Une étude, dont les résultats intitulés «Developmental genetic bases behind the independent origin of the tympanic membrane in mammals and diapsids» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de montrer, grâce à l'analyse comparée des gènes qui régulent le développement embryonnaire de la souris et du poulet, que l’apparition du tympan a pu se produire indépendamment chez les mammifères et chez les oiseaux après qu’ils ont divergé de leur ancêtre commun.

Rappelons que «la sortie des océans des vertébrés au cours de l’évolution a nécessité de nombreuses adaptations morphologiques». Ainsi, «dans le système auditif, l’oreille moyenne s’est considérablement développée pour permettre, par l’intermédiaire du tympan et des osselets, de transmettre efficacement les sons du milieu extérieur aérien au milieu intérieur aqueux».

Alors que «l'origine évolutive et embryonnaire des osselets de l’oreille moyenne a été largement étudiée», l'origine du tympan, «la limite entre oreille moyenne et oreille externe», est restée «partiellement incertaine»: en effet, si plusieurs études paléontologiques ont avancé que «la formation du tympan chez les mammifères, les reptiles et les oiseaux» a «eu lieu indépendamment chez leurs ancêtres», aucune preuve formelle n'a pu être retrouvée dans les archives fossiles, car le tympan n'est «jamais fossilisé».

Pour contourner cet obstacle, l'étude ici présentée a testé cette hypothèse de façon expérimentale en comparant l'origine embryonnaire du tympan d'animaux actuels.

Fondamentalement, il apparaît «que chez les mammifères, le tympan s’attache à l'anneau tympanique, un os de la mâchoire inférieure, tandis que chez les oiseaux et les reptiles, il est attaché au carré, un composant de la mâchoire supérieure».

Afin d' éclaircir ce lien entre tympan et mâchoires, «une série d'expériences manipulant la mise en place de la mâchoire inférieure chez les souris et les poulets au cours du développement embryonnaire» a été entreprise.

Pour cela, «une approche combinée de génétique chez la souris et de pharmacologie in ovo chez le poulet» a été utilisée «pour induire la transformation de la mâchoire inférieure des animaux expérimentaux en mâchoire supérieure (amenant une duplication de la mâchoire supérieure et une absence de mâchoire inférieure)».

Il est alors apparu «que, chez les animaux aux mâchoires transformées, les oreilles étaient modifiées d’une manière différente en fonction de leur espèce : les embryons de poulet traités ont généré deux tympans de chaque côté de la tête, tandis que les souris transgéniques n’en ont développé aucun».

Ces observations valident «l’hypothèse que chez les oiseaux, le développement du tympan est associé à la mâchoire supérieure, tandis que chez les mammifères le tympan est au contraire lié à la mâchoire inférieure».

En vue d'élucider «comment le tympan a pu apparaître indépendamment à deux reprises au cours de l’évolution», le déroulement du développement embryonnaire chez la souris et le poulet a alors été génétiquement analysé: plus précisément, «la position de l'expression d’un gène marquant l’endroit où l'articulation de la mâchoire va se former avec la position de la première poche pharyngienne, à partir de laquelle se forme le tympan» a été comparée.

Il en résulte que «chez les embryons de poulets, le gène marquant la formation de la mâchoire est exprimé dans une position nettement inférieure par rapport à la souris», une différence qui «place la position de formation du tympan dans le territoire de la mâchoire inférieure chez les mammifères tandis que chez les oiseaux, il se trouve dans le territoire de la mâchoire supérieure».