Ca y'est, le moment est enfin venu de vous présenter les preuves les plus intrigantes et parlantes appuyant l'hypothèse que les dinosaures portaient des plumes.

Mais avant toutes choses, il est nécessaire de clarifier un point essentiel:

 

Quelle est la relation de parenté entre oiseaux et dinosaures?

 

C'est une question cruciale et la grande majorité des paléontologues et autres scientifiques l'ayant creusé vous répondront que les oiseaux (Aves) sont des dinosaures! A vrai dire, aujourd'hui on distingue les dinosaures aviaires (les oiseaux quoi...) et les dinosaures non-aviaires. Alors parmi les dinosaures non aviaires, quels sont les plus proches parents des oiseaux? Et bien il semble que ce soient les Théropodes, les dinosaures bipèdes dont les fameux Tyrannosaure, et Velociraptor.

 

Dinosaures théropodes

Comme tous ces dinosaures sont aujourd'hui éteints, la quasi totalité des données permettant d'établir ces relations de parenté proviennent de l'anatomie comparée en étudiant leurs ossements fossilisés. C'est le docteur Jacques Gauthier qui a réalisé la première analyse phylogénétique détaillée des théropodes dans les années 80 et qui a noté une série de centaines de similitudes entre dinosaures aviaires et non aviaires dont voici un exemple:

Os du poignet pivotable et en forme de demi-lune

Pied à trois orteils

Présence d'une furcula (ou fourchette)

 

 

 

  • Os du crânes alvéolés
  • Os creux et peu épais
  • Cou courbé en forme de S
  • Sacs aériens passant à travers les sinus dans le crâne
    Orbites oculaires larges
  • 5 vertèbres ou plus intégrées au sacrum
  • Structure microscopique similaire des coquille d'œufs
  • etc...

Cependant, de récentes publications ont permis de confirmer la parenté des oiseaux aux théropodes en utilisant non pas des os mais des données moléculaires, des fragments de protéines de collagènes prélevés à partir de cellules d'ossements de... Tyrannosaure! L'exploit fut largement critiqué et reçu avec scepticisme (certains ont argumenté qu'il s'agissait de protéines bactériennes dans des colonies ressemblant à des cellules) mais le renouvellement de l'expérience effectué parallèlement par deux équipes sur un autre dinosaure, Brachylophosauruscanadensis me laisse penser qu'il s'agit là d'un vrai résultat scientifique.

Cellules préservées de Brachylophosaurus

La communauté scientifique penche donc très largement pour une origine théropodienne des oiseaux. L'unanimité parmi les scientifiques n'a jamais garanti de la véracité d'une hypothèse, mais pour l'instant, tous ses détracteurs n'ont apporté que de très vagues arguments contradictoires et surtout aucune hypothèse alternative. Alors voilà, maintenant quand vous verrez un oiseau, vous pourrez dire sans crainte qu'il s'agit d'un spécimen des derniers dinosaures.

 

Bon et les plumes dans tout ça? Il faut tout d'abord que je rappelle le modèle évolutif qu'a proposé Richard Prum pour expliquer l'émergence de structures épidermiques si complexes:

 

Rappel du modèle évolutif

 

Modèle de l'histoire évolutive des plumes

 

Selon ce modèle, les plumes adaptées au vol que portent actuellement les oiseaux proviendraient d'une série d'étapes évolutives initiée par l'émergence de structures creuses folliculaires appelée protoplumes, puis des structures duveteuses, ensuite l'émergence d'une plume à rachis et barbes parallèles formant une surface plane et enfin l'émergence de barbules aurait préfiguré les plumes pennes asymétriques adaptées au vol.

 

Ce modèle provenait de l'étude attentive des différentes étapes développementales nécessaires à la formation des plumes, étapes reflétées par l'utilisation séquentielle d'un même module génétique: la cohérence du modèle a été vérifiée par les données moléculaires. Est-ce que maintenant les données paléontologiques soutiennent ce scénario évolutif? Réponse en image:

 

Etape 1: les protoplumes

 

N'étant pas paléontologue de formation, ma description des fossiles se bornera à donner le nom de l'espèces et quelques informations complémentaires comme la provenance ou le nombre de spécimens trouvés...et puis une zoli image parce que vous le valez bien...

 

Commençons donc par le théropode le plus éloigné des oiseaux mais portant des structures intégumentaires fibreuses (des proto-plumes): Sinosauropteryx

sinosauropteryx

 

Sinosauropteryx prima a été découvert en 1996 dans la prolifique région (en terme paléontologique) de Liaoning, en Chine. Ils datent du fin jurassique, début crétacé (122-120 Ma). Aujourd'hui, on compte trois spécimens fossiles dont le plus large mesure environ un mètre de long (queue comprise). Vous pouvez remarquer d'ailleurs qu'autour de cette queue et sur le dos, on aperçoit des impressions de structures filamenteuses: ce sont les fameuses proto-plumes. Pour ce donner une impression de ce à quoi un animal peut ressembler en portant des proto-plumes, on peut utiliser l'exemple du kiwi (qui appartient, avec les autruches et les émeus, au premier groupe d'oiseau étant apparu, les Ratites):

 

 

Cependant, certains auteurs, en analysant plus en détails les structures, ont reconnu des barbes sur ce proto-plumes, suggérant qu'il s'agissait alors d'une étape tardive de l'évolution des plumes (rachis et barbes donnent des plumes du stade 3). Si la présence de barbes est discutable pour Sinosauropteryx, elles sont indiscutablement absentes des structures trouvées chez un autre dinosaure non-aviaire: Beipiaosaurus.

