La géologie détermine souvent la biologie. Le supercontinent Pangée s'est fragmenté à l'époque des dinosaures. L'immense masse continentale s'est déchirée en son centre à la fin du trias, entre l'Amérique du Nord et l'Afrique de l'Ouest. C'est là que se sont formés les tout premiers prémices de l'océan Atlantique. Durant le jurassique, l'océan Téthys s'est ouvert entre la Laurasie septentrionale (l'Eurasie et l'Amérique du Nord) et le Gondwana méridional (le reste du monde). Imaginez la Méditerranée, mais prolongée jusqu'en Asie. Au crétacé, l'Afrique et l'Amérique du Sud se sont ensuite définitivement séparées, donnant naissance à l'océan Atlantique Sud. Davantage d'océans signifie davantage de côtes, moins d'aridité et moins de masses continentales désertiques, comme c'était le cas au permien et au trias. Les plantes à fleurs, ou angiospermes, en ont profité. Elles ont commencé, au crétacé, à surpasser le monde végétal des gymnospermes — comme les ginkgos et conifères.

Les multituberculés n'étaient pas le seul groupe de mammifères prospères apparu à l'époque des dinosaures. Il y avait aussi déjà des versions précoces des mammifères placentaires (euthériens, notre groupe) et des marsupiaux (métathériens), formant ensemble les Theria. Et il y avait encore le groupe à part des monotrèmes, des animaux ovipares qui allaitaient malgré tout leurs petits, comme l'ornithorynque actuel.

Dans la dentition de ces précurseurs des mammifères modernes, les molaires sont plus sophistiquées que les briques de Lego des multis. Elles présentent de minuscules sommets et vallées. Les sommets de la molaire supérieure s'emboîtaient dans les vallées de la molaire inférieure. Ces molaires dites « tribosphéniques » accomplissaient deux actions en un seul mouvement : déchirer et broyer. Comme on enfonce un pilon dans un mortier pour préparer un pesto. Les multituberculés avaient encore besoin de deux dents distinctes pour cela : les prémolaires et les molaires.

Une petite modification d'une molaire fait toute la différence. Les mammifères modernes allaient mieux tirer parti du monde florissant des insectes. Grâce aux nouvelles molaires capables à la fois de déchirer et broyer, ces mammifères accédaient plus facilement à la partie nutritive des insectes.

Les sommets et les creux de ces molaires ont subi de légères variations au cours de l’évolution, ce qui a permis à ce groupe de mammifères de s’adapter plus facilement à de nouvelles sources de nourriture lorsque leur environnement changeait. Les carnivores, comme votre chat ou votre chien, possèdent des pointes plus acérées sur leurs molaires, qui découpent la viande à la manière de ciseaux. Si vous touchez vos propres molaires avec la langue, vous constaterez que leurs reliefs sont moins marqués et que leur surface de mastication est plus large, mieux adaptée à notre régime omnivore.

Des centaines d'espèces issues de ces premiers groupes de mammifères prospères — multituberculés, monotrèmes, marsupiaux et placentaires — ont été témoins du jour fatal, il y a 66 millions d'années. Des dinosaures, seules quelques espèces d'oiseaux ont survécu. Mais, fait moins connu, neuf espèces de mammifères sur dix n'y ont pas survécu non plus. Il s'en est donc fallu de peu... Tous les mammifères d'après la catastrophe — oui, nous aussi — doivent leur existence à quelques survivants qui se sont frayé un chemin dans la poussière. Il s'agissait probablement surtout de petits animaux omnivores et/ou qui vivaient dans des terriers.

Après 150 millions d'années dans l'ombre des reptiles, c'était au tour des modestes mammifères de briller. Les mammifères ont occupé de nombreuses niches longtemps détenues par les tricératops, les hadrosaures et les tyrannosaures, et ils ont grandi. « 400 000 ans après l'impact de l'astéroïde, au paléocène, on trouvait déjà des carnivores de cinquante kilos, de la taille d'un loup », explique Thierry Smith. « Vers la fin du paléocène, on trouve de grands herbivores comme le Barylambda, qui pesait cinq cents kilos, la taille d'un poney. Cette évolution allait de pair avec celle des plantes. Sous l'effet du réchauffement climatique, les plantes à fleurs se sont diversifiées, avec notamment des palmiers, des noyers et des légumineuses, riches en énergie. »

Ce sont surtout les mammifères placentaires qui ont grandi. Leur mode de reproduction présente des avantages. L'embryon se développe — contrairement aux marsupiaux ou aux monotrèmes — à l'intérieur du corps de la mère, protégé et constamment nourri par le placenta, jusqu'à devenir un petit déjà relativement grand. Or, au cours des dix millions d’années qui ont suivi l’apocalypse, des géants avaient également évolué dans d’autres groupes de survivants : Titanoboa était un serpent pouvant atteindre treize (!) mètres de long et peser une tonne, tandis que Gastornis était un oiseau coureur herbivore de deux mètres de haut.

Les mammifères sont peut-être devenus plus grands après l’extinction des dinosaures, mais ils ne sont pas devenus plus intelligents pour autant. Leur volume cérébral est resté relativement modeste. Peut-être n’avaient-ils pas besoin d’un grand cerveau, puisqu’ils disposaient à eux seuls d’une multitude de niches écologiques à occuper ? En revanche, ils avaient manifestement investi dans la locomotion. Des articulations des membres aux formes et aux dimensions très variées sont apparues, permettant aux espèces de mieux courir, creuser et grimper. Ils se sont ainsi adaptés à une grande diversité de milieux et de ressources alimentaires.

Le monde était déjà chaud juste après l'extinction des dinosaures, mais vers 56 millions d'années, un réchauffement climatique abrupt est venu s'y ajouter. La cause en était l'ouverture et l'élargissement de l'océan Atlantique nord. Le volcanisme de la dorsale médio-atlantique a provoqué la séparation de l'Amérique du Nord et du Groenland d'avec l'Eurasie, un processus d'ailleurs toujours en cours. En raison des quantités énormes de CO2 rejetées dans l'atmosphère il y a 56 millions d'années, la température a grimpé de cinq à huit degrés Celsius supplémentaires en quelques milliers d'années : il faisait en moyenne 34 degrés dans le monde entier, et des palmiers poussaient dans la région arctique, rien que ça. Les paléontologues appellent ce changement climatique le PETM, le Maximum thermique du Paléocène-Éocène.

« Et cette fois, ce monde brûlant ne conduit pas tellement à une grande extinction, » explique Thierry Smith tandis que nous poursuivons notre descente du chemin creux de Dormaal, « mais plutôt à l'apparition de toute une série de mammifères placentaires 'modernes' : primates, chauves-souris, carnivores, ongulés à doigts pairs et impairs, rongeurs... Ils profitent de ce réchauffement et se répandent à toute vitesse sur l'hémisphère nord via des ponts terrestres boisés reliant l'Eurasie à l'Amérique du Nord. »

Mais d'où vient soudain cette nouvelle génération dynamique ? Qui est leur ancêtre commun ? « Après 150 ans de recherche, cela reste un mystère. Personnellement, je pense qu'il faut chercher le berceau du côté de l'Inde, à l'époque où cette grande masse continentale était encore en route vers l'Asie, et où l'Himalaya ne s'était pas encore soulevé. On retrouve en Inde les mêmes espèces qu'en Europe occidentale. Il se pourrait bien que les mammifères modernes soient apparus sur cette 'île' à la dérive, et qu'ils aient migré vers l'Asie et l'Europe via des ponts terrestres temporaires. »

Où que se trouve ce berceau, c'est dans des ravines le long de ce chemin creux que les paléontologues trouvent ces tout premiers mammifères modernes. Aux XIXe et XXe siècles, une couche large de quatre-vingts centimètres a été entièrement passée au peigne fin en tamisant les dépôts sableux dans un tamis à mailles fines. Le paléontologue amateur Richard Smith a passé au tamis humide pas moins de 23 tonnes de sédiments à la fin des années 1980 et au début des années 1990. Le matériau à gros grains s'était écoulé depuis les zones plus élevées vers la mer proche il y a environ 56 millions d'années, et s'était accumulé à hauteur de Dormaal dans un méandre d'une rivière. Dans un tel méandre, la vie éteinte reste également piégée. À commencer par les restes végétaux : spores, pollen et morceaux de bois. On sait ainsi que les rives du fleuve étaient densément couvertes de plantes de la famille du pin, du noyer et du peuplier, le long desquelles grimpaient des vignes.

Un peu plus loin, près de Hoegaarden, se trouvaient à cette époque des marécages semblables à ceux que l'on trouve dans le delta du Mississipi en Louisiane, autour de La Nouvelle-Orléans, avec des cyprès chauves dont les racines trempent jusqu'aux genoux dans l'eau. En 1970, lors des excavations réalisées pour la construction de l’autoroute E40, puis en 2000 pour la ligne ferroviaire à grande vitesse, plusieurs dizaines de troncs d’arbres fossilisés ont été découverts et mis au jour. Certains peuvent être observés in situ sur le géosite du Goudberg, à Hoegaarden.

« La Belgique était alors vraiment subtropicale : humide et chaude », explique Thierry. « Dans la rivière primitive de Dormaal nageaient des crocodiles, des alligators, des tortues géantes et des poissons, principalement des brochets. » Sur les rives et dans la forêt aussi, la vie bourdonnait et pépiait, avec des grenouilles, des salamandres, des geckos et des oiseaux. Et les premiers représentants de tout ce qui est aujourd'hui mammifère. On y a surtout trouvé des dents, 14 000 au total. Les dents sont constituées d'émail dentaire, qui se fossilise bien mieux que le reste du squelette. « Le nombre de dents, leur espacement, leur forme... nous permettent de déduire assez rapidement s'il s'agissait d'un prédateur, d'un charognard, d'un insectivore, d'un omnivore ou d'un herbivore, et le motif unique de crêtes et de bosses sur les dents nous indique l'espèce, comme une carte d'identité. » Les mammifères de Dormaal appartiennent à une cinquantaine de taxons, surtout de petites espèces telles que des rongeurs, des rats marsupiaux et de petits ongulés.

Biologiste marin de formation, Thierry a bifurqué vers la paléontologie en se mettant à étudier les découvertes de mammifères faites par son père. Il avait hérité du métier et de la passion depuis son plus jeune âge, car Richard choisissait ses destinations de vacances en fonction des sites de fouilles. « Adolescent, j'en avais un peu assez à un moment donné », rit Thierry. En 2014, le père et le fils, avec des collègues, ont décrit Dormaalocyon latouri. Littéralement : « le chien de Dormaal ». « C'est l'un des plus anciens ancêtres des mammifères carnivores actuels. Donc un prédateur primitif, bien avant que les carnivores ne se scindent entre les animaux plutôt canins, comme les loups, les ours, les martres et les phoques, et les animaux plutôt félins, comme les chats, les tigres et les lions. »

À quoi ressemblait cette version primitive de votre Luna qui aboie ou de votre Félix qui ronronne ? Un peu à une martre. Elle pesait entre un demi-kilo et un kilo, et d'après la flexibilité de son articulation de la cheville, Thierry et ses collègues ont déduit que Dormaalocyon vivait dans les arbres et se déplaçait par la canopée. Il possédait déjà de longues canines, comme les chats et les chiens actuels, et était probablement omnivore : les insectes en constituaient sans doute une grande part, mais ce prédateur plantait peut-être aussi ses dents dans des mammifères encore plus petits que lui.

L'une de ces proies pourrait bien avoir été son contemporain et voisin des arbres, Teilhardina belgica. Teilhardina est une découverte cruciale, car il s'agit de notre plus lointain ancêtre primate. Le jésuite et paléontologue français Pierre Teilhard de Chardin a décrit ce primate primitif à partir de quelques fragments de mâchoire et de dents isolées. « Après de Chardin, quelque trois cents fossiles supplémentaires du petit primate ont été mis au jour, y compris des parties de membres, ce qui nous a permis d'avoir une meilleure idée de l'apparence de notre plus lointain ancêtre primate », explique Thierry. « Il ressemblait surtout aux tarsiers actuels ou aux microcèbes : poids plume, grands yeux, bonnes mains et pieds préhensiles, doigts longs, coudes flexibles, et un saut puissant. »

Les primates ont des yeux dirigés vers l'avant, avec un large chevauchement entre les deux champs visuels, ce qui leur confère une excellente perception de la profondeur. Et oui, le fameux pouce et le gros orteil opposables. Avec des ongles au lieu de griffes, aux membres antérieurs comme postérieurs. « Autant d'adaptations pour mieux grimper aux arbres. »