce qui remet en question les idées reçues sur l’évolution de la mâchoire supérieure. Ces travaux pourraient aussi éclairer la compréhension de certaines malformations humaines.
Une région complexe : la maxillo-faciale des vertébrés
La région maxillo-faciale, qui englobe la partie du crâne responsable de la formation du visage, est l’une des zones les plus complexes du corps des vertébrés. Cette région comprend des structures comme la mâchoire supérieure, le nez et les os du crâne. L’un des principaux mystères pour les scientifiques est de comprendre comment ces structures se sont développées au fil de l’évolution, surtout la manière dont la mâchoire des mammifères a évolué par rapport à celle des autres vertébrés.
Il existe plus particulièrement un débat sur la façon dont les os de la mâchoire supérieure chez les mammifères sont liés à ceux des amniotes non mammifères (comme les reptiles) et comment ces structures ont évolué chez les humains par rapport aux autres mammifères. Cela a conduit à différentes théories, mais la question reste encore floue.
La souris (Mus musculus) est un modèle très utilisé pour étudier le développement des mammifères, car elle présente des similarités avec notre propre développement. Cependant, malgré son utilisation fréquente, les chercheurs manquaient de descriptions détaillées du développement crânien des souris. Cela compliquait les efforts pour comparer leur développement facial à celui d’autres espèces, y compris les humains. En effet, comprendre comment le visage se forme chez la souris est essentiel pour éclairer les mécanismes évolutifs qui se retrouvent chez d’autres vertébrés, et notamment chez l’humain.
Une étude minutieuse du développement facial des souris
Pour combler ces lacunes, une équipe japonaise a analysé le développement du visage chez les embryons de souris depuis le stade moyen jusqu’à juste avant la naissance. Pour cela, les chercheurs ont utilisé des techniques avancées : des sections de tissus colorées pour mettre en évidence les os, le cartilage et les nerfs, reconstruites ensuite en modèles 3D. Grâce à cette méthode, ils ont pu observer les étapes précises de la formation du crâne et de la mâchoire.
Les premiers résultats ont confirmé que le développement précoce de la tête et des nerfs périphériques des souris suit des schémas communs à d’autres vertébrés à mâchoires. De même, la formation initiale du cartilage à la base du crâne est semblable à celle observée chez les reptiles. Néanmoins, c’est en étudiant la mâchoire supérieure que les chercheurs ont fait une découverte inattendue.
Une théorie révolutionnaire : l’hypothèse holomaxillaire
Jusqu’à présent, la théorie dominante voulait que la mâchoire des mammifères soit directement héritée des reptiles. Or, les résultats de cette étude soutiennent plutôt une hypothèse appelée holomaxillaire, proposée précédemment par la même équipe. Selon cette théorie, le nez des mammifères serait en réalité issu d’une ancienne mâchoire perdue, connue sous le nom de prémaxillaire, qui se serait séparée de la mâchoire supérieure au cours de l’évolution.
En parallèle, un nouveau segment de mâchoire appelé incisivum aurait émergé. Cette structure nouvelle intègre des éléments d’os ancestraux comme le septomaxillaire (associé aux narines) et le vomer (un os formant le septum nasal chez certains reptiles). Ce réarrangement aurait donc profondément transformé la morphologie faciale des mammifères.
Quelles implications pour la compréhension humaine ?
Loin de se limiter aux souris, cette découverte pourrait également expliquer certaines étapes du développement facial chez l’humain. Pendant le développement fœtal, un os temporaire de la mâchoire supérieure, appelé incisivum, se forme avant de fusionner avec le maxillaire. Les variations dans ce processus pourraient être à l’origine de certaines malformations congénitales.
Par exemple, les fentes labiales et palatines, des anomalies où la lèvre supérieure ou le palais ne se ferment pas correctement, pourraient s’expliquer par une compréhension plus fine de cette réorganisation structurelle. En mettant en lumière l’origine évolutive de ces structures, les chercheurs offrent de nouvelles pistes pour prévenir et traiter ces troubles.
