Le philosophe français René Descartes croyait que la glande pinéale, un minuscule bouton de neurones situé au plus profond de notre cerveau, était le siège de l'âme.
Aujourd’hui, grâce aux études paléontologiques, génétiques et développementales, nous savons qu’il s’agit en réalité de la relique évolutive d’un organe disparu depuis longtemps, le troisième œil. Également connu sous le nom d’œil pinéal, il s’agit d’un récepteur situé au sommet de la tête. De nombreux reptiles existants tels que les varans, certains iguanes et le tuatara ont encore un œil pinéal.
Tous les reptiles qui ont encore aujourd’hui l’œil pinéal ont « le sang froid » ; ils ont ce qu’on appelle un métabolisme ectothermique. Les mammifères modernes – qui ont bien sûr du « sang chaud » ou un métabolisme endothermique – n’ont pas d’œil pinéal.
Notre groupe de chercheurs de l’Université du Witwatersrand s’est demandé si le fait de pouvoir déterminer avec précision le moment où les espèces pré-mammifères ont perdu leur œil pinéal pourrait révéler le secret du moment où le « sang chaud » est devenu une caractéristique des mammifères. C’est ce qui a motivé une étude ambitieuse utilisant des restes fossiles de la région du Karoo en Afrique du Sud.
Nous avions raison : nos recherches ont révélé que les ancêtres des mammifères sont probablement passés du sang « froid » au sang « chaud » il y a 246 millions d’années. C’était 10 millions d’années avant même l’apparition du premier dinosaure.
Comme tout œil ordinaire, l’œil pinéal est constitué d’une cornée, d’un cristallin et d’une rétine. Nos yeux appariés et l’œil pinéal reptilien sont également très similaires en termes de développement embryonnaire et de gènes exprimés au cours de celui-ci. L’œil pinéal diffère cependant d’un œil ordinaire en ce sens qu’il est généralement recouvert d’une écaille épaisse et grande et ne peut différencier que la lumière et l’obscurité.
Nos yeux ordinaires peuvent également voir les variations entre la lumière et l’obscurité, le jour et la nuit. Alors à quoi bon avoir un organe aussi redondant que l’œil pinéal ? La recherche montre que chez les reptiles, l’œil pinéal agit comme un calendrier. Il peut voir les jours s’allonger et les nuits se raccourcir, et inversement, et indique ainsi au cerveau comment les saisons changent. En conséquence, il surveille la plupart des cycles de vie tels que les rythmes de sommeil et de reproduction.
Les dragons de Komodo et certains autres reptiles ont encore un œil pinéal. Arturo de Frias Marques (Travail personnel) via Wikimedia Commons, CC BYDes expériences chirurgicales sur des lézards ont également montré que l’ablation de l’œil pinéal affecte leur capacité à réguler leur température corporelle, un processus appelé thermorégulation.
C’est fascinant puisque nos ancêtres pré-mammifères possédaient un œil pinéal et l’ont perdu au cours de leur évolution vers une condition plus mammifère. Cela suggère qu'en suivant la réduction et la disparition de l'œil pinéal sur des millions d'années, nous pourrions être en mesure de souligner le moment où nos ancêtres sont devenus « à sang chaud ».
L’évolution de l’œil pinéal est facile à étudier. Il a un corrélat osseux indubitable, le foramen pinéal. Il s'agit d'un tube qui perce le toit du crâne pour l'œil et le nerf pinéal.
La plupart de nos ancêtres, les thérapsides pré-mammifères, avaient un tel foramen au sommet de la tête, comme on peut le voir sur leurs crânes fossilisés, et avaient donc un œil pinéal. Il est raisonnable de supposer que cet organe remplit un rôle de thermorégulation similaire à celui des reptiles d’aujourd’hui.
En vérifiant la présence du foramen pinéal dans les fossiles, avons-nous pensé, il serait possible de retracer la transition d'un métabolisme « semblable à celui d'un reptile » à un métabolisme « semblable à celui d'un mammifère » dans la lignée qui a finalement conduit aux mammifères.
Notre équipe de paléontologues et de neurologues a donc vérifié la présence du foramen pinéal dans plus de 600 crânes. Tous ces éléments ont été trouvés dans les gisements fossilifères incroyablement riches du Karoo et remontent à il y a entre 300 et 200 millions d’années.
C’est une période importante, puisque l’Afrique du Sud était à cette époque située à proximité du pôle Sud grâce à la dérive des continents. Le climat était alors beaucoup plus froid et sec, et le contraste entre les saisons du pays était plus grand qu’aujourd’hui. Cela implique que les espèces à « sang froid » devaient avoir un œil pinéal pour les aider à réguler leur température corporelle.
Trouver une espèce qui vivait dans des conditions aussi difficiles sans foramen pinéal suggérerait fortement que cette espèce avait « le sang chaud » et qu’un œil pinéal n’était plus nécessaire pour survivre.
Nous avons découvert que le foramen pinéal était présent chez la plupart des thérapsides pré-mammifères il y a 260 millions d'années. Après cela, la fonctionnalité est devenue de plus en plus absente. Cela suggère que l’œil pinéal est devenu superflu et n’est plus nécessaire à la survie.
La perte croissante du foramen pinéal s'est produite dans deux lignées. L'un d'eux, les cynodontes, a conduit aux mammifères. Dans leur cas, le foramen pinéal a entièrement disparu il y a 246 millions d'années. C’est alors, pensons-nous, que le passage du « sang froid » au « sang chaud » s’est réalisé.
Des travaux supplémentaires doivent être effectués pour tester ce scénario évolutif, mais s'il s'avère vrai, cela signifierait que les mammifères avaient probablement déjà développé l'une des adaptations clés qui leur ont permis de survivre pendant plus de 200 millions d'années sous le règne et l'extinction des dinosaures et des dinosaures. deux extinctions massives jusqu'à nos jours.