 

Beipiaosaurus

 

 

Datant d'il y a 120 millions d'années, ces fossiles trouvés près du hameau chinois de Beipiao ont gardé les traces de longs filaments creux rattachés au cou, à la queue et aux avant-bras de l'animal. Enfin, la première étape du scénario évolutif des plumes est observable sur un spécimen de dinosaure non aviaire théropode. Ahhhh, c'est reposant de pouvoir confirmer ce premier stade simplement.... Et beh ce n'est pas la peine de se reposer sur ses lauriers: les chercheurs trouvent toujours de quoi compliquer une histoire. En l'occurrence, vous aviez peut être remarqué que seuls des fossiles de théropodes (appartenant au groupe des saurischiens) sont discutés ci-dessus. C'est un peu logique vu qu'il s'agit du groupe de dinosaures non-aviaires les plus proches des dinosaures aviaires... Mais il faut le savoir, la nature parfois se moque bien de la logique. Très récemment, un fossile de dinosaure n'appartenant pas au groupe des saurischiens mais ou groupe des ornitischiens, arborait fièrement (pour un fossile) de longues structures tégumentaires creuses: s'agit-il de proto-plumes?

L'heureux fouteur de merde s'appelle Tianyulong, et les structures qu'il porte sont très ressemblantes à celles de Beipiaosaurus pouvant atteindre parfois jusqu'à 7cm (soit un dixième de sa taille)...

 

 

Pour mieux comprendre l'impact de la découverte de Tianyulong, mieux vaut observer la phylogénie des dinosaures en y superposant la présence de ces fameuses structures:

 

Arbre phylogénétique des dinosaures et origine des plumes

 

Ben c'est le bordel des hypothèses à nouveau! Soit ces structures sont identiques et alors l'origine évolutive des plumes précèderait largement la diversification des dinosaures (où sont passées les proto-plumes de tous les autres dinosaures alors?), soit il s'agit d'une convergence évolutive (et dans ce cas là je copie-colle l'article pour demain), soit (et c'est mon hypothèse), tous ces dinosaures allaient se décorer en se frottant contre des pins pour effrayer leurs prédateurs... Il est quand même probable que l'hypothèse retenue soit la première (et c'est bon, faut refaire Jurassic Park et jeter tous vos livres sur les dinosaures: ils étaient tous bardés de proto-plumes, on vous dit...).

Bon, les proto-plumes, c'est marrant, mais vous êtes quand même venu voir des dinosaures funky, non? Et bien c'est parti:

 

Etape 2 et 3: les plumes primitives duveteuses et à rachis

 

Si on en croit les critiques de la première découverte de Sinosauropteryx, on a déjà trouvé sur un même spécimen des plumes portant des barbes. Mais on peut trouver largement plus impressionnant! Niveau plumes duveteuses, ces structures probablement fragiles ont peu de chances traverser le temps pour arriver jusqu'à nous... ou bien on tombe sur le gros lot en allant jeter un coup d'œil sur des structures préservées dans de l'ambre:

 

 

Le problème c'est que ces plumes peuvent appartenir à des oiseaux ayant déjà existé à cette période. Les chercheurs qui ont découvert cette ambre sont cependant plutôt confiant puisque d'une part ils ont trouvés des dents de dinosaures théropodes non loin de cette ambre, et puis d'autre part, il s'agit de plumes particulières puisque leur analyse minutieuse ont montré que le rachis n'était pas réellement un axe distinct et que les barbes n'avait pas complètement fusionnés pour lui donner naissance: en d'autre terme, il s'agit de plumes intermédiaires entre l'étape 2 et l'étape 3:

 

 

 

Mais bon, c'est bien joli tout ça, mais qu'est ce que ça peut donner sur un dinosaure? C'est le moment idéal pour vous présenter Sinornithosaurus. C'est un dinosaure très spécial parce qu'il possède des plumes correspondant aux étapes 1,2 et 3 en même temps!

 

 

 Sinornithosaurus   plumes étapes 1 ou 2 sur Sinornithosaurus

 plumes étapes 3 sur Sinornithosaurus

Sinornithosaurus



Sinornithosaurus millenii est donc un dinosaure non-aviaire faisant partie de la famille des dromaeosauridés. Il est âgé de 125 millions d'années et a été trouvé encore une fois dans la région du Liaoning. Les structures tégumentaires qui décorent ses avant-bras commencent réellement à ressembler à des plumes, vous ne trouvez pas? Et pourtant, elles ne sont définitivement pas adaptées au vol. Eh mais rembobinons un poil en arrière... Sinornithosaurus fait partie de la famille des dromaesauridés? Mais c'est la même famille des fameux Velociraptor de Jurassic Park! Vous allez quand même pas me dire qu'à la place de ça:

 



on aurait du voir ça:

 

 

Et si les amis! Et c'est pas le seul problème avec les raptors de Jurassic Park: si on compare la taille d'un raptor à celle d'un humain dans le film, y'a de quoi flipper, c'est sûr:

 

 

Alors qu'en réalité:

 

Et oui, Velociraptor n'est qu'une vulgaire dinde enragée assez petite pour que même un gosse soit capable de l'achever à coup de tatanes. Pff, les films de mon enfance perdent d'un coup leur saveur. Bientôt on va m'annoncer qu'on ne peut pas voyager dans le temps en dépassant les 90 miles à l'heure à bord d'une Doloréane...

 

Bref, totale arnaque mise à part, il ne faut pas non plus croire que tous les dinosaures à plumes étaient tout pitis-mignons, hein! Jugez plutôt le bestiau:

 

GigantoraptorGigantoraptor est un spécimen géant appartenant à la famille des oviraptorosauriens qui a vécu il y a 85 million d'années. Il mesurait 8 mètres de long et devait peser dans les deux tonnes. Sympa non? D'ailleurs, s'il est le champion incontesté, ses potes dinosaures à plumes géants sont pas mal non plus:

 

(d'ailleurs il y a deux espèces de dinosaures aviaires- les oiseaux, je rappelle - qui sont inclues dans l'image plus haut: l'autruche Struthio camelus et l'espèce Aepyornis maximus qui vivait sur Madagascar jusqu'en 1500 après JC).

 

Et pour finir en beauté, voyons maintenant les espèces portant des plumes pennes (adaptées ou non au vol).

 

Etape 4 et 5: plumes pennes ouvertes et fermées

 

Rappelons-le, les plumes adaptées au vol doivent être fermées (dans le sens ou les barbules, en se liant entre elles, forment une surface cohérente sur laquelle l'air peut glisser) et asymétriques. Donc des plumes pennes ouvertes, qu'on peut trouver sur des oiseaux actuels, joueront des rôles divers et variés mais ne pourront permettre d'effectuer un vol plané. A quoi pouvaient servir ces appendices? Difficile d'y répondre pour la plupart des spécimens, mais avec Epidexipteryx, leurs fonctions semblent évidente:

 

 

Epidexipteryx

 

Il a l'air féroce hein? Bon, faut pas trop se leurrer non plus:

 

Echelle entre un humain et Epidexipteryx

 

  

Si l'on juge qu'il est beaucoup plus facile de deviner à quoi pouvait servir les quatre longues plumes qui décorent le popotin d'Epidexipteryx, c'est parce qu'elles présentent de frappantes similitudes avec les plumes portées par certains oiseaux mâles qui s'en servent pour attirer leurs femelles (comme Euplectes jacksoni):

 

 

Il est donc probable que les parades de certains dinosaures non-aviaires devaient ressembler à ça! (Je paierai cher pour assister à un tel spectacle...)

 

Et puis vient le tour des microraptors, ces dinosaures non-aviaires couverts de plumes pennes (sur les quatre membres) mais dont l'anatomie leur interdisait un vol battu: s'agissait-il des premiers dinosaures à planer dans les airs? (D'ailleurs petit rappel pour ceux qui l'ignorent, les ptérodactyles ne font pas partie de la famille des dinosaures...)

 

Microraptor gui

 

 

9 superbes fossiles de Microraptor ont été découverts dont de nombreux spécimens avec les traces laissées par de longues plumes pennes fermées asymétriques formant des sortes d'ailes pour les membres antérieurs et postérieurs. La présence de ces deux ailes ont laissé supposer que ce petit dinosaure repliait ses deux membres inférieurs et planait tel un avion bi-plane.

 

Et la taille c'est important?

 

Pour finir, et récapituler en beauté, je vous présente une phylogénie des théropodes paraviens (les dinosaures non-aviaires les plus proches des oiseaux et probablement contenant leur ancêtre). Cette figure est une mine d'information avec la taille des spécimens, leur relation de parenté et l'époque à laquelle ils ont été trouvés. Une information cruciale et vraiment surprenante s'en dégage également: l'ancêtre commun des oiseaux et des grands théropodes paraviens était probablement petit et susceptible de planer. En d'autres termes, alors qu'on s'imagine souvent que la taille des dinosaures a progressivement diminuée dans la lignée qui a donné les oiseaux, on s'aperçoit maintenant que cette taille varie souvent et que de petits ancêtres ont donné de très large spécimens à au moins quatre reprises parmi cette famille...

 

Voilou. Maintenant que je vous ai bien bousillé le glamour des films de Spielberg, je me prépare pour une prochaine démystification (ou bien je vais peut être dormir, tiens!).

 

Liens:

Illustrations de Xing Lida

 

Références (attention c'est parti):

